一种用于异种材料的锰基钎料钎焊方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115673454A(43)申请公布日2023.02.03(21)申请号202211266970.7B23K35/30(2006.01)(22)申请日2022.10.17B23K103/18(2006.01)(71)申请人西北工业大学地址710072陕西省西安市友谊西路申请人西安航天发动机有限公司(72)发明人李京龙李昭希李双吉褚强毛东远熊江涛袁琳(74)专利代理机构西安凯多思知识产权代理事务所(普通合伙)61290专利代理师康进兴(51)Int.Cl.B23K1/008(2006.01)B23K1/19(2006.01)B23K1/20(2006.01)B23K3/08(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图3页(54)发明名称一种用于异种材料的锰基钎料钎焊方法(57)摘要本发明属于焊接工艺技术领域，涉及一种用于异种材料的锰基钎料钎焊方法，包括如下步骤：进行配料、电弧熔炼、甩带制备锰基钎料；将裁剪的锰基钎料以点焊的方式固定在一种待焊工件的铣削待焊面的钎料装配；采用钎焊工装对待焊工件进行固定；将钎焊工装以及钎焊工装所夹持的待焊工件、锰基钎料一同置入钎焊炉中，在钎焊炉中进行炉中钎焊；炉冷，得到异种材料的锰基钎料钎焊工件。本发明钎焊方法钎料内部不含传统降熔元素，避免了在焊缝处引入硅、硼等元素，从而减少了焊接界面上硼化物的产生和聚集，保证接头性能，实现了不锈钢‑不锈钢、不锈钢‑高温合金以及高温合金‑高温合金之间的异种材料焊接。CN115673454ACN115673454A权利要求书1/2页1.一种用于异种材料的锰基钎料钎焊方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，制备锰基钎料：首先，以Mn、Ni、Cr为原料按重量百分比进行配料；其次，将配料置入电弧熔炼炉进行电弧熔炼；再次，将熔炼后的锰基合金锭进行甩带，得到锰基钎料；步骤二，钎料装配：将裁剪的锰基钎料以点焊的方式固定在铣削待焊面上，所述被固定的铣削待焊面为两个待焊工件中的1个待焊工件的铣削待焊面，得到附着锰基钎料的待焊工件；步骤三，焊接工装：采用钎焊工装对待焊工件进行固定，固定时，附着锰基钎料的待焊工件的钎料箔材面与另一母材的铣削待焊面相接；夹具通过待焊工件对锰基钎料施加预紧力，使锰基钎料与铣削待焊面紧密贴合；步骤四，炉中钎焊：将钎焊工装以及钎焊工装所夹持的待焊工件、锰基钎料一同置入钎焊炉中，在钎焊炉中进行钎焊；钎焊温度为1150℃～1250℃，保温时间为30min～60min，升温速度为10～15℃/min；步骤五，炉冷：随炉冷却至室温，将钎焊工装及所夹持的工件取出，得到异种材料的锰基钎料钎焊工件。2.根据权利要求1所述的用于异种材料的锰基钎料钎焊方法，其特征在于，所述步骤一制备锰基钎料的过程进一步包括：第一步，配料：以颗粒状Mn、Ni、Cr为原料，按照重量百分比，其含量分别为：Ni为20～30％，Cr为5～7％，Mn为余量，依照此比例按照预期制备重量称取原料；将称取的原料置入酒精中进行超声清洗，清洗时间为30min，然后烘干，得到配料；第二步，熔炼：将配料依次按Mn、Ni、Cr的顺序置入电弧熔炼炉的坩埚内；坩埚为水冷坩埚，对配料进行磁搅拌电弧熔炼，至熔融的Mn、Ni、Cr混合均匀，随炉冷却至室温；得到混合均匀的锰基合金锭；在放置配料时，将Mn、Ni、Cr依次置入坩埚，低熔点的配料在下层，高熔点的配料在上层便于相互熔融；在电弧熔炼时进行磁搅拌，加速材料合金化过程；第三步，甩带：将锰基合金锭进行切块、超声清洗，然后，在氩气保护气氛下，采用甩带设备，对清洗的块状锰基合金进行磁感应加热至液态，利用旋转铜轮进行甩带，得到厚度为d，d＝80μm～120μm的锰基合金箔材，即钎料箔材，亦称锰基钎料。3.根据权利要求1所述的用于异种材料的锰基钎料钎焊方法，其特征在于，所述步骤二钎料装配的过程进一步包括：将锰基钎料按待焊面形状进行裁剪，使锰基钎料形状与待焊面形状一致；以不锈钢和/或高温合金材料为母材，母材即待焊工件，待焊工件的接触面为待焊面；对待焊面进行铣削加工，至表面粗糙度满足低于Ra1.6μm的要求，得到铣削待焊面；2CN115673454A权利要求书2/2页将裁剪的锰基钎料以电阻点焊的方式固定在铣削待焊面上，点焊时，两焊点之间的间距为5cm，得到附着锰基钎料的待焊工件。4.根据权利要求3所述的用于异种材料的锰基钎料钎焊方法，其特征在于，所述母材中的不锈钢可以为1Cr18Ni9Ti，或为1Cr21Ni5Ti，所述母材中的高温合金可以为GH5188，或为GH3230。5.根据权利要求1所述的用于异种材料的锰基钎料钎焊方法，其特征在于，所述步骤四炉中钎焊进一步包括：3钎焊采用在真空环境中进行，钎焊炉的真空度为小于等于5×10‑P