本發(fā)明屬于金屬材料，具體涉及高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲，本發(fā)明還涉及該高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲的制備方法。

背景技術(shù)：

1、鋼材的價格低廉且加工工藝成熟，是工業(yè)最常用的金屬材料之一。但是，隨著工程機(jī)械的快速發(fā)展，使用單一鋼鐵材料并不能滿足日益增長的制造需求，這促進(jìn)了鐵基復(fù)合結(jié)構(gòu)的發(fā)展。與鋼鐵結(jié)構(gòu)相比，同體積下的鈦合金結(jié)構(gòu)質(zhì)量可減少將近一半，將鋼鐵結(jié)構(gòu)部分替換為鈦合金，不僅可以發(fā)揮鈦合金比強(qiáng)度高、耐蝕性好等優(yōu)點(diǎn)，還可以兼顧鋼材優(yōu)異的焊接性和性價比，鈦/鋼復(fù)合結(jié)構(gòu)件在石油化工、海洋工程及航空航天等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。但是，由于ti和fe之間的物理及化學(xué)性質(zhì)差異較大，實(shí)現(xiàn)鈦-鋼異種材料的可靠焊接難度較大。

2、鈦-鋼異種材料的焊接難度，一方面是兩者的熱物理性能差異較大，導(dǎo)致焊接時熱應(yīng)力較大；另一方面，也是最重要的，是兩者會反應(yīng)生成脆性的fe-ti金屬間化合物。因此，要實(shí)現(xiàn)鈦-鋼的高質(zhì)量焊接連接，必須同時解決上述兩個問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲，該焊絲專門用于解決鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接時應(yīng)力大、fe-ti脆性相導(dǎo)致的開裂問題。

2、本發(fā)明的第二個目的是提供高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲的制備方法。

3、本發(fā)明所采用的第一個技術(shù)方案是，高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲，包括藥芯和焊皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：co粉25~30%，cr粉25~30%，ni粉25~30%，其余為ag粉。

4、本發(fā)明的特征還在于：

5、各個藥粉的粒度均為100~200目。

6、各個藥粉的純度均為≥99.90%。

7、焊皮為ag45cu帶，厚度0.3mm，寬度7mm。

8、銀基焊絲的藥粉填充量控制在30wt%~32wt%。

9、本發(fā)明所采用的第二個技術(shù)方案是，高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲的制備方法，具體步驟如下：

10、步驟1：按質(zhì)量百分比分別稱取藥粉：co粉25~30%，cr粉25~30%，ni粉25~30%，其余為ag粉，以上組分質(zhì)量百分比之和為100%；

11、步驟2：將步驟1稱取的藥粉置于真空加熱爐內(nèi)加熱烘干，加熱溫度為250-300℃，保溫時間為1~2h，去除藥粉中的結(jié)晶水；烘干后的藥粉放置于混粉機(jī)中進(jìn)行充分的混合，混合時間均為1~2h；

12、步驟3：采用ag45cu帶為焊皮，采用酒精去除ag45cu帶表面的油脂，通過藥芯焊絲拉絲設(shè)備把步驟2制備得到的藥粉包裹在ag45cu帶內(nèi)，第一道拉拔模具孔徑為2.6mm；

13、步驟4：第一道工序拉拔完畢后，將模具孔徑依次減少，最終獲得直徑1.2的藥芯焊絲；

14、步驟5：藥芯焊絲拉拔完畢后，經(jīng)繞絲機(jī)纏繞在焊絲盤上，最終密封在藥芯焊絲真空包裝袋內(nèi)待用。

15、本發(fā)明的特征還在于：

16、步驟1中，稱取的各個藥粉的粒度均為100~200目；各個藥粉的純度均為≥99.90%。

17、步驟3中，ag45cu帶厚度為0.3mm，寬度為7mm；銀基焊絲的藥粉填充量控制在30wt%~32wt%。

18、本發(fā)明的有益效果是：

19、（1）本發(fā)明焊絲針對鈦-鋼異種材料焊接時出現(xiàn)的熱物理性能差異大、冶金不相容（fe-ti脆性相生成）問題，設(shè)計(jì)了銀基高韌性藥芯焊絲，并通過添加多種合金元素，保證焊絲優(yōu)異的強(qiáng)韌性匹配和焊接工藝性能。

20、（2）本發(fā)明在銀基焊絲中添加co、cr、ni合金元素，配合ag45cu焊皮的成分，所設(shè)計(jì)的焊縫金屬處于高熵合金范疇。高熵合金具有晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，綜合性能優(yōu)異的特點(diǎn)。

21、（3）本發(fā)明設(shè)計(jì)的焊絲所形成的焊縫金屬中，既有韌性較好的面心立方相（fcc結(jié)構(gòu)），也有強(qiáng)度較好的體心立方結(jié)構(gòu)（bcc結(jié)構(gòu)）。焊縫金屬由fcc和bcc雙相固溶體組成，可以有效抑制fe和ti元素的擴(kuò)散和反應(yīng)，從而抑制fe-ti脆性相的生成，保證接頭優(yōu)異性能。

22、（4）本發(fā)明焊絲可以直接用mig或者tig電弧進(jìn)行焊接，無需進(jìn)行復(fù)雜的焊接操作，現(xiàn)場適用性強(qiáng)。

23、（5）本發(fā)明方法所開發(fā)的焊絲，藥粉種類少，便于規(guī)?；a(chǎn)。

技術(shù)特征：

1.高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲，其特征在于，包括藥芯和焊皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：co粉25~30%，cr粉25~30%，ni粉25~30%，其余為ag粉。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲，其特征在于，各個藥粉的粒度均為100~200目。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲，其特征在于，各個藥粉的純度均為≥99.90%。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲，其特征在于，所述焊皮為ag45cu帶，厚度0.3mm，寬度7mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲，其特征在于，所述銀基焊絲的藥粉填充量控制在30wt%~32wt%。

6.高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲的制備方法，其特征在于，具體步驟如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲的制備方法，其特征在于，步驟1中，稱取的各個藥粉的粒度均為100~200目；各個藥粉的純度均為≥99.90%。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高韌性鈦-鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲的制備方法，其特征在于，步驟3中，ag45cu帶厚度為0.3mm，寬度為7mm；銀基焊絲的藥粉填充量控制在30wt%~32wt%。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開高韌性鈦?鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲，包括藥芯和焊皮，其中藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成：Co粉25~30%，Cr粉25~30%，Ni粉25~30%，其余為Ag粉。該焊絲專門用于解決鈦?鋼異質(zhì)接頭焊接時應(yīng)力大、Fe?Ti脆性相導(dǎo)致的開裂問題。本發(fā)明還公開高韌性鈦?鋼異質(zhì)接頭焊接用銀基焊絲的制備方法。

技術(shù)研發(fā)人員：褚巧玲,王君堯,王志坤,楊聃,秦少勇,嚴(yán)富學(xué)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6