【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焊接，涉及一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的si-ti组合式微合金化方法。
技术介绍
1、钼及钼合金具有高温力学性能好、中子吸收截面小、热膨胀系数低、热传导性能优异和加工性能好等特点，且当温度低于1500℃时，在空气或水中有良好的稳定性。上述优点使得钼及钼合金在冶金、航空、航天、核能、军事等领域有重要作用。
2、然而，钼及钼合金本质上是硬脆材料，焊接性极差。纯钼的使用被限制在它的再结晶温度以内，这是由于钼发生再结晶后，杂质元素容易富集在晶界上，从而丧失其优良的高温性能，钼合金也有着相似的问题。
3、为了改善钼合金熔焊接头性能，研究者们常选用ti、zr等为焊缝合金化元素，并且确实使接头室温和高温的静载力学性能得到明显改善，但由于ti、zr熔点低导致焊缝金属抵抗高温蠕变的能力显著降低、甚至导致高温下焊缝金属蠕变速率的提高一个数量级。上述问题严重限制了钼及钼合金在空间核反应堆电源等重大装备中的应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中的问题，提供一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的si-ti组合式微合金化方法，解决钼及钼合金焊缝的高温性能较差的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
3、一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的si-ti组合式微合金化方法，包括：
4、制备si-ti混合悬浊液；
5、将si-ti混合悬浊液填充到待焊接工件的接合处；
6、将待
7、对待焊接工件进行焊接，对焊接完成后的工件焊接区域在惰性气体保护气氛或真空环境中进行保温，然后冷却至室温，完成对工件焊缝的si-ti组合式微合金化。
8、进一步的，所述待焊接工件为纯钼及其他合金元素不高于2wt％的钼合金或含量不高于2wt％的第二相掺杂物钼合金。
9、进一步的，还包括对待焊接工件进行预处理，所述预处理包括表面清洁和接合处间隙调整。
10、进一步的，所述si-ti混合悬浊液的制备方法包括：
11、将si和ti的混合粉末以质量比为1:0.875～1.125加入无水乙醇中，然后进行超声振动搅拌，直至形成si-ti混合悬浊液。
12、进一步的，所述si粉末和ti粉末纯度均不低于99.99％，si粉末为小于5μm的不规则粉末，ti粉末为粒径5～15μm的球形粉末，无水乙醇中酒精浓度不低于99.5％。
13、进一步的，所述si-ti混合悬浊液填充的过程为：
14、通过点滴或浇注的方式重复在待焊接工件的接合处填充si-ti混合悬浊液，直至接合处si-ti混合悬浊液中无水乙醇挥发后，混合粉末结晶充满接合处间隙。
15、进一步的，所述惰性气体为纯度不低于99.99％的氩气，所述真空环境为真空度不低于10-2pa。
16、进一步的，所述预热处理温度为400～600℃。
17、进一步的，所述焊接采用激光焊、激光电弧焊、氩弧焊、等离子束焊或电子束焊。
18、进一步的，所述工件焊缝为对接焊缝或角焊缝。
19、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
20、本专利技术提供一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的si-ti组合式微合金化方法，通过对待焊接工件上的“管-端塞”套接区域表面进行清洁处理后调整接合处间隙调至适当大小；将制备好的si-ti混合悬浊液填充到已装配好的待焊接工件的接合处；将待焊接工件放置于惰性气体保护气氛中或者真空环境中，并对待测工件的焊接区域进行预热处理；根据接头形式和焊缝熔合比选择合适焊接参数，完成对待测工件的焊接，接下来对焊接完成后的工件焊接区域在惰性气体保护气氛中或者真空环境中进行保温，然后冷却至室温，完成对钼及钼合金超高温热管密封焊缝的组合式微合金化。本专利技术在能保证获得熔焊接头常温力学性能良好的同时，还能够在焊缝中生成改善钼合金焊接接头的高温蠕变性能的mo3si相，从而提高钼及钼合金熔焊焊缝的高温性能。
21、当接头焊缝区中添加一定的si和ti时，伴随着母材的熔化，两种元素会随之进入形成的熔池中，熔池的温度降低时，mo基体开始凝固，当温度降低至2025℃时mo3si相开始生成，温度继续下降，下降到1170℃时，ti5si3相开始生成，mo3si相和ti5si3相的存在可以对晶界起到第二相强化作用，其中mo3si含量较多弥散分布在焊缝中。mo3si晶体结构为a15，mo3si硬质颗粒高温稳定性良好，α-mo基体与其保持着共格的晶体学关系，mo3si颗粒附近弹性畸变能高，有着较强的阻碍位错运动的能力，并可以阻碍晶界移动，因此，焊缝区生成的弥散分布mo3si相可以显著提高钼及钼合金焊缝的高温蠕变强度。温度继续降低，moo2和tio2开始生成，tio2的生成，首先降低了焊缝中o的含量，其次还会降低有害的moo2相的数量。使用本专利技术提供的方法后钼及钼合金的熔焊接头的室温最高抗拉强度可以达到300.8mpa，并且通过xrd在焊缝区检测到了能改善抗高温蠕变性能的mo3si相。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的Si-Ti组合式微合金化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的Si-Ti组合式微合金化方法，其特征在于，所述待焊接工件为纯钼及其他合金元素不高于2wt％的钼合金或含量不高于2wt％的第二相掺杂物钼合金。
3.根据权利要求1所述的一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的Si-Ti组合式微合金化方法，其特征在于，还包括对待焊接工件进行预处理，所述预处理包括表面清洁和接合处间隙调整。
4.根据权利要求1所述的一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的Si-Ti组合式微合金化方法，其特征在于，所述Si-Ti混合悬浊液的制备方法包括：
5.根据权利要求4所述的一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的Si-Ti组合式微合金化方法，其特征在于，所述Si粉末和Ti粉末纯度均不低于99.99％，Si粉末为小于5μm的不规则粉末，Ti粉末为粒径5～15μm的球形粉末，无水乙醇中酒精浓度不低于99.5％。
6.根据权利要求1所述的一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的Si-Ti组合式
7.根据权利要求1所述的一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的Si-Ti组合式微合金化方法，其特征在于，所述惰性气体为纯度不低于99.99％的氩气，所述真空环境为真空度不低于10-2Pa。
8.根据权利要求1所述的一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的Si-Ti组合式微合金化方法，其特征在于，所述预热处理温度为400～600℃。
9.根据权利要求1所述的一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的Si-Ti组合式微合金化方法，其特征在于，所述焊接采用激光焊、激光电弧焊、氩弧焊、等离子束焊或电子束焊。
10.根据权利要求1所述的一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的Si-Ti组合式微合金化方法，其特征在于，所述工件焊缝为对接焊缝或角焊缝。
...【技术特征摘要】
1.一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的si-ti组合式微合金化方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的si-ti组合式微合金化方法，其特征在于，所述待焊接工件为纯钼及其他合金元素不高于2wt％的钼合金或含量不高于2wt％的第二相掺杂物钼合金。
3.根据权利要求1所述的一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的si-ti组合式微合金化方法，其特征在于，还包括对待焊接工件进行预处理，所述预处理包括表面清洁和接合处间隙调整。
4.根据权利要求1所述的一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的si-ti组合式微合金化方法，其特征在于，所述si-ti混合悬浊液的制备方法包括：
5.根据权利要求4所述的一种钼及钼合金超高温热管密封焊缝的si-ti组合式微合金化方法，其特征在于，所述si粉末和ti粉末纯度均不低于99.99％，si粉末为小于5μm的不规则粉末，ti粉末为粒径5～15μm的球形粉...
【专利技术属性】
技术研发人员：张林杰，赵佳璇，丁向东，孙院军，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。