专利名称：敞开式焊接金属钽、铌及其合金的方法
技术领域：
本发明属于稀有金属焊接技术领域，特别是金属钽、铌及其合金的焊接保护方法。
背景技术：
钽、铌及其合金由于其优异的耐高温、耐腐蚀等性能已经广泛应用于电子、化工等领域。由于环境保护的需要，以前由四氟、石墨等材料制作的耐腐蚀反应釜、罐、热交换器等产品，都逐渐由性能更符合环境保护需要的钽铌及其合金代替。在实际生产中，钽铌及其合金焊接方法普遍采用惰性气体保护焊、电子束焊等。但是由于钽铌及其合金具有受热后开始与空气中的氧气、氮气等气体元素发生反应，随着温度的升高反应更加剧烈的特性，因此钽铌及其合金的焊接通常需要在惰性气体保护箱或者真空焊接箱中进行，焊件尺寸受到保护箱尺寸的限制。加工大型制件必须有大型的焊接保护箱相配套，生产成本高，投资大，不适应于稀有金属小批量多品种的生产方式。另外，从原理上分析，钽铌及其合金构件的焊接，最常用的是惰性气体保护焊接，原理是利用电弧作为热源，使构件的被连接部位局部熔化成液体，然后再冷却结晶成一体。但是由于钽铌及其合金具有受热后开始与空气中的氧气、氮气等气体元素发生反应，随着温度的升高反应更加剧烈的特性，必须在焊接全过程，即加热、熔化和凝固三个阶段对焊缝和热影响区加以保护，避免“氧化”。常用的焊接方法是将焊体整体置于焊接保护箱中后将焊接保护箱封闭，然后通过真空系统抽空，回充惰性气体，再抽真空，再回充惰性气体这一置换过程达到工艺要求的惰性气体浓度，从而实现焊接保护的目的。焊接构件必须能够完全放进焊接保护箱内，同时相应的焊接工装、夹具也必须同时能被装入保护箱，显然，焊接构件处于封闭的整体保护的状态，其尺寸受到焊接保护箱大小的制约。另外还存在焊接构件在保护箱内活动受到限制、焊接方式不灵活、焊接保护气氛必须通过多次置换实现、耗气量大等诸多问题。加工大型制件必须有大型的焊接保护箱相配套，生产成本高，投资大，不适应于稀有金属小批量多品种的生产方式。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术缺陷，提供一种敞开式焊接金属钽铌及其合金的方法。
本发明的目的按下述方案实现敞开式焊接金属钽铌及其合金的方法，焊接时在围绕焊缝的背面设置封闭的工装，在围绕焊缝的正面设置敞开的工装，背面封闭工装内通入保护气体，正面敞开的工装靠近焊缝的位置开有通气孔，焊接时连续稳定通入保护气体；上述工装与待焊工件是采用粘接的方法联结；上述粘接采用的是耐热的铝锡箔胶带；焊接过程中保护气体的流量与焊缝保护长度成正比，约为1L/min×10mm。
焊缝及热影响区外的温度允许≤100℃。
本发明的特点在于1、实现大气环境下没有尺寸限制的焊件局部保护式的钽、铌及其合金的焊接；2、具有生产成本低，生产效率高的优点；3、可根据不同制件做快速的工艺调整。
图1是本发明应用于点焊工件时的示意图；图2是本发明应用于平板对焊工件时的示意图；图3是本发明应用于角焊工件时的示意图。
具体实施例方式实施例1如图1所示，在用焊枪(1)对工件(3)进行点焊时，在焊缝(4)的背面围绕焊缝通过铝锡箔胶带粘接一封闭的作为工装的下保护罩(5)，在围绕焊缝的正面通过铝锡箔胶带粘接一敞开的作为工装的上保护罩(2)，背面封闭工装内通入保护气体，正面敞开的工装靠近焊缝的位置开有通气孔(6)，焊接时通过该孔连续稳定通入保护气体。
实施例2如图2所示，在用焊枪(1)对工件(3)进行对焊时，在焊缝(4)的背面围绕焊缝通过铝锡箔胶带粘接一封闭的作为工装的下保护罩(5)，在围绕焊缝的正面通过铝锡箔胶带粘接一敞开的作为工装的上保护罩(2)，背面封闭工装内通入保护气体，正面敞开的工装靠近焊缝的位置均匀开有一圈通气孔(6)，焊接时通过该孔连续稳定通入保护气体，保护气体的流量根据焊缝的长度调节，焊缝愈长，流量愈大，焊缝长度每增加10毫米，流量增加1升/分钟，工装与焊缝之间的距离应保证热影响区外的温度≤100℃。
实施例3，如图3所示，在用焊枪(1)对工件(2)进行角焊时，在焊缝(4)的背面围绕焊缝通过铝锡箔胶带粘接两个封闭的作为工装的下保护罩(5a)、(5b)，在围绕焊缝的正面通过铝锡箔胶带粘接一敞开的作为工装的上保护罩(2)，背面封闭工装内通入保护气体，正面敞开的工装靠近焊缝的位置与焊接件等距均匀开有一圈通气孔(6)，焊接时通过该孔连续稳定通入保护气体，保护气体的流量根据焊缝的长度调节，焊缝愈长，流量愈大，焊缝长度每增加10毫米，流量增加1升/分钟，工装与焊缝之间的距离应保证热影响区外的温度≤100℃。
权利要求
1.敞开式焊接金属钽铌及其合金的方法，其特征在于焊接时在围绕焊缝的背面设置封闭的工装，在围绕焊缝的正面设置敞开的工装，背面封闭工装内通入保护气体，正面敞开的工装靠近焊缝的位置开有通气孔，焊接时连续稳定通入保护气体。
2.根据权力要求1所述的敞开式焊接金属钽铌及其合金的方法，其特征在于上述工装与待焊工件是采用粘接的方法联结。
3.根据权力要求2所述的敞开式焊接金属钽铌及其合金的方法，其特征在于上述粘接采用的是耐热的铝锡箔胶带。
4.根据权力要求1所述的敞开式焊接金属钽铌及其合金的方法，其特征在于焊接过程中保护气体的流量与焊缝保护长度成正比，约为1L/min×10mm。
全文摘要
本发明是一种敞开式焊接金属钽铌及其合金的方法，焊接时在围绕焊缝的背面设置封闭的工装，在围绕焊缝的正面设置敞开的工装，背面封闭工装内通入保护气体，正面敞开的工装靠近焊缝的位置开有通气孔，焊接时连续稳定通入保护气体。本发明的特点在于1.实现大气环境下没有尺寸限制的焊件局部保护式的钽、铌及其合金的焊接；2.具有生产成本低，生产效率高的优点；3.可根据不同制件做快速的工艺调整。
文档编号B23K37/04GK1745958SQ20051010667
公开日2006年3月15日 申请日期2005年9月27日 优先权日2005年9月27日
发明者汪凯, 马万金, 王学泽, 赵永升, 李佳鹏, 马沁, 杨强生 申请人:西北稀有金属材料研究院