用于钛-钢焊缝高熵化的药芯焊丝及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115008065A(43)申请公布日2022.09.06(21)申请号202210559965.9(22)申请日2022.05.19(71)申请人北京工业大学地址100124北京市朝阳区平乐园100号(72)发明人李红姚永生栗卓新李国栋王义朋(74)专利代理机构北京思海天达知识产权代理有限公司11203专利代理师张立改(51)Int.Cl.B23K35/30(2006.01)B23K35/32(2006.01)B23K35/40(2006.01)权利要求书1页说明书7页(54)发明名称用于钛-钢焊缝高熵化的药芯焊丝及其制备方法(57)摘要用于钛‑钢焊缝高熵化的药芯焊丝及其制备方法，属于焊接技术领域。包括药芯和外皮；药芯按质量百分比由以下组分组成：钛粉10～30％，铁粉10～50％，铌粉10～50％，钼粉10～30％，以上组分质量百分比之和为100％；外皮选用Ni‑Cr‑Co系镍基合金带，其主要成分为：Co含量27％～33％，Cr含量26％～30％，Fe含量2.5％～3.5％，Ni余量；药芯的包覆率为15％。进行钛‑钢异种金属熔化焊接，焊缝金属的化学成分处在高熵合金的主元范围内，焊缝处的结构组织趋向形成简单的BCC+FCC固溶相，实现焊缝的高熵化，易于获得优质的钛‑钢焊接接头。CN115008065ACN115008065A权利要求书1/1页1.一种钛‑钢焊接用焊缝高熵化药芯焊丝，其特征在于，包括药芯和外皮；药芯按质量百分比由以下组分组成：钛粉10～30％，铁粉10～50％，铌粉10～50％，钼粉10～30％，以上组分质量百分比之和为100％；外皮选用Ni‑Cr‑Co系镍基合金带，其主要成分为：Co含量27％～33％，Cr含量26％～30％，Fe含量2.5％～3.5％，Ni余量；药芯的包覆率为15％。2.按照权利要求1所述的一种钛‑钢焊接用焊缝高熵化药芯焊丝，其特征在于，药芯成分组成，按质量百分比由以下组分组成：Ti为10％，Fe为20％，Nb为40％，Mo为30％，质量百分比之和为100％。3.按照权利要求1所述的一种钛‑钢焊接用焊缝高熵化药芯焊丝，其特征在于，药芯成分组成，按质量百分比由以下组分组成：Ti为20％，Fe为30％，Nb为30％，Mo为20％，质量百分比之和为100％。4.按照权利要求1所述的一种钛‑钢焊接用焊缝高熵化药芯焊丝，其特征在于，药芯成分组成，按质量百分比由以下组分组成：Ti为30％，Fe为40％，Nb为20％，Mo为20％，质量百分比之和为100％。5.按照权利要求1所述的一种钛‑钢焊接用焊缝高熵化药芯焊丝，其特征在于，钛粉纯度≥99.95％，粒径为100目；铁粉纯度≥99.95％，粒径为100目；铌粉纯度≥99.95％，粒径为100目；钼粉纯度≥99.95％，粒径为100目。6.权利要求1‑5任一项所述的一种钛‑钢焊接用焊缝高熵化药芯焊丝的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，分别称取质量百分比为10～30％的金属钛粉，10～50％的金属铁粉，10～50％的金属铌粉，10～30％的钼粉，以上组分质量百分比之和为100％；分别放入真空炉中加入至150℃后保温2小时；然后将烘干后的钼粉、钛粉、铁粉、铌粉放到混粉机中，搅拌均匀；步骤2，利用清洗设备将镍基合金带清洗干净并在85℃下烘干，再进行轧制成U形凹槽；步骤3，将混合后的粉末倒入加料机上，按照15％的填充率填入带U形凹槽的镍基合金带上；将U形凹槽合口，在药芯焊丝成型机上闭合成O形，拉拔成直径为2.5mm的焊丝；步骤4，再将焊丝放到减径机上，更换不同孔径的模具逐级减经拉拔。7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤4，每次拉拔减经幅度为0.1mm，最终制得直径为1.2mm的药芯焊丝。。8.权利要求1‑5任一项所述的一种钛‑钢焊接用焊缝高熵化药芯焊丝的应用，用于钛‑钢异种金属熔化焊接。9.按照权利要求8所述的应用，使得焊缝金属的化学成分保持在形成高熵合金的主元范围内，焊缝处的结构组织趋向形成简单的BCC+FCC固溶相，实现焊缝的高熵化。2CN115008065A说明书1/7页用于钛‑钢焊缝高熵化的药芯焊丝及其制备方法技术领域[0001]本发明属于焊接技术领域，涉及一种用于钛‑钢焊缝高熵化的药芯焊丝及其制备方法。背景技术[0002]钛及钛合金具有高韧性、高比强度、优良的耐高温及耐腐蚀等优良特点，广泛应用于航空航天、医疗、船舶、电力、汽车制造等领域。但其价格昂贵、焊接和加工性能较差难以满足工业生产需求。而不锈钢作为常用的结构材料，具有优异的焊接性、耐磨性及力学性能，且加工成本相对较低。将具有良好焊接性的不锈钢与优异耐腐蚀性的钛合金通过焊接的方法制备得到钛‑不锈钢异种金属复合结构