一种钛-钢电阻钎焊的复合金属片及其制备装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于异种金属焊接技术领域。为了解决采用传统铺粉装置铺设过渡金属粉末后进行焊接时，存在焊接效果差、焊接效率低以及焊接成本高的问题，本发明专利技术公开了一种钛‑钢电阻钎焊的复合金属片。该复合金属片为粉末压制而成的多层结构，包括与钛接触的钒钼合金层、与钢接触的铬钼合金层以及位于所述钒钼合金层和所述铬钼合金层之间的钎料。采用本发明专利技术的复合金属片对钛‑钢进行电阻钎焊时，不仅可以提高焊接效率，保证焊接效果，而且可以减少对粉末的浪费，降低焊接成本。

A composite metal sheet for resistance brazing of titanium-steel and its preparation device and method

The invention belongs to the technical field of welding dissimilar metals. In order to solve the problems of poor welding effect, low welding efficiency and high welding cost when using traditional powder laying device to lay transition metal powder for welding, the invention discloses a composite alloy sheet for resistance brazing of titanium steel. The composite metal sheet is a multilayer structure formed by powder pressing, including a V-Mo alloy layer in contact with titanium, a chromium-molybdenum alloy layer in contact with steel, and a solder between the V-Mo alloy layer and the chromium-molybdenum alloy layer. When the composite metal sheet of the invention is used for resistance brazing of titanium steel, the welding efficiency can be improved, the welding effect can be guaranteed, the waste of powder can be reduced, and the welding cost can be reduced.

【技术实现步骤摘要】
一种钛-钢电阻钎焊的复合金属片及其制备装置和方法
本专利技术属于异种金属焊接
，具体涉及一种钛-钢电阻钎焊的复合金属片及其制备装置和方法。
技术介绍
早期焊接主要应用于同种材料的连接，随着新材料、新技术的广泛应用，异种金属的连接在工程应用中变得越来越重要，通过异种金属的连接可以达到两种材料性能的良好结合，并且可以获得结构总重量的减少和成本最优化的效果。但是，在异种金属焊接中，由于不同金属的组织结构、化学成分、机械性能和物理性能存在较大差异，因此异种金属之间的焊接要比同种金属的焊接复杂得多，能否实现可靠连接就显得尤为重要。近年来，有学者针对这个问题通过大量研究发现，在异种金属之间加入粉末过渡层进行焊接，焊后接头具有良好的力学性能。其中，添加中间层过渡金属在异种金属连接时的作用在于：一方面，中间层金属能够阻挡两种金属元素的扩散，从而阻止脆性金属间化合物的产生；另一方面，由于异种金属元素在物理、化学性能上的巨大差异，中间层金属作为过渡层，能够令接头处物理、化学性能逐渐变化，从而减少因物理、化学性能的差异而产生的晶粒粗化、成分不均、应力集中、裂纹等不良因素，从而达到异种金属可靠的连接。然而，在实际焊接操作过程中发现，采用传统铺粉装置将过渡金属粉末层铺设到焊接金属之间的时候，由于不同金属粉末的密度不同，铺设时会发生分层现象，很难保证过渡金属粉末铺设厚度的均匀性，从而影响实际焊接的效果，而且由于粉末的流动性，在进行焊接接头的装配过程中极易发生粉末的流动导致过渡金属粉末分布不均，从而需要反复调整焊接接头的装配，使得焊接效率大大降低，此外在铺设过程中还会造成粉末的洒落浪费，增加焊接成本。
技术实现思路
为了解决采用传统铺粉装置铺设过渡金属粉末后进行焊接时，存在焊接效果差、焊接效率低以及焊接成本高的问题，本专利技术提出了一种钛-钢电阻钎焊的复合金属片。该复合金属片为粉末压制而成的多层结构，包括与钛接触的钒钼合金层、与钢接触的铬钼合金层以及位于所述钒钼合金层和所述铬钼合金层之间的钎料。优选的，所述钒钼合金层的密度为0.04～0.06g/cm2，所述铬钼合金层的密度为0.03～0.05g/cm2。进一步优选的，在所述钒钼合金层和所述铬钼合金层中钼的质量百分比均为10％。一种用于制备上述复合金属片的制备装置，包括铺粉单元、模具单元和压制单元；其中，所述铺粉单元，包括电机、毛刷、筛板和振动马达；所述电机沿竖直方向向下固定，所述毛刷与所述电机连接并且在所述电机的带动下进行转动；所述筛板位于所述毛刷的下方，用于盛放粉末；所述振动马达与所述筛板连接，用于驱动所述筛板进行小幅度、高频率振动；粉末在所述毛刷的粉刷压力和所述振动马达对筛板的振动作用下穿过所述筛板均匀落下；所述模具单元，包括上模冲、中模冲和下模冲；所述上模冲和所述下模冲上分别设有冲芯，所述中模冲上设有贯穿的冲孔；所述冲孔与所述冲芯的形状和尺寸相对应，并且所述上模冲的冲芯长度大于所述冲孔的深度，所述下模冲的冲芯长度小于所述冲孔的深度；所述压制单元，包括压力机和压头；所述压头与所述压力机的输出端连接，并且在所述压力机的驱动下进行上下往复移动。优选的，所述电机与所述筛板分别与一个水平杆连接，并且两个所述水平杆沿竖直方向固定在同一竖直杆上，两个水平杆的位置可调。优选的，所述铺粉单元还包括挡粉板，所述挡粉板位于所述筛板下方，并且在所述挡粉板上设有与所述冲孔形状相同的漏粉孔。一种采用上述制备装置钛-钢电阻钎焊复合金属片制备的方法，具体包括以下步骤：步骤S1，将所述中模冲套设在所述下模冲上，并且保持所述中模冲朝上状态，将所述下模冲和所述中模冲放置在所述筛板下方；步骤S2，将第一种混合粉末放置到所述筛板上，开启电机和振动马达，通过毛刷和振动马达使第一种混合粉末穿过筛板均匀掉落至冲孔内，完成第一层混合粉末的铺设；步骤S3，完成第一层混合粉末的铺设后，将钎料放入冲孔内，并将第二种混合粉末放置到所述筛板上，重新启动电机和振动马达，使第二种混合粉末穿过筛板均匀掉落至冲孔内，完成第二层混合粉末的铺设；步骤S4，完成两层混合粉末铺设后，将上模冲的冲芯插入中模冲的冲孔内，并将整个模具单元移至压力机下方，使压头与上模冲保持上下对齐；步骤S5，启动压力机，通过压头对上模冲施加向下的压力，完成对冲孔内粉末和钎料的压制，从而获得压制而成的复合金属片。优选的，在所述步骤S2和所述步骤S3中，根据筛板的通孔大小、毛刷转动速度、振动马达的振动幅度以及混合粉末颗粒大小，通过控制粉末铺设时间将钒钼混合粉末的铺设密度控制在0.04～0.06g/cm2，将铬钼混合粉末的铺设密度控制在0.03～0.05g/cm2。优选的，在所述步骤S2和所述步骤S3中，进行铺粉前将挡粉板置于中模冲上，使挡粉板上的漏粉孔与冲孔对齐，用于控制落至中模冲上的粉末铺展形状以及回收多余粉末。优选的，在所述步骤S5中，将压制过程中的压力控制为40～65MPa并且保压30s成型。本专利技术的技术方案具有以下有益效果：1、在本专利技术中，通过将粉末焊接过渡层设计为多层的固态复合金属片结构，从而使过渡层中各种粉末的成分以及粉末的铺设厚度得到精准固定，这样不仅可以省去在焊接现场进行过渡层粉末临时铺设时对粉末的浪费以及粉末铺设过程的低效率，从而降低操作成本，提高焊接效率，而且可以保证过渡层粉末成分和铺设厚度的稳定准确性，从而保证最终电阻钎焊的质量。2、在本专利技术中，通过将复合金属片中钒钼合金层密度控制为0.04～0.06g/cm2，将铬钼合金层的密度为0.03～0.05g/cm2，并且将钼所占的质量百分比控制为10％，从而实现对钛合金和不锈钢电阻钎焊的最佳连接效果，提高对钛合金和不锈钢异种钢焊接的质量。3、在本专利技术的钛-钢电阻钎焊复合金属片制备装置中，通过设置毛刷、筛板和振动马达，从而实现对粉末的均匀铺设，并且通过预先对粉末掉落速度的调整控制，从而通过对铺设时间的控制，实现对粉末铺设量的精准控制，保证复合金属片中粉末分布的均匀性，保证复合金属片的焊接性能。附图说明图1为本专利技术钛-钢电阻钎焊的复合金属片与钛合金板和不锈钢板进行焊接前的截面示意图；图2为本专利技术钛-钢电阻钎焊复合金属片制备装置中铺设单元的结构示意图；图3为本专利技术钛-钢电阻钎焊复合金属片制备装置中模具单元的结构示意图；图4为本专利技术钛-钢电阻钎焊复合金属片制备装置中压制单元的结构示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案进行详细介绍。结合图1所示，本专利技术中用于钛合金板和不锈钢板电阻钎焊的复合金属片1为粉末压制而成的多层结构，分别为与钛合金板接触的钒钼合金层11、与不锈钢板接触的铬钼合金层12以及位于钒钼合金层11和铬钼合金层12之间的钎料13。此时，通过将钒钼粉末、钎料以及铬钼粉末压制为整体平板固状结构，即可对复合金属片1中不同粉末的含量和粉末层厚度进行控制固定，从而可以直接将复合金属片1作为过渡层放置到钛合金板和不锈钢板之间进行电阻钎焊。这样，不仅可以省去现场进行过渡层粉末临时铺设时对粉末的浪费以及铺设的低效率，从而降低操作成本，提高整个电阻钎焊的效率，而且可以保证过渡层粉末成分和铺设厚度的稳定准确性，从而保证最终电阻钎焊的质量。优选的，将复合金属片1中钒钼合金层11的密度控制为0.04～0本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于钛‑钢电阻钎焊的复合金属片，其特征在于，该复合金属片为粉末压制而成的多层结构，包括与钛接触的钒钼合金层、与钢接触的铬钼合金层以及位于所述钒钼合金层和所述铬钼合金层之间的钎料。

【技术特征摘要】
1.一种用于钛-钢电阻钎焊的复合金属片，其特征在于，该复合金属片为粉末压制而成的多层结构，包括与钛接触的钒钼合金层、与钢接触的铬钼合金层以及位于所述钒钼合金层和所述铬钼合金层之间的钎料。2.根据权利要求1所述的复合金属片，其特征在于，所述钒钼合金层的密度为0.04～0.06g/cm2，所述铬钼合金层的密度为0.03～0.05g/cm2。3.根据权利要求2所述的复合金属片，其特征在于，在所述钒钼合金层和所述铬钼合金层中钼的质量百分比均为10％。4.一种用于制备权利要求1-3中任意一项所述复合金属片的制备装置，其特征在于，包括铺粉单元、模具单元和压制单元；其中，所述铺粉单元，包括电机、毛刷、筛板和振动马达；所述电机沿竖直方向向下固定，所述毛刷与所述电机连接并且在所述电机的带动下进行转动；所述筛板位于所述毛刷的下方，用于盛放粉末；所述振动马达与所述筛板连接，用于驱动所述筛板进行小幅度、高频率振动；粉末在所述毛刷的粉刷压力和所述振动马达对筛板的振动作用下穿过所述筛板均匀落下；所述模具单元，包括上模冲、中模冲和下模冲；所述上模冲和所述下模冲上分别设有冲芯，所述中模冲上设有贯穿的冲孔；所述冲孔与所述冲芯的形状和尺寸相对应，并且所述上模冲的冲芯长度大于所述冲孔的深度，所述下模冲的冲芯长度小于所述冲孔的深度；所述压制单元，包括压力机和压头；所述压头与所述压力机的输出端连接，并且在所述压力机的驱动下进行上下往复移动。5.根据权利要求4所述的复合金属片制备装置，其特征在于，所述电机与所述筛板分别与一个水平杆连接，并且两个所述水平杆沿竖直方向固定在同一竖直杆上，两个水平杆的位置可调。6.根据权利要求4所述的复合金属片制备装置，其特征在于，所述铺粉单元还包括挡粉板，所述挡粉板位于所述筛板下方，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：张鹏贤，乔永丰，唐自政，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：甘肃,62