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一種鎳鈦合金焊接方法

文檔序號:3113464閱讀:930來源:國知局
一種鎳鈦合金焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鎳鈦合金焊接方法,步驟如下:1)坡口處理;2)坡口清理:第一步為高壓水沖洗、第二步為清洗液清洗、第三步為激光清洗、第四步為超聲波清洗;3)焊接:將經(jīng)過上述步驟處理過的兩段所述鎳鈦合金工件放置在長度可調(diào)節(jié)的平臺上,所述平臺上設(shè)置有標(biāo)尺刻度,按設(shè)計要求,預(yù)先根據(jù)所述標(biāo)尺刻度調(diào)節(jié)所述平臺的長度,將鎖止組件設(shè)置在調(diào)整長度后所述平臺的兩端,將兩段所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口處對接,所述兩段鎳鈦合金工件對接后形成V型坡口,然后選用銀焊絲進(jìn)行氬弧焊焊接得焊接件;4)焊接后穩(wěn)定化處理,本發(fā)明提出的鎳鈦合金焊接方法解決了鎳鈦合金焊接時極易導(dǎo)致焊縫開裂、變形和鎳鈦合金焊接后的氣孔缺陷的技術(shù)問題。
【專利說明】一種鎳鈦合金焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于金屬焊接的方法,特別是涉及一種鎳鈦合金焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鎳鈦合金是一種形狀記憶合金,形狀記憶合金是能將自身的塑性變形在某一特定溫度下自動恢復(fù)為原始形狀的特種合金。它的伸縮率在20%以上,疲勞壽命達(dá)1*10的7次方,阻尼特性比普通的彈簧高10倍,其耐腐蝕性優(yōu)于目前最好的醫(yī)用不銹鋼,因此可以滿足各類工程和醫(yī)學(xué)的應(yīng)用需求,是一種非常優(yōu)秀的功能材料。
[0003]實現(xiàn)鎳鈦合金的焊接技術(shù)難度很大,鎳鈦合金焊接時極易導(dǎo)致焊縫開裂及變形。而且由于鎳鈦合金活潑性強(qiáng),長期暴露在空氣的條件下,表面極易形成一層致密的氧化膜,使鎳鈦合金表面鈍化,以及在機(jī)械加工過程中殘留的油污附著在表面,從而導(dǎo)致焊接過程中易生成氣孔的焊接缺陷,嚴(yán)重影響了鎳鈦合金的焊接質(zhì)量,從而達(dá)不到產(chǎn)品的使用要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對上述不足,公開了一種鎳鈦合金焊接方法,其步驟如下:
[0005]I)坡口處理
[0006]將待焊接的鎳鈦合金工件加工一坡口,所述坡口的傾斜角度α為35?45° ;
[0007]2)坡口清理
[0008](I)用高壓水沖洗所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口 ;
[0009](2)按下列重量份配成清洗液:烷基芳基硫酸鈉:2?4份、三聚磷酸鈉:1?2份、甘氨酸:3?4.5份、無水硫酸鈉:0.5?I份、聚乙二醇辛基苯基醚:0.01?2份、無水碳酸氫鈉:0.05?0.8份、乙二胺四醋酸二鈉:0.5?I份、純凈水:50份;
[0010](3)將經(jīng)過步驟2處理過的待焊接鎳鈦合金工件放入所述清洗液中浸泡15?20分鐘,并用水砂紙打磨所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口,打磨過程在清洗溶液中進(jìn)行,直到所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口出現(xiàn)金屬光澤;
[0011](4)將經(jīng)過上述步驟(3)處理過的所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口放置在激光窗口正下方,然后發(fā)射激光束,使激光束聚焦于距所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口表面垂直距離為1.5_位置處,使激光直接作用于所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口的表面顆粒,使所述顆粒在激光波作用下與所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口表面分離;
[0012](5)將經(jīng)過步驟4打磨過的所述鎳鈦合金工件放置在蒸餾水中進(jìn)行超聲波清洗,超聲波頻率:80?120Hz,清洗時間:5?10分鐘;
[0013](6)將經(jīng)過超聲波清洗的所述鎳鈦合金工件放入烘干箱內(nèi)烘干,溫度:100?150°C,時間:20?30分鐘;
[0014]3)焊接
[0015]將經(jīng)過上述步驟處理過的兩段所述鎳鈦合金工件放置在長度可調(diào)節(jié)的平臺上,所述平臺上設(shè)置有標(biāo)尺刻度,按設(shè)計要求,預(yù)先根據(jù)所述標(biāo)尺刻度調(diào)節(jié)所述平臺的長度,將鎖止組件設(shè)置在調(diào)整長度后所述平臺的兩端,將兩段所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口處對接,所述兩段鎳鈦合金工件對接后形成V型坡口,然后選用銀焊絲進(jìn)行氬弧焊焊接得焊接件;焊接時焊接熱輸入量為6.5~10.08KJ/cm,溫度為80~100°C,采用純度≥99.998%氬氣作保護(hù)氣體,氬氣的氣流量為12~20L/min,在焊接焊縫的背面用> 99.998%氬氣進(jìn)行保護(hù),氣流量為10~15L/min ;
[0016]4)焊接后穩(wěn)定化處理
[0017]將經(jīng)過上述步驟制得的所述鎳鈦合金工件放入溫度為350~420°C的電爐中,待所述鎳鈦合金工件的溫度達(dá)到爐內(nèi)溫度后,使?fàn)t內(nèi)溫度以100~120°C /h速度升溫至850~950°C,在此溫度保溫15~20分鐘,然后再將所述鎳鈦合金工件從爐內(nèi)取出后隨即浸入水溫為5~8°C中20~30秒進(jìn)行水冷即得成品鎳鈦合金焊接件。
[0018]優(yōu)選方案是:所述鎖止組件包括定位座以及能與所述定位座配合升降調(diào)節(jié)的鎖止調(diào)節(jié)件。
[0019]優(yōu)選方案是:所述鎖止調(diào)節(jié)件為螺桿,所述定位座設(shè)有與鎖止調(diào)節(jié)件進(jìn)行螺紋配合的螺紋穿設(shè)孔。
[0020]優(yōu)選方案是:所述鎖止調(diào)節(jié)件頂部設(shè)有手柄。
[0021]本發(fā)明提出的鎳鈦合金焊接方法解決了鎳鈦合金焊接時極易導(dǎo)致焊縫開裂、變形和鎳鈦合金焊接后的氣孔缺陷的技術(shù)問題。
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述:
[0023]本發(fā)明提供了一種鎳鈦合金焊接方法,其步驟如下:
[0024]I)坡口處理
[0025]將待焊接的鎳鈦合金工件加工一坡口,所述坡口的傾斜角度α為35~45° ;
[0026]2)坡口清理
[0027](I)用高壓水沖洗所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口 ;
[0028](2)按下列重量份配成清洗液:烷基芳基硫酸鈉:2~4份、三聚磷酸鈉:1~2份、甘氨酸:3~4.5份、無水硫酸鈉:0.5~1份、聚乙二醇辛基苯基醚:0.01~2份、無水碳酸氫鈉:0.05~0.8份、乙二胺四醋酸二鈉:0.5~1份、純凈水:50份;
[0029](3)將經(jīng)過步驟2處理過的待焊接鎳鈦合金工件放入所述清洗液中浸泡15~20分鐘,并用水砂紙打磨所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口,打磨過程在清洗溶液中進(jìn)行,直到所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口出現(xiàn)金屬光澤;
[0030](4)將經(jīng)過上述步驟(3)處理過的所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口放置在激光窗口正下方,然后發(fā)射激光束,使激光束聚焦于距所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口表面垂直距離為1.5_位置處,使激光直接作用于所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口的表面顆粒,使所述顆粒在激光波作用下與所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口表面分離;
[0031](5)將經(jīng)過步驟4打磨過的所述鎳鈦合金工件放置在蒸餾水中進(jìn)行超聲波清洗,超聲波頻率:80~120Hz,清洗時間:5~10分鐘;
[0032](6)將經(jīng)過超聲波清洗的所述鎳鈦合金工件放入烘干箱內(nèi)烘干,溫度:100~150°C,時間:20~30分鐘;[0033]3)焊接
[0034]將經(jīng)過上述步驟處理過的兩段所述鎳鈦合金工件放置在長度可調(diào)節(jié)的平臺上,所述平臺上設(shè)置有標(biāo)尺刻度,按設(shè)計要求,預(yù)先根據(jù)所述標(biāo)尺刻度調(diào)節(jié)所述平臺的長度,將鎖止組件設(shè)置在調(diào)整長度后所述平臺的兩端,將兩段所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口處對接,所述兩段鎳鈦合金工件對接后形成V型坡口,然后選用銀焊絲進(jìn)行氬弧焊焊接得焊接件;焊接時焊接熱輸入量為6.5~10.08KJ/cm,溫度為80~100°C,采用純度≥99.998%氬氣作保護(hù)氣體,氬氣的氣流量為12~20L/min,在焊接焊縫的背面用> 99.998%氬氣進(jìn)行保護(hù),氣流量為10~15L/min ;
[0035]4)焊接后穩(wěn)定化處理[0036]將經(jīng)過上述步驟制得的所述鎳鈦合金工件放入溫度為350~420°C的電爐中,待所述鎳鈦合金工件的溫度達(dá)到爐內(nèi)溫度后,使?fàn)t內(nèi)溫度以100~120°C /h速度升溫至850~950°C,在此溫度保溫15~20分鐘,然后再將所述鎳鈦合金工件從爐內(nèi)取出后隨即浸入水溫為5~8°C中20~30秒進(jìn)行水冷即得成品鎳鈦合金焊接件。
[0037]優(yōu)選方案是:所述鎖止組件包括定位座以及能與所述定位座配合升降調(diào)節(jié)的鎖止調(diào)節(jié)件。
[0038]優(yōu)選方案是:所述鎖止調(diào)節(jié)件為螺桿,所述定位座設(shè)有與鎖止調(diào)節(jié)件進(jìn)行螺紋配合的螺紋穿設(shè)孔。
[0039]優(yōu)選方案是:所述鎖止調(diào)節(jié)件頂部設(shè)有手柄。
[0040]實施例1
[0041]I)坡口處理
[0042]將待焊接的鎳鈦合金工件加工一坡口,所述坡口的傾斜角度α為35° ;
[0043]2)坡口清理
[0044](I)用高壓水沖洗所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口 ;
[0045](2)按下列重量份配成清洗液:烷基芳基硫酸鈉:2份、三聚磷酸鈉:1份、甘氨酸:3份、無水硫酸鈉:0.5份、聚乙二醇辛基苯基醚:0.01份、無水碳酸氫鈉:0.05份、乙二胺四醋酸二鈉:0.5份、純凈水:50份;
[0046](3)將經(jīng)過步驟2處理過的待焊接鎳鈦合金工件放入所述清洗液中浸泡15分鐘,并用水砂紙打磨所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口,打磨過程在清洗溶液中進(jìn)行,直到所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口出現(xiàn)金屬光澤;
[0047](4)將經(jīng)過上述步驟(3)處理過的所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口放置在激光窗口正下方,然后發(fā)射激光束,使激光束聚焦于距所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口表面垂直距離為1.5_位置處,使激光直接作用于所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口的表面顆粒,使所述顆粒在激光波作用下與所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口表面分離;
[0048](5)將經(jīng)過步驟4打磨過的所述鎳鈦合金工件放置在蒸餾水中進(jìn)行超聲波清洗,超聲波頻率:80Hz,清洗時間:5分鐘;
[0049](6)將經(jīng)過超聲波清洗的所述鎳鈦合金工件放入烘干箱內(nèi)烘干,溫度:100°C,時間:20分鐘;
[0050]3)焊接
[0051]將經(jīng)過上述步驟處理過的兩段所述鎳鈦合金工件放置在長度可調(diào)節(jié)的平臺上,所述平臺上設(shè)置有標(biāo)尺刻度,按設(shè)計要求,預(yù)先根據(jù)所述標(biāo)尺刻度調(diào)節(jié)所述平臺的長度,將鎖止組件設(shè)置在調(diào)整長度后所述平臺的兩端,將兩段所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口處對接,所述兩段鎳鈦合金工件對接后形成V型坡口,然后選用銀焊絲進(jìn)行氬弧焊焊接得焊接件;焊接時焊接熱輸入量為6.5KJ/cm,溫度為80°C,采用純度> 99.998%氬氣作保護(hù)氣體,氬氣的氣流量為12L/min,在焊接焊縫的背面用> 99.998%氬氣進(jìn)行保護(hù),氣流量為IOL/min,所述鎖止組件包括定位座以及能與所述定位座配合升降調(diào)節(jié)的鎖止調(diào)節(jié)件,鎖止調(diào)節(jié)件為螺桿,所述定位座設(shè)有與鎖止調(diào)節(jié)件進(jìn)行螺紋配合的螺紋穿設(shè)孔,鎖止調(diào)節(jié)件頂部設(shè)有手柄。
[0052]4)焊接后穩(wěn)定化處理
[0053]將經(jīng)過上述步驟制得的所述鎳鈦合金工件放入溫度為350°C的電爐中,待所述鎳鈦合金工件的溫度達(dá)到爐內(nèi)溫度后,使?fàn)t內(nèi)溫度以100° 0C /h速度升溫至850°C,在此溫度保溫15分鐘,然后再將所述鎳鈦合金工件從爐內(nèi)取出后隨即浸入水溫為5°C中20秒進(jìn)行水冷即得成品鎳鈦合金焊接件。
[0054]實施例2
[0055]I)坡口處理
[0056]將待焊接的鎳鈦合金工件加工一坡口,所述坡口的傾斜角度α為45°:
[0057]2)坡口清理
[0058](I)用高壓水沖洗所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口 ;
[0059](2)按下列重量份配成清洗液:烷基芳基硫酸鈉:4份、三聚磷酸鈉:2份、甘氨酸:
4.5份、無水硫酸鈉:1份、聚乙二醇辛基苯基醚:2份、無水碳酸氫鈉:0.8份、乙二胺四醋酸二鈉:1份、純凈水:50份;
[0060](3)將經(jīng)過步驟2處理過的待焊接鎳鈦合金工件放入所述清洗液中浸泡20分鐘,并用水砂紙打磨所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口,打磨過程在清洗溶液中進(jìn)行,直到所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口出現(xiàn)金屬光澤;
[0061](4)將經(jīng)過上述步驟(3)處理過的所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口放置在激光窗口正下方,然后發(fā)射激光束,使激光束聚焦于距所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口表面垂直距離為1.5_位置處,使激光直接作用于所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口的表面顆粒,使所述顆粒在激光波作用下與所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口表面分離;
[0062](5)將經(jīng)過步驟4打磨過的所述鎳鈦合金工件放置在蒸餾水中進(jìn)行超聲波清洗,超聲波頻率:120Hz,清洗時間:10分鐘;
[0063](6)將經(jīng)過超聲波清洗的所述鎳鈦合金工件放入烘干箱內(nèi)烘干,溫度:150°C,時間:30分鐘;
[0064]3)焊接
[0065]將經(jīng)過上述步驟處理過的兩段所述鎳鈦合金工件放置在長度可調(diào)節(jié)的平臺上,所述平臺上設(shè)置有標(biāo)尺刻度,按設(shè)計要求,預(yù)先根據(jù)所述標(biāo)尺刻度調(diào)節(jié)所述平臺的長度,將鎖止組件設(shè)置在調(diào)整長度后所述平臺的兩端,將兩段所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口處對接,所述兩段鎳鈦合金工件對接后形成V型坡口,然后選用銀焊絲進(jìn)行氬弧焊焊接得焊接件;焊接時焊接熱輸入量為10.08KJ/cm,溫度為100°C,采用純度> 99.998%氬氣作保護(hù)氣體,氬氣的氣流量為12?20L/min,在焊接焊縫的背面用> 99.998%氬氣進(jìn)行保護(hù),氣流量為10?15L/min,所述鎖止組件包括定位座以及能與所述定位座配合升降調(diào)節(jié)的鎖止調(diào)節(jié)件,鎖止調(diào)節(jié)件為螺桿,所述定位座設(shè)有與鎖止調(diào)節(jié)件進(jìn)行螺紋配合的螺紋穿設(shè)孔,鎖止調(diào)節(jié)件頂部設(shè)有手柄。
[0066]4)焊接后穩(wěn)定化處理
[0067]將經(jīng)過上述步驟制得的所述鎳鈦合金工件放入溫度為420° 1:的電爐中,待所述鎳鈦合金工件的溫度達(dá)到爐內(nèi)溫度后,使?fàn)t內(nèi)溫度以120° 0C /h速度升溫至950°C,在此溫度保溫20分鐘,然后再將所述鎳鈦合金工件從爐內(nèi)取出后隨即浸入水溫為8°C中30秒進(jìn)行水冷即得成品鎳鈦合金焊接件。
【權(quán)利要求】
1.一種鎳鈦合金焊接方法,其特征在于,步驟如下: 1)坡口處理 將待焊接的鎳鈦合金工件加工一坡口,所述坡口的傾斜角度α為35~45° ; 2)坡口清理 (1)用高壓水沖洗所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口; (2)按下列重量份配成清洗液:烷基芳基硫酸鈉:2~4份、三聚磷酸鈉:1~2份、甘氨酸:3~4.5份、無水硫酸鈉:0.5~1份、聚乙二醇辛基苯基醚:0.01~2份、無水碳酸氫鈉:0.05~0.8份、乙二胺四醋酸二鈉:0.5~1份、純凈水:50份; (3)將經(jīng)過步驟2處理過的待焊接鎳鈦合金工件放入所述清洗液中浸泡15~20分鐘,并用水砂紙打磨所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口,打磨過程在清洗溶液中進(jìn)行,直到所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口出現(xiàn)金屬光澤; (4)將經(jīng)過上述步驟(3)處理過的所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口放置在激光窗口正下方,然后發(fā)射激光束,使激光束聚焦于距所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口表面垂直距離為1.5mm位置處,使激光直接作用于所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口的表面顆粒,使所述顆粒在激光波作用下與所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口表面分離; (5)將經(jīng)過步驟4打磨過的所述鎳鈦合金工件放置在蒸餾水中進(jìn)行超聲波清洗,超聲波頻率:80~120Hz,清洗時間:5~10分鐘; (6)將經(jīng)過超聲波清洗的所述鎳鈦合金工件放入烘干箱內(nèi)烘干,溫度:100~150°C,時間:20~30分鐘; 3)焊接 將經(jīng)過上述步驟處理過的兩段所述鎳鈦合金工件放置在長度可調(diào)節(jié)的平臺上,所述平臺上設(shè)置有標(biāo)尺刻度,按設(shè)計要求,預(yù)先根據(jù)所述標(biāo)尺刻度調(diào)節(jié)所述平臺的長度,將鎖止組件設(shè)置在調(diào)整長度后所述平臺的兩端,將兩段所述待焊接的鎳鈦合金工件坡口處對接,所述兩段鎳鈦合金工件對接后形成V型坡口,然后選用銀焊絲進(jìn)行氬弧焊焊接得焊接件;焊接時焊接熱輸入量為6.5~10.08KJ/cm,溫度為80~100°C,采用純度≥99.998%氬氣作保護(hù)氣體,氬氣的氣流量為12~20L/min,在焊接焊縫的背面用> 99.998%氬氣進(jìn)行保護(hù),氣流量為10~15L/min ; 4)焊接后穩(wěn)定化處理 將經(jīng)過上述步驟制得的所述鎳鈦合金工件放入溫度為350~420°C的電爐中,待所述鎳鈦合金工件的溫度達(dá)到爐內(nèi)溫度后,使?fàn)t內(nèi)溫度以100~120°C /h速度升溫至850~950°C,在此溫度保溫15~20分鐘,然后再將所述鎳鈦合金工件從爐內(nèi)取出后隨即浸入水溫為5~8°C中20~30秒進(jìn)行水冷即得成品鎳鈦合金焊接件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鎳鈦合金焊接方法,其特征在于,所述鎖止組件包括定位座以及能與所述定位座配合升降調(diào)節(jié)的鎖止調(diào)節(jié)件。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鎳鈦合金焊接方法,其特征在于,所述鎖止調(diào)節(jié)件為螺桿,所述定位座設(shè)有與鎖止調(diào)節(jié)件進(jìn)行螺紋配合的螺紋穿設(shè)孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鎳鈦合金焊接方法,其特征在于,所述鎖止調(diào)節(jié)件頂部設(shè)有手柄。
【文檔編號】B23K33/00GK103831506SQ201410087568
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年3月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月11日
【發(fā)明者】李寧, 彭小平, 顧明, 蘇志強(qiáng) 申請人:中國化學(xué)工程第六建設(shè)有限公司, 中國化學(xué)工程第十六建設(shè)有限公司
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