專(zhuān)利名稱(chēng)：一種在高導(dǎo)熱金屬基體上焊接鐵或鐵合金的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接技術(shù)，具體為一種利用激光電弧復(fù)合技術(shù)在銅或鋁等高導(dǎo)熱金屬 基體表面上焊接鐵或鐵合金的方法。
背景技術(shù)：
銅或鋁在工業(yè)中應(yīng)用廣泛，由于銅或鋁導(dǎo)熱性高，熱膨脹系數(shù)大，直接用電弧焊接 方法在銅或鋁基體上焊接鐵或鐵合金，焊縫處容易出現(xiàn)裂紋，很難實(shí)現(xiàn)冶金結(jié)合。銅鐵焊接 常規(guī)方法采用銀焊條釬焊，焊條熔化的同時(shí)銅鐵被加熱到焊條熔化的溫度，所以焊接件的 體積不能大，特別是銅件，否則銅件由于導(dǎo)熱快很難達(dá)到焊條的熔點(diǎn)溫度，不能實(shí)現(xiàn)在大體 積的銅件上焊接鐵件。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種在高導(dǎo)熱金屬基體 上焊接鐵或鐵合金的方法，該方法具有焊接質(zhì)量好，工藝簡(jiǎn)單，節(jié)約能源，適用范圍廣等特 點(diǎn)ο本發(fā)明解決所述方法技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種在高導(dǎo)熱金屬基體上焊 接鐵或鐵合金的方法，該方法采用激光電弧復(fù)合焊接工藝，先用峰值功率2-5kw、光斑直徑 0. 5-lmm的YAG脈沖激光器在高導(dǎo)熱金屬表面上制備冶金結(jié)合的Ni-Cr合金熔覆層，再用通 用的電弧焊接方法在所述M-Cr合金熔覆層上焊接鐵或鐵合金；所述的高導(dǎo)熱金屬為銅或 銅合金、鋁或鋁合金、鈦或鈦合金；所述通用的電弧焊接方法是指明弧焊接方法、埋弧焊接 方法、氣體保護(hù)焊接方法或等離子弧焊接方法。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供了一種在高導(dǎo)熱金屬表面上焊接鐵或鐵合金件的方 法。該方法利用激光技術(shù)先在銅或鋁等高導(dǎo)熱性金屬基體表面上制備N(xiāo)i-Cr合金熔覆層， 并以其作為過(guò)渡層，然后在Ni-Cr熔覆層過(guò)渡層上焊接鐵或鐵合金，使銅或鋁等高導(dǎo)熱性 金屬和鐵金屬件分別與過(guò)渡層冶金結(jié)合，達(dá)到高導(dǎo)熱性金屬與鐵件有效焊接目的，因此焊 接質(zhì)量好，工藝簡(jiǎn)單，且采用激光電弧復(fù)合焊接工藝不需對(duì)基體預(yù)熱，不受基體體積大小的 限制，因此節(jié)約能源，適用(大體積)范圍廣，成本低廉，便于工業(yè)推廣應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步敘述本發(fā)明。本發(fā)明設(shè)計(jì)的一種在高導(dǎo)熱金屬基體上焊接鐵或鐵合金的方法(簡(jiǎn)稱(chēng)焊接方法 或方法)包括二個(gè)工藝過(guò)程(1).先在高導(dǎo)熱金屬表面上制備N(xiāo)i-Cr合金熔覆層(即過(guò)渡 層)；(2).再在制備的熔覆層上焊接鐵或鐵合金。本發(fā)明制備過(guò)渡層的具體工藝是先在高導(dǎo)熱金屬表面上預(yù)置設(shè)計(jì)要求厚度的 Ni-Cr合金粉末層，或者在激光束照射高導(dǎo)熱金屬表面時(shí)同步輸送Ni-Cr合金粉末(即同步 送粉)，然后用光斑直徑0. 5-lmm、峰值功率2_5kw的YAG脈沖激光器產(chǎn)生的激光束照射焊接的高導(dǎo)熱金屬表面，使Ni-Cr合金粉末熔于所述的高導(dǎo)熱金屬基體的表面，當(dāng)激光脈沖 結(jié)束后，熔覆的Ni-Cr合金金屬與高導(dǎo)熱金屬基體表面形成冶金結(jié)合的熔覆點(diǎn)，每一個(gè)或 多個(gè)重復(fù)的激光脈沖能夠形成一個(gè)所述的Ni-Cr合金熔覆點(diǎn)；重復(fù)上述操作，即可在高導(dǎo) 熱金屬基體表面形成設(shè)計(jì)要求面積和厚度的Ni-Cr合金熔覆層(過(guò)渡層)；進(jìn)而再利用通 用的電弧焊接方法在所述熔覆層處焊接鐵或鐵合金；所述的高導(dǎo)熱金屬包括銅或銅合金、 鋁或鋁合金、鈦或鈦合金等；所述通用的電弧焊接方法包括明弧焊接方法、埋弧焊接方法、 氣體保護(hù)焊接方法和等離子弧焊接方法，其本身均為現(xiàn)有技術(shù)。所述的Ni-Cr合金金屬粉 末及其預(yù)置粉層和同步送粉方法本身也為現(xiàn)有技術(shù)。本發(fā)明未述及之適用于現(xiàn)有技術(shù)。下面給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，具體實(shí)施例僅用于進(jìn)一步敘述本說(shuō)明，不構(gòu)成對(duì) 本發(fā)明申請(qǐng)權(quán)利要求的限制。實(shí)施例1采用本發(fā)明方法焊接Cu-Fe。在50 X 100 X 50mm3的純銅塊上，用峰值功率3000w、光斑直徑0. 5mm的YAG脈沖激 光制備直徑約10mm、厚度Imm的Ni-Cr合金熔覆層，并以其作為焊接的過(guò)渡層，再用鎢極氬 氣保護(hù)焊接方法，將直徑5mm的鐵螺桿焊接在該過(guò)渡層上，即實(shí)現(xiàn)銅與鐵的有效焊接。實(shí)施例2采用本發(fā)明方法焊接Al-Fe。在50 X 100X IOmm3的鋁板塊上，用峰值功率2500w、光斑直徑Imm的YAG脈沖激光 制備直徑約8mm、厚度0. 8mm的M-Cr合金熔覆層，并以此其作為焊接的過(guò)渡層，再用等離子 弧焊接法，將直徑4mm的鐵合金螺桿焊接在過(guò)渡層上，即實(shí)現(xiàn)了鋁與鐵合金的高質(zhì)量焊接。
權(quán)利要求
一種在高導(dǎo)熱金屬基體上焊接鐵或鐵合金的方法，該方法采用激光電弧復(fù)合焊接工藝，先用峰值功率2-5kw、光斑直徑0.5-1mm的YAG脈沖激光器在高導(dǎo)熱金屬表面上制備冶金結(jié)合的Ni-Cr合金熔覆層，再用通用的電弧焊接方法在所述Ni-Cr合金熔覆層上焊接鐵或鐵合金；所述的高導(dǎo)熱金屬為銅或銅合金、鋁或鋁合金、鈦或鈦合金；所述通用的電弧焊接方法是指明弧焊接方法、埋弧焊接方法、氣體保護(hù)焊接方法或等離子弧焊接方法。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種在高導(dǎo)熱金屬基體上焊接鐵或鐵合金的方法，該方法采用激光電弧復(fù)合焊接工藝，先用峰值功率2-5kw、光斑直徑0.5-1mm的YAG脈沖激光器在高導(dǎo)熱金屬表面上制備冶金結(jié)合的Ni-Cr合金熔覆層，再用通用的電弧焊接方法在所述Ni-Cr合金熔覆層上焊接鐵或鐵合金；所述的高導(dǎo)熱金屬為銅或銅合金、鋁或鋁合金、鈦或鈦合金；所述通用的電弧焊接方法是指明弧焊接方法、埋弧焊接方法、氣體保護(hù)焊接方法或等離子弧焊接方法。
文檔編號(hào)B23K28/02GK101885115SQ20101022297
公開(kāi)日2010年11月17日 申請(qǐng)日期2010年7月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月9日
發(fā)明者劉能文, 王云山 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)