一种铌钛合金铸锭的真空等离子焊接方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113245681A(43)申请公布日2021.08.13(21)申请号202110796479.4(22)申请日2021.07.14(71)申请人西部超导材料科技股份有限公司地址710018陕西省西安市西安经济技术开发区明光路12号(72)发明人罗文忠尚金金杨策何永胜刘向宏冯勇李轶媛张平祥(74)专利代理机构西安新动力知识产权代理事务所(普通合伙)61245代理人刘强(51)Int.Cl.B23K10/02(2006.01)B23P15/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图3页(54)发明名称一种铌钛合金铸锭的真空等离子焊接方法(57)摘要本发明涉及一种铌钛合金铸锭的真空等离子焊接方法，具体包括如下步骤：S1、对铌钛铸锭头部和尾部进行机加处理；S2、将至少2个经过机加处理的铸锭放置在料架上前后顶紧且上下夹紧，组合为一支待焊接电极；S3、将待焊电极吊装至等离子焊箱内，抽真空且充入氩气，采用非钨极等离子焊接方法将多个铸锭焊接为一根自耗电极；S4、将自耗电极放置在真空自耗电弧炉内经过若干次熔炼，获得铌钛成品铸锭。该方法解决了焊接质量和焊接效率的问题，实现了铌钛合金铸锭工程化批量生产。CN113245681ACN113245681A权利要求书1/1页1.一种铌钛合金铸锭的真空等离子焊接方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S1、对铌钛铸锭头部和尾部进行机加处理；S2、将至少2个经过机加处理的φ160mm～φ440mm的铸锭放置在料架上，前后顶紧且上下夹紧，组合为一支待焊接电极；S3、将待焊电极吊装至等离子焊箱内，抽真空且充入氩气，采用非钨极等离子焊接方法将多个铸锭焊接为一根自耗电极；S4、将自耗电极放置在真空自耗电弧炉内经过若干次熔炼，获得铌钛成品铸锭。2.根据权利要求1所述的一种铌钛合金铸锭的真空等离子焊接方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：对铌钛铸锭头部飞边进行车削处理，头部倒30°～60°角，倒角深度5mm～30mm；对铌钛尾部底垫进行锯切处理，切斜率小于3mm，然后对尾部进行车削处理，尾部倒30°～60°角，倒角深度5mm～30mm。3.根据权利要求1所述的一种铌钛合金铸锭的真空等离子焊接方法，其特征在于，所述步骤S1中铌钛铸锭中的钛元素含量为40～60wt%。4.根据权利要求1所述的一种铌钛合金铸锭的真空等离子焊接方法，其特征在于，所述步骤S2中经过机加处理的铸锭个数为220个。~5.根据权利要求1所述的一种铌钛合金铸锭的真空等离子焊接方法，其特征在于，所述步骤S2中待焊电极的各铸锭拼接处的缝隙小于5mm，弯曲度小于5mm/m。6.根据权利要求1所述的一种铌钛合金铸锭的真空等离子焊接方法，其特征在于，所述步骤S3中采用非钨极氩气保护等离子焊接，焊前真空度≤10Pa，充氩压力≥60000Pa，焊接电流为200～500A，焊接电压为20～100V，焊后冷却时间≥20min。7.根据权利要求1所述的一种铌钛合金铸锭的真空等离子焊接方法，其特征在于，所述步骤S4中将自耗电极放置在真空自耗电弧炉内经过2次熔炼，获得φ280mm～φ640mm规格的成品铸锭。2CN113245681A说明书1/4页一种铌钛合金铸锭的真空等离子焊接方法技术领域[0001]本发明属于有色金属加工技术领域，具体涉及一种铌钛合金铸锭的真空等离子焊接方法。背景技术[0002]自1911年荷兰物理学家K.昂纳斯发现超导性质后，现已发现了数十种金属和近4000种合金和化合物均有超导性。自超导性发现以来，超导技术高速发展，目前已广泛应用于高能物理、受控热核聚变、储能、磁悬浮、核磁共振等高科技领域。超导材料是超导技术的基础，超导技术的应用范围和适用程度均与超导材料密切相关。[0003]NbTi合金由于其较高的力学性能和优异的超导性能，是目前使用最为广泛的超导材料。Nb元素熔点高达2410℃，密度高达8.57g/cm3，而活性金属Ti的熔点仅为1687℃，密度仅4.50g/cm3，二者熔点、密度差异相差大，Nb不熔块风险大；为了保证铌元素和钛元素的充分合金化，通常需至少三次真空自耗电弧熔炼，且一次熔炼时自耗电极直径不得过大。因此，在真空自耗熔炼时一次熔炼的铸锭通常在2～20根。上述数量的铸锭如按照传统的、在真空自耗电弧炉炉内焊接的方法，焊接偏斜而导致无法正常熔炼的风险极大；如采用炉外钨极氩弧焊，则存在较大的钨夹杂风险。发明内容[0004]本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种铌钛合金铸锭的真空等离子焊接方法，通过控制铸锭的机加方式，采用真空等离子焊接方法替代真空自耗电弧炉焊接或钨极氩弧焊焊接方法，解决了焊接质量和焊接效率的问题，实现了铌钛合金铸锭工程化批量生产。[0005