一種用于鎳基高溫合金激光焊接的活性劑及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于鎳基高溫合金激光焊接的活性劑及其使用方法,其特征是由下列百分比的原料組成:SiO210-26%、MnO20.5-25%、CaO6-21%、TiO220-45%、CaF22-33%、NaF5-20%,活性劑的使用方法為:焊接前對(duì)材料表面進(jìn)行去除氧化物、油污處理,用無(wú)水乙醇或丙酮擦拭試板表面,用丙酮將活性劑粉末調(diào)和成糊狀,進(jìn)行施焊。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:在相同的焊接工藝條件下,涂覆了本發(fā)明的活性劑與普通的激光焊接相比焊縫熔深增加了2倍以上,而且焊縫成形良好,拉伸強(qiáng)度達(dá)到了高溫合金母材的91%。
【專利說(shuō)明】一種用于鎳基高溫合金激光焊接的活性劑及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及激光焊接工藝【技術(shù)領(lǐng)域】,具體涉及一種用于鎳基高溫合金激光焊接的活性劑及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]高溫合金(Super alloy)具有較高的高溫強(qiáng)度,可在600°C以上高溫環(huán)境下持久工作,而且具有較好的耐腐蝕性、優(yōu)良的組織穩(wěn)定性以及良好的塑性、韌性等綜合力學(xué)性能。因此,高溫合金被廣泛的應(yīng)用于航空航天、電力能源、化學(xué)工業(yè)等經(jīng)濟(jì)和國(guó)防重要領(lǐng)域。激光焊接作為一種新型的高能量密度、高精度、高自動(dòng)化的焊接方法,在現(xiàn)代制造業(yè)中得到迅速的發(fā)展與應(yīng)用。但是高溫合金對(duì)于激光束的反射率高,激光能量利用率低,導(dǎo)致設(shè)備的成本隨著待焊工件厚度的增加而急劇增加。[0003]在二十世紀(jì)六十年代中期,烏克蘭巴頓焊接研究所提出了活性化TIG焊(A-TIG)的概念,并開始應(yīng)用于鈦合金的焊接。二十世紀(jì)九十年代,A-TIG焊由于其呈現(xiàn)出的能夠大幅度提高焊縫熔深,提高焊接效率等特點(diǎn)而被人們廣泛的關(guān)注,歐美等國(guó)先后進(jìn)入了 A-TIG焊接技術(shù)的實(shí)用階段。此時(shí),A-TIG被廣泛應(yīng)用于電力、化工和航天等領(lǐng)域。隨著A-TIG焊接工藝發(fā)展,國(guó)內(nèi)外的學(xué)者對(duì)活性劑的研究主要集中在對(duì)A-TIG焊用活性劑的研究,以及對(duì)活性劑的作用機(jī)理的研究。與此同時(shí),拓寬活性劑焊接的使用范圍,將其應(yīng)用到如等離子弧焊、MIG焊、激光焊等領(lǐng)域中以適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的需要變得越來(lái)越有意義。但是,國(guó)內(nèi)外目前對(duì)激光焊接用的活性劑鮮有報(bào)道,人們都通常直接將A-TIG焊接用的活性劑用于激光焊接,并且,主要是用于鈦合金和不銹鋼的焊接,專門針對(duì)高溫合金特別是鎳基高溫合金激光焊接的活性劑配方的報(bào)道非常稀少。又由于,鎳基高溫合金在工業(yè)領(lǐng)域中的重要應(yīng)用,本發(fā)明將活性焊接技術(shù)引入鎳基高溫合金的激光焊接,研制鎳基高溫合金激光焊接專用活性劑配方,以解決激光焊接鎳基高溫合金的難題,提高焊接熱效率、增大焊縫熔深。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種用于鎳基高溫合金激光焊接的活性劑及其使用方法,能更好的解決鎳基高溫合金激光焊接反射率較高、激光利用率較低、難以獲得較大焊接熔深的問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的,一種用于鎳基高溫合金激光焊接的活性劑,其特征是由下列百分比的原料組成:Si02 1 0-26%、MnO2 0.5-25%, CaO 6-21%, TiO2 20-45 %、CaF22-33%、NaF 5-20%?
[0006]本發(fā)明最優(yōu)選百分比的原料組成為:SiO2 10%、M η O 2 25%、C a 06%、T i O 2 20
%、CaF 2 33% 和 N a F 5%。
[0007]本發(fā)明所述用于鎳基高溫合金激光焊接的活性劑的使用方法,其特征步驟如下:
(I)焊接前對(duì)材料表面進(jìn)行去除氧化物、油污處理,用砂紙將焊接試件打磨清除試板表
面的氧化膜,露出金屬光澤;(2)再用無(wú)水乙醇或丙酮擦拭試板表面,去除試板表面的油污并晾干;
(3)用丙酮將活性劑粉末調(diào)和成糊狀,用扁平毛刷將活性劑均勻地涂敷在試件表面;
(4)待丙酮完全揮發(fā)后,便可進(jìn)行施焊,涂覆厚度以覆蓋基體為宜,涂覆厚度應(yīng)確保相對(duì)均勻。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:在相同的焊接工藝條件下,涂覆了本發(fā)明的活性劑與普通的激光焊接相比焊縫熔深增加了 2倍以上,而且焊縫成形良好,拉伸強(qiáng)度達(dá)到了高溫合金母材的91 % ;同時(shí),在需要獲得相同熔深的情況下,采用活性劑可以采用較小的激光功率,因而減小了對(duì)焊縫的熱輸入,可以有效抑制焊縫熱裂紋、晶粒長(zhǎng)大等缺陷、提高焊接質(zhì)量。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1為本發(fā)明的活性劑激光焊與普通激光焊的對(duì)比試驗(yàn)示意圖。
[0010]圖2為本發(fā)明的未涂覆活性劑的焊縫橫截面形貌圖。
[0011]圖3為本發(fā)明的涂覆了活性劑的焊縫橫截面形貌圖。
[0012]在圖中,1、普通激光焊,2、活性劑激光焊。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0014]實(shí)施例1
本實(shí)施例的活性劑成分如下:Si02 10%, MnO 2 25%, C a 06%, T i O 2 20 %, C a F 233%, NaF 5%ο
[0015]在焊接試驗(yàn)之前,首先用砂紙將焊接試件打磨清除試板表面的氧化膜,露出金屬光澤;再用無(wú)水乙醇或丙酮擦拭試板表面,去除試板表面的油污并晾干;為了方便進(jìn)行比較焊接效果,如圖1所示,將試板分成兩個(gè)區(qū)域,一個(gè)區(qū)域不涂活性劑進(jìn)行普通激光焊,另一個(gè)區(qū)域涂活性劑進(jìn)行活性劑激光焊。用丙酮將活性劑粉末調(diào)和成糊狀,用扁平毛刷將活性劑均勻地涂敷在對(duì)應(yīng)區(qū)域表面,待丙酮完全揮發(fā)后,便可進(jìn)行施焊,涂覆厚度以覆蓋基體為宜。其焊接規(guī)范如下表1所示:
表1焊接工藝規(guī)范
【權(quán)利要求】
1.一種用于鎳基高溫合金激光焊接的活性劑,其特征是由下列百分比的原料組成:SiO2 10-26%、MnO2 0.5-25%、CaO 6-21%,TiO2 20-45 %、CaF2 2-33%,NaF 5-20%?
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于鎳基高溫合金激光焊接的活性劑,其特征在于:所述最優(yōu)選百分比的原料組成為:Si02 10%、M η O 2 25%、C a 06%、T i O 2 20 %,C a F 2 33%和 N a F 5%ο
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鎳基高溫合金激光焊接的活性劑的使用方法,其特征步驟如下: (1)焊接前對(duì)材料表面進(jìn)行去除氧化物、油污處理,用砂紙將焊接試件打磨清除試板表面的氧化膜,露出金屬光澤; (2)再用無(wú)水乙醇或丙酮擦拭試板表面,去除試板表面的油污并晾干; (3)用丙酮將活性劑粉末調(diào)和成糊狀,用扁平毛刷將活性劑均勻地涂敷在試件表面; (4)待丙酮完全揮發(fā) 后,便可進(jìn)行施焊,涂覆厚度以覆蓋基體為宜,涂覆厚度應(yīng)確保相對(duì)均勻。
【文檔編號(hào)】B23K26/60GK103894758SQ201410123398
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月31日
【發(fā)明者】陳玉華, 謝吉林, 越祖朕, 黃永德 申請(qǐng)人:南昌航空大學(xué)