[发明专利]一种光束-电子束复合钎焊高氮钢的方法

说明书

本发明公开了一种光束‑电子束复合钎焊高氮钢的方法，包括①制备钎料膏并将其涂覆在焊接零件的待焊面上；②采用氙弧灯光束焊对待焊面的两端和中心位置进行光辐射加热焊接；③沿焊接面的垂线将待焊面分为A侧和B侧，利用电子束虚焦焊钎焊待焊面A侧；④利用电子束实焦焊钎焊待焊面B侧；以重量份计，所述钎料膏的原料合金粉末由25‑28份Pd、39‑46份Ni、36‑39份Cr、2.8‑5.8份镀钒镍石墨烯、12‑15份Mn、7‑11份Re、6‑9份Si和2‑5.5份B组成。本发明焊接时高氮钢母材不熔化，氮元素不流失，不易产生气孔，降低了焊接热影响区和残余应力，增强了钎焊接头的力学性能。

技术领域

本发明涉及高氮钢焊接技术领域，尤其是涉及一种光束-电子束复合钎焊高氮钢的方法。

背景技术

高氮钢具有耐腐蚀、耐氧化、耐磨损以及力学性能优异等优点，是航空、船舶及兵器等装备制造的重要材料之一，而高氮钢焊接技术则是决定其应用范畴的重要工艺环节。目前，高氮钢焊接技术主要以摩擦焊、搅拌摩擦焊、TIG焊、MIG焊、爆炸焊、气保焊、激光及其复合焊等为主，然而，由于焊接时温度较高，且高氮钢自身氮含量较高，焊接过程中常会出现母材氮析出引起的焊接气孔问题，进而诱发其他硬脆相出现，弱化材料性能，降低焊接接头的综合性能。

中国专利《高氮钢激光MIG电弧复合焊接方法》（申请号201210385839.2），提供了一种利用激光-MIG电弧复合焊接技术对高氮钢进行钎焊的方法；《解决高氮钢焊接气孔和提高接头强度的焊接装置及其焊接方法》（ZL201610363272.7）则提供了一种改进的高氮钢激光-电弧复合焊接的新思路，通过磁控和温控复合的方法同时解决高氮钢焊接气孔和焊接热影响区韧性差的问题。然而，上述复合焊接的方法对于自制高氮钢1Cr26Mn22N（由0.9-2.1份N、51-65份Fe、1.9-2.7份Ni、23-28份Cr、19-25份Mn、1.2-1.6份Mo、0.2-0.6份C、0.02-0.05份S、0.05-0.08份P和0.5-0.8份Si（重量份计）组成），仍存在焊接时母材熔化、氮元素流失和焊缝宽度较大的问题，此外，由于母材熔化、氮元素流失较多原因，焊接面变形较大。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种光束-电子束复合钎焊高氮钢的方法，具体技术方案如下：

本发明所述的光束-电子束复合钎焊高氮钢的方法，包括如下步骤：

第一步，制备钎料膏，并将钎料膏涂覆在焊接零件的待焊面上；

第二步，采用氙弧灯光束焊对待焊面的两端和中心位置进行光辐射加热焊接；

第三步，利用电子束虚焦焊钎焊待焊面A侧，焊接参变量如下：真空度（2.5-5）×10^{- 8} MPa，电子束流为25-45mA，电子束流的偏束量为1.2-3.6mm，焊接速度为8.5-11.5dm/min、加速电压为45-65kV，聚焦电流为2350-2760mA；

第四步，利用电子束实焦焊钎焊待焊面B侧，焊接参变量如下：电子束流25-33mA，电子束流的偏束量为0.01-0.55mm，焊接速度为3.5-7.5dm/min、加速电压为45-65kV，聚焦电流为2180-2250mA。

以重量份计，所述钎料膏由25-28份Pd、39-46份Ni、36-39份Cr、2.8-5.8份镀钒镍石墨烯、12-15份Mn、7-11份Re、6-9份Si和2-5.5份B组成。

所述镀钒镍石墨烯以氧化石墨烯为原料，依次进行粗化、敏化、还原、洗涤、干燥，然后采用直流电沉积在石墨烯表面镀钒镍合金，再采用直流磁控溅射法在镀钒镍合金后的石墨烯表面沉积金属钼离子，研磨，制得镀钒镍石墨烯粉末。

所述钎料膏的制备方法如下：