[发明专利]一种TC4钛合金埋弧焊剂及其制备方法和应用

说明书

一种TC4钛合金埋弧焊剂及其制备方法和应用。本发明属于焊接材料技术领域。本发明提供了一种TC4钛合金埋弧焊剂及其制备方法和应用。焊剂由粘合剂和粉料制备而成，其中粉料按质量分数由BaCl₂：4.5％～5.5％，LiF：1.8％～2.1％，NaF：4.8％～5.1％和余量的CaF₂混合而成。方法：步骤1：按粉料配比将各原料粉混合干拌，然后加入粘合剂继续搅拌，得到混合物；步骤2：将步骤一得到的混合物先低温烘干，再高温烧结，冷却至室温后过筛，得到TC4钛合金埋弧焊剂。本发明的焊剂与TC4钛合金埋弧焊丝配合用于埋弧焊接。本发明科学调配了焊剂各组分的比例，优化了熔渣的黏度、表面张力和流动性。搭配TC4钛合金埋弧焊丝进行埋弧焊时，具有良好的焊接工艺性能和力学性能。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种TC4钛合金埋弧焊剂及其制备方法和应用。

背景技术

TC4钛合金是一种重要的结构材料，因其优异的综合性能(密度小、比强度高、耐腐蚀性和耐高温性能稳定等)被广泛应用于航空航天、深潜器以及武器装备等领域。目前，TC4钛合金厚壁构件填充焊接多采用熔化极气体保护焊和激光填丝焊，虽然上述两种焊接方法可以采用窄间隙加工坡口的形式来提高焊接效率，但是仍然需要采用单道多层焊接工艺，不但制约其效率的大幅提升，在焊接过程中由于多道次的填充增加了产生焊接缺陷的概率，同时多次的反复加热也会引发组织晶粒的粗化。此外，超窄间隙焊接技术也会带来侧壁熔合不良，气孔夹渣等缺陷，并对焊接设备和工艺提出了较高的要求。因此，一种简单高效、缺陷发生概率低、可靠性高的焊接材料以解决目前厚壁钛合金焊接领域存在的技术问题是迫切的。

发明内容

本发明为解决上述技术问题，而提供了一种TC4钛合金埋弧焊剂及其制备方法和应用。

本发明的一种TC4钛合金埋弧焊剂由粘合剂和粉料制备而成，其中粉料按质量分数由BaCl₂：4.5％～5.5％，LiF：1.8％～2.1％，NaF：4.8％～5.1％和余量的CaF₂混合而成。

进一步限定，所述粘合剂为高模钾钠水玻璃，模数为2.8～3.1，钾钠比为3:1。

进一步限定，所述焊剂中粘合剂的质量分数为3％～5％。

进一步限定，所述粉料按质量分数由BaCl₂：5％，LiF：2％，NaF：5％和余量的CaF₂混合而成。

进一步限定，所述粉料中H质量百分含量≤0.003％，N质量百分含量≤0.005％，O质量百分含量≤0.010％，S质量百分含量≤0.003％，P质量百分含量≤0.003％。

本发明的一种TC4钛合金埋弧焊剂的制备方法按以下步骤进行：

步骤1：按粉料配比将各原料粉混合干拌3min～5min，然后加入粘合剂继续搅拌4min～6min，得到混合物；

步骤2：将步骤1得到的混合物先低温烘干，再高温烧结，冷却至室温后过筛，得到TC4钛合金埋弧焊剂。

进一步限定，步骤2中所述低温烘干的参数为：温度为180～230℃，时间为35min～60min。

进一步限定，步骤2中所述高温烧结的参数为：温度为700～900℃，时间为50min～70min。

进一步限定，步骤2中所述过筛的规格为10～80目。

本发明的一种TC4钛合金埋弧焊剂用于TC4钛合金埋弧焊接。

进一步限定，所述TC4钛合金埋弧焊剂与TC4钛合金埋弧焊丝配合使用。