CN117324772A - 一种难熔金属闭合焊缝焊接方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种难熔金属闭合焊缝焊接方法，属于焊接加工的技术领域，焊接方法包括：在焊缝的待焊位置确定焊接的收弧位置；选用塑性材件并将其固定至焊接的收弧位置；其中，塑性材件为与待焊的难熔金属结构件同系列的材料；焊接闭合焊缝，收弧引出闭合焊缝至收弧位置。本申请通过采用塑性材件有效填充在待焊位置，塑性材件通过塑性变形能够更好地减少残余应力的产生，降低焊缝开裂的可能性；同时塑性材件与难熔金属结构件具有较好的材料匹配性，有助于形成高质量的焊缝；从而焊接能够一次成型，显著提高了难熔金属材料焊接的焊缝稳定性，有效解决闭合焊缝的开裂问题。

Description

一种难熔金属闭合焊缝焊接方法

技术领域

本申请属于焊接加工技术领域，尤其涉及一种难熔金属闭合焊缝焊接方法。

背景技术

有某些特殊领域，设备及零件的服役工况要求越来越严苛，如航天航空领域的发动机关键部件，要求在1100℃以上以及复杂载荷条件下长期服役，这就对应用于这些部件的超高温结构材料提出更高要求。超高温结构材料采用耐温2000℃以上的高熔点的金属，即难熔金属，难熔金属及其合金具有高熔点、高硬度、高模量、耐磨耐腐蚀、优异的机械稳定性等优点，能够满足各种严苛的工况要求。

目前，难熔金属及其合金在焊接过程中存在焊缝开裂的问题，而焊缝开裂一直是焊接加工领域必然遇到的问题，对于普通焊接加工产生开裂机理和解决方案的研究，已经有很多，研究较为成熟，但由于难熔金属及其合金并没有在行业内普遍应用，焊接问题的研究并不多，难熔金属及其合金焊接出现的焊缝开裂问题，很难一次焊接成型，业内也并没有形成较好的一致解决方案。

对于现有的难熔金属闭合焊缝的焊接，目前有一定的应用，主要是在普通焊接经验基础上进行的，虽然能够一定程度上解决焊缝开裂问题，但焊接质量并不理想，焊接也很难一次成型达到要求，对于越来越严苛的设备及零件加工要求，现有的焊接技术并不能很好地满足。

发明内容

本申请旨在至少能够在一定程度上解决难熔金属及其合金的闭合焊缝开裂的技术问题，为此，本申请提供了一种难熔金属闭合焊缝焊接方法，该方法能够焊接一次成型，显著提高了难熔金属材料焊接的焊缝稳定性，确保了焊接质量，有效解决闭合焊缝的开裂问题。

本申请实施例提供的一种难熔金属闭合焊缝焊接方法，包括：

在焊缝的待焊位置确定焊接的收弧位置；

选用塑性材件并将其固定至焊接的收弧位置；其中，塑性材件为与待焊的难熔金属结构件同系列的材料；

焊接闭合焊缝，收弧引出闭合焊缝至收弧位置。

现有的难熔金属焊接，焊缝容易开裂，究其原因：是由于难熔金属及其合金材料对热输入的敏感性，随着焊接过程的热输入，焊接工艺窗口变窄，结构件焊接制造时需要根据具体的结构形式调整焊接工艺窗口，很难一次成型达到较好的焊接质量；热输入带来的热循环会造成显微结构变化，包括难熔金属的晶粒长大和不同程度的沉淀硬化，晶粒粗大会增加难熔金属材料的脆性，从而容易导致焊接裂纹的产生。而本申请通过收弧引出闭合焊缝，能够一定程度地减小开裂可能，更重要的是：本申请采用塑性材件，首先利用了塑性材件的塑性特点，在具备塑性情况下，塑性材件能够在受到应力和熔化时相对容易且快速地在待焊位置产生塑性变形，填充在待焊位置，在焊接过程中及焊接完成后，塑性材件通过塑性变形能够更好地减少残余应力的产生，降低焊缝开裂的可能性，这样提高焊缝的强度和韧性，从而提高焊缝质量；同时由于塑性材件与待焊的难熔金属结构件为同系列的材料，使得塑性材件与难熔金属结构件具有较好的材料匹配性，两种材料相近，在焊接过程中的材料的反应是一致的，冷却过程中的变形较小，有助于形成高质量的焊缝；从而焊接能够一次成型就满足质量要求，显著提高了难熔金属材料焊接的焊缝稳定性，确保了焊接质量，有效解决闭合焊缝的开裂问题；同时在收弧位置上固定塑性材件，收弧时并不直接与待焊位置接触，也减少了对待焊的难熔金属结构件的热输入，能够在一定程度上减小开裂可能，提高焊接一次成形的合格率。

在可选实施方式中，塑性材件为塑性满足δ≥15％的材料，其中，δ为断后延伸率。断后延伸率为表示塑性强弱的指标。

现有的难熔金属焊接，焊缝容易开裂，另一方面原因，是材料本身的塑性带来的。常规采用相同难熔金属同材件焊接，由于待焊的难熔金属结构件本身的塑性不强，甚至较差，采用常规方法焊接后容易产生裂纹，无法解决焊接开裂的问题；而针对于某些塑性较强的难熔金属结构件，采用常规的同材料焊接能够一定程度上满足焊接要求。但是，在实际的焊接操作中，不会每个待焊材料都去查找其断后延伸率，甚至有些待焊的合金材料，虽然高熔点、高硬度、高模量等等参数能够达到要求，可用于特殊领域的焊接，但可能其断后延伸率未经过充分试验，并没有直接的数据提供，或者其他一些原因造成的缺少断后延伸率数据，查找不到，如果凭经验判断待焊难熔金属结构件的塑性强弱，这可能会因为人的差异导致焊接质量不同。然而，塑性的强弱是相对的，采用不同塑性的塑性材件焊接达到的焊接质量也会有差异，而塑性满足δ≥15％的材料，属于本申请的优选，经过大量的焊接对比得出的满足焊接质量的塑性条件，塑性材件本身是可以提前选择的，在实际工作中，可以在未知待焊难熔金属结构件的塑性的情况下，取得较好的焊缝稳定性，采用上述断后延伸率的塑性材件，塑性材件能够具有较好的塑性，能够一次焊接成型，具有较好的焊接质量，进一步有效解决闭合焊缝的开裂问题。

在可选实施方式中，塑性材件为纯难熔金属材料；或塑性材件为合金材料，塑性材件的合金元素含量≦待焊的难熔金属结构件的合金含量。由于塑性材件采用难熔金属材料或难熔金属的合金材料，合金含量的设置，减小了合金材料带来的影响，不会因为合金含量差异导致性能变化，这样塑性材料能够与待焊的难熔金属结构件具有较好的材料匹配性，热膨胀系数接近，在焊接过程的热变形和冷却过程的变形均较小，有助于减小因焊接导致的变形和残余应力，同时焊缝的微观结构和待焊位置的微观结构趋于一致，有助于提高焊缝性能，从而提高焊缝质量，进一步减小开裂可能性。

在可选实施方式中，在确定收弧位置前：

在焊缝的待焊位置加工出应力释放槽；

在应力释放槽中选择一点作为焊接的收弧位置。

现有的难熔金属焊接，焊缝容易开裂，究其原因：还一方面是焊接过程带来的，尤其是起、收弧的凹坑等不稳定区域，焊接造成了内部应力变化和差异，残余应力导致焊缝开裂的倾向变大；而本申请在待焊位置加工出应力释放槽，提供释放应力的区域，收弧位置选择在应力释放槽，能够为塑性材件提供安装位置，在应力释放槽中通过塑性材件的填充将应力释放，有效减少焊接过程产生的应力和焊接后的残余应力。

在可选实施方式中，应力释放槽的深度为0.1mm～1.5mm，应力释放槽的宽度为1mm～10mm，应力释放槽距焊缝的间距为1mm～5mm。通过上述应力释放槽的设置，能够更准确地确定应力释放位置，提高焊接的精度，保证焊缝的尺寸和形状满足焊接要求。

在可选实施方式中，塑性材件的尺寸范围为：长0.1mm～4mm、宽0.1mm～4mm、高0.1mm～5mm。通过上述塑性材件的尺寸设置，能够更准确地控制焊接熔池大小，提高焊接精度，同时能够提高塑性材件的材料利用率。

在可选实施方式中，在收弧位置固定塑性材件时，采用储能焊的方式进行焊接固定，储能焊电压2.0V～12.0V。通过上述储能焊，不会产生大面积高温，精确地对塑性材料进行焊接固定，减少对待焊位置的热输入。

在可选实施方式中，在焊接闭合焊缝时，采用激光焊接，并设定激光焊接的运行轨迹，收弧位置设在应力释放槽中。采用设定轨迹的激光焊接方式，焊接按轨迹运行并收弧，能够对待焊位置进行高精度、高质量地焊接，焊缝尺寸满足要求，提高了焊缝质量。

在可选实施方式中，在焊接闭合焊缝时，将待焊的难熔金属结构件置于惰性气体环境中，对焊缝进行气体保护焊。在空气中焊接，难熔金属容易与氧反应形成脆性氧化物，采用气体保护焊，能够有效保护焊接的接缝，避免焊接过程中焊缝与空气接触造成的不良反应，提高焊接工艺稳定性。

在可选实施方式中，塑性材件采用的难熔金属包括：Nb、Mo、Ta、W、Re、Os、Ir、Ru、Hf或Tc。上述难熔金属材料具有机械稳定性、高硬度、高模量等优点，能够和待焊的难熔金属结构件相结合，焊接后作为焊缝的一部分，保证焊缝质量，同时扩展了塑性材件的选择范围。

由上述技术方案可知，本申请的有益效果为：

本申请通过采用塑性材件，利用了塑性材件的塑性特点，在具备塑性情况下，塑性材件能够有效填充在待焊位置，在焊接过程中及焊接完成后，塑性材件能够更好地减少残余应力的产生，降低焊缝开裂的可能性，这样提高焊缝的强度和韧性，从而提高焊缝质量；同时塑性材件与难熔金属结构件具有较好的材料匹配性，这样有助于形成高质量的焊缝；从而焊接能够一次成型就满足质量要求，显著提高了难熔金属材料焊接的焊缝稳定性，确保了焊接质量，有效解决闭合焊缝的开裂问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了难熔金属闭合焊缝焊接方法的实施例步骤图；

图2示出了难熔金属闭合焊缝焊接方法的对应的待焊难熔金属结构件实施例剖视图；

图3示出了难熔金属闭合焊缝焊接方法的对应的待焊难熔金属结构件实施例俯视图；

图4示出了难熔金属闭合焊缝焊接方法的对应的待焊难熔金属结构件实施例剖视图；

图5示出了难熔金属闭合焊缝焊接方法的对应的待焊难熔金属结构件实施例俯视图；

图6示出了难熔金属闭合焊缝焊接方法的对应的待焊难熔金属结构件实施例俯视图；

附图标记：1、焊缝；2、应力释放槽；3、难熔金属结构件；4、塑性材件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明实施例中所有方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

下面结合附图并参考具体实施例描述本申请：

请参照图1，本申请第一方面实施例，提供了一种难熔金属闭合焊缝焊接方法，该方法针对的闭合焊缝1为环焊缝，环焊缝为本领域常焊接的焊缝类型，如图2所示，也可应用在其他闭合焊缝1，待焊的难熔金属结构件3为板件，也可为其他结构，本体材料采用现有难熔金属即可，以下采用Ta10W作为材料件进行实施例的说明，Ta为难熔金属，其熔点为2996℃。

焊接方法是在现有难熔金属结构件3基础上进行的创新，焊接方法包括了一些现有难熔金属焊接步骤，焊接方法的主要步骤包括：

S1、在焊缝1的待焊位置确定焊接的收弧位置，收弧位置选择在闭合焊缝1的位置之外，这里将收弧位置确定在环焊缝旁，收弧位置距离环焊缝一定距离，以便于焊接收弧，通过收弧引出闭合焊缝1，能够一定程度地减小焊缝1的开裂可能。

S2、选用塑性材件4并将其固定至焊接的收弧位置，塑性材件4为一小块，能够进行焊接即可，这样焊接收弧时并不直接与待焊位置接触，也减少了对待焊的难熔金属结构件3的热输入，能够在一定程度上减小开裂可能，提高焊接一次成形的合格率。

请参照图2和图3，对于难熔金属结构件3，相比于常规采用相同的难熔金属材料进行焊接，本申请采用塑性材件4代替了相同的难熔金属材料，塑性材件4为与待焊的难熔金属结构件3同系列的材料，且塑性材件4为塑性满足：δ≥15％的材料，其中，δ为断后延伸率，断后延伸率为表示塑性强弱的指标，至少可选择δ＝15％的上述同系列材料。塑性的强弱是相对的，采用不同塑性的塑性材件4焊接达到的焊接质量也会有差异，而塑性满足δ≥15％的材料，属于本申请的优选，经过大量的焊接对比得出的满足焊接质量的塑性条件，塑性材件4本身是可以提前选择的，在实际工作中，可以在未知待焊难熔金属结构件3的塑性的情况下，取得较好的焊缝1稳定性。

这里选用的塑性材件4为Ta1材料，Ta1的延伸率为22.5％，采用该塑性材件4，首先利用了塑性材件4的塑性特点，在具备较强塑性情况下，塑性材件4能够在受到应力和熔化时相对容易且快速地在待焊位置产生塑性变形，填充在待焊位置完成焊接，牢固度高，在焊接过程中及焊接完成后，塑性材件4能够更好地减少残余应力的产生。而常规采用相同难熔金属同材件焊接，由于待焊的难熔金属结构件3本身的塑性不强，甚至较差，采用常规方法焊接后容易产生裂纹，无法解决焊接开裂的问题；相比于常规采用相同难熔金属同材件焊接，优势显著，而常规同材件焊接塑性较差，焊接后容易产生裂纹，因此，采用上述塑性材件4，塑性材件4能够具有较好的塑性，能够一次焊接成型，进一步地降低开裂的可能性，有效解决闭合焊缝1的开裂问题，这样提高焊缝1的强度和韧性，从而提高焊缝1质量。

同时，由于塑性材件4Ta1与待焊的难熔金属结构件3Ta10W板件为同系列的材料，使得塑性材件4Ta1与难熔金属结构件3Ta10W板件具有较好的材料匹配性，两种材料相近，在焊接过程中的材料对热输入的反应是一致的，冷却过程中的变形较小，这样有助于形成高质量的焊缝1；从而焊接能够一次成型就满足质量要求，显著提高了难熔金属材料焊接的焊缝1稳定性，确保了焊接质量，有效解决闭合焊缝1的开裂问题。

S3、焊接闭合焊缝1，收弧引出闭合焊缝1至收弧位置，采用激光焊接的方式，对环焊缝进行焊接，焊接按设计轨迹进行，达到预定效果后进行焊接的收弧处理，收弧位置引出闭合焊缝1，最终在S1中确定的收弧位置进行收弧。

在可选实施方式中，塑性材件4采用的难熔金属包括：Nb(熔点2468℃)、Mo(熔点2620℃)、Ta(熔点2996℃)、W(熔点3620℃)、Re(熔点3180℃)、Os(熔点3054℃)、Ir(熔点2410℃)、Ru(熔点2334℃)、Hf(熔点2227℃)或Tc(熔点2157℃)，同理该塑性材件4能够对应使用在待焊的难熔金属结构件3的材料也采用上述难熔金属的合金材料。上述难熔金属材料具有机械稳定性、高硬度、高模量等优点，这样塑性材件4能够和待焊的难熔金属结构件3相结合，焊接后作为焊缝1的一部分，保证焊缝1质量，同时扩展了塑性材件4的选择范围。

具体选择时，塑性材件4具有两种选择，一是采用纯难熔金属材料，即上述的纯难熔金属材料；二是塑采用合金材料，该合金材料为上述难熔金属材料对应的合金，塑性材件4的合金元素含量≦待焊的难熔金属结构件3的合金含量，如待焊的难熔金属结构件3采用Ta10W，合金W的含量为8-12％，采用塑性材件4，如Ta5W，具有较好的塑性。由于塑性材件4采用难熔金属材料或难熔金属的合金材料，合金含量的设置，减小了合金材料带来的影响，不会因为合金含量差异导致性能变化，这样塑性材料能够与待焊的难熔金属结构件3具有较好的材料匹配性，热膨胀系数接近，在焊接过程的热变形和冷却过程的变形均较小，有助于减小因焊接导致的变形和残余应力，同时焊缝1的微观结构和待焊位置的微观结构趋于一致，有助于提高焊缝1性能，从而提高焊缝1质量，进一步降低开裂可能性。

在可选实施方式中，在S1确定收弧位置前：

在焊缝1的待焊位置加工出应力释放槽2，针对于环焊缝，加工出的应力释放槽2呈环形，该应力释放槽2和环焊缝对应的圆孔为同心设置，应力释放槽2距环焊缝之间有间隙，该间隙较小，在可选实施方式中，应力释放槽2距焊缝1的间距为1mm～5mm，如1mm、2.5mm或5mm；加工应力释放槽2采用机械加工方式，如通过刀头在待焊的难熔金属结构件3的环焊缝处刨削出一圈环形槽，作为应力释放槽2。在应力释放槽2中选择一点作为焊接的收弧位置，即焊接收弧时，焊接轨迹的最终点落在应力释放槽2内，先在应力释放槽2中选择一点，选择后方便之后对塑性材件4的固定位置进行确定，在待焊位置加工出应力释放槽2，提供释放应力的区域，收弧位置选择在应力释放槽2，能够为塑性材件4提供安装位置，S1中塑性材件4即固定在应力释放槽2中，在应力释放槽2中通过塑性材件4的填充将应力释放，有效减少焊接过程产生的应力和焊接后的残余应力。

在可选实施方式中，塑性材件4固定在应力释放槽2中的接触面尺寸在应力释放槽2的宽度范围内，即塑性材件4的一端、一面或一部分置于应力释放槽2中，塑性材料接触在应力释放槽2中的尺寸小于等于应力释放槽2的宽度，这样确定了较小的塑性材件4的尺寸。通过应力释放槽2对塑性材件4的塑性流动进行限制，引导塑性材件4在应力释放槽2中进行填充，从而实现对应力的有效控制。在可选实施方式中，应力释放槽2的深度为0.1mm～1.5mm，如深度0.1mm、1.0mm或1.5mm，应力释放槽2的宽度为1mm～10mm，如宽度1mm、5mm或10mm。通过上述应力释放槽2的设置，能够更准确地确定应力释放位置，提高焊接的精度，保证焊缝1的尺寸和形状满足焊接要求。在可选实施方式中，塑性材件4的尺寸范围为：长0.1mm～4mm、宽0.1mm～4mm、高0.1mm～5mm，如塑性材件4选择为长方体形状，尺寸为0.1mm×0.1mm×0.1mm，也可选择尺寸为4mm×4mm×5mm，也可选择上述两尺寸之间的其他值对应尺寸，另外塑性材件4选择为圆柱形时，尺寸选择为Φ(0.5mm～3mm)×(0.1mm～5mm)，取值选择类似于上述长方体形状。通过上述塑性材件4的尺寸设置，能够更准确地控制焊接熔池大小，提高焊接精度，同时能够提高塑性材件4的材料利用率。

在可选实施方式中，S2中在收弧位置固定塑性材件4时，采用储能焊的方式进行焊接固定，储能焊电压2.0V～12.0V，具体地，开启激光焊接中的红光设置，将一小块塑性材件4接触在所选择的收弧位置，通过储能焊接方式焊接，整个塑性材件4即在底部的接触面位置与待焊的难熔金属结构件3相固定，且塑性材件4位于应力释放槽2中，在之后的焊接中，塑性材件4能够熔化并填充在应力释放槽2中，便于控制应力；在可选实施方式中，先将小块的塑性材件4与应力释放槽2中的收弧位置接触，然后采用焊丝填充塑性材件4与应力释放槽2所接触的间隙处，通过储能焊的方式对上述接触位置进行短时间焊接，塑性材件4即固定在待焊位置，此时塑性材件4并没有熔化，大致保持原有形状。通过上述储能焊，不会产生大面积高温，精确地对塑性材料进行焊接固定，减少对待焊位置的热输入。

在可选实施方式中，S3中在焊接闭合焊缝1时，采用激光焊接，并设定激光焊接的运行轨迹，收弧位置设在应力释放槽2中，具体采用带激光焊接刀头的机械臂，对机械臂系统进行编程，将设计的焊缝1运行轨迹编辑入程序，其中焊接的收弧位置引出闭合焊缝1，轨迹的终点设在应力释放槽2中；激光焊接时，激光焊接参数选择为：采用波长为1080nm，连续焊接，光纤芯径为100um，以六轴机械手作为激光焊接运载机构，焊接功率500W～3000W，速度1000mm/min～2800mm/min，离焦量-8mm～+8mm。采用设定轨迹的激光焊接方式，焊接按轨迹运行并收弧，能够对待焊位置进行高精度、高质量地焊接，焊缝1尺寸满足要求，提高了焊缝1质量。

在可选实施方式中，S3中在焊接闭合焊缝1时，将待焊的难熔金属结构件3置于惰性气体环境中，具体采用气体保护罩将待焊位置罩住，对气体保护罩中通入惰性气体，保持焊缝1的正面和反面均分布惰性气体，采用纯惰性气体，惰性气体如氩、氦等，对焊缝1进行气体保护焊。在空气中焊接，难熔金属容易与氧反应形成脆性氧化物，采用气体保护焊，能够有效保护焊接的接缝，避免焊接过程中焊缝1与空气接触造成的不良反应，提高焊接工艺稳定性。

在可选实施方式中，S2中在应力释放槽2中固定塑性材件4前，对待焊接的难熔金属结构件3表面进行清理，清理包括：通过工具清理毛刺，如用锉刀、砂轮片清理毛刺，通过酸洗、除氢去除油渍及杂质多余物，清理后用黄皮纸或牛皮纸将待焊位置进行包装，起到防水防潮的效果。通过上述清理，能够去掉待焊位置表面的毛刺、油渍和杂质，防止对焊接造成影响，减少焊接过程中的问题和焊接质量不稳定的情况。

在可选实施方式中，焊接方法的步骤包括上述过程的综合，具体实施的过程如下：

示例1，请参照图2和图3，针对环焊缝进行焊接，待焊难熔金属结构件3为板件，板厚34mm，板顶面具有3个连续的Φ6的环焊缝。

1)在待焊位置通过机械加工方式加工出环形的应力释放槽2，在应力释放槽2中确定出收弧位置；应力释放槽2的深度0.5mm，宽度4mm，内径比待焊的环焊缝直径大1.5mm。

2)采用同系列塑性强的塑性材件4Ta1代替难熔金属的材料Ta10W，与待焊的难熔金属结构件3进行焊接；

3)清理待焊难熔金属结构件3待焊位置表面的毛刺、油渍及多余物；

4)用机械臂系统编程待焊的闭合焊缝1运行轨迹，将收弧位置引出闭合焊缝1，具体采用六轴机械手作为激光焊接运载机构；

5)截取与待焊材料同系列塑性强的塑性材件4，其中塑性材件4包含尺寸为1.0mm×1.2mm×1.4mm的长方体，或采用尺寸为Φ1.2mm×1.5mm的圆柱形；

6)开启激光焊接中红光设置，用储能焊接将5)中截取的小块塑性材件4固定于收弧位置，储能焊电压8V；

7)焊缝1正、反面通过气体保护罩通入惰性气体保护，惰性气体为氩气，纯度为99.99％；

8)开启激光，对零件进行激光焊接，激光焊接方式为：采用波长为1080nm，连续焊接，光纤芯径为100um，焊接功率2600W，速度1800mm/min，离焦量+4mm。

示例2，请参照图4和图5，针对方形焊缝1进行焊接，难熔金属为Mo20W，待焊难熔金属结构件3为板件，板厚30mm，板顶面具有2个连续的12mm×12mm的方形焊缝1待焊接。

1)在待焊位置通过机械加工方式加工出方形的应力释放槽2，在应力释放槽2中确定出收弧位置；应力释放槽2的外边缘呈圆形，且内边缘呈与方形孔等距宽的形状，内边缘比待焊的方形焊缝1直径大1.5mm，外径Φ22mm，应力释放槽2的深度0.5mm，宽度2.75～4mm，在方形的四角处为2.75mm，在方形的四边中心处为4mm。

2)采用同系列塑性强的塑性材件4，塑性材件4的材料采用Nb521，代替难熔金属的材料Mo20W，与待焊的难熔金属结构件3进行焊接；

3)清理待焊难熔金属结构件3待焊位置表面的毛刺、油渍及多余物；

4)用机械臂系统编程待焊的闭合焊缝1运行轨迹，将收弧位置引出闭合焊缝1，具体采用六轴机械手作为激光焊接运载机构；

5)截取与待焊材料同系列塑性强的塑性材件4，其中塑性材件4包含尺寸为1.0mm×1.2mm×1.4mm的长方体，或采用尺寸为Φ1.2mm×1.5mm的圆柱形；

6)开启激光焊接中红光设置，用储能焊接将5)中截取的小块塑性材件4固定于收弧位置，储能焊电压8V；

7)焊缝1正、反面通过气体保护罩通入惰性气体保护，惰性气体为氩气，纯度为99.99％；

8)开启激光，对零件进行激光焊接，激光焊接方式为：采用波长为1080nm，连续焊接，光纤芯径为100um，焊接功率2600W，速度1800mm/min，离焦量+4mm。

示例3，请参照图6，针对Ι型对接焊缝1进行焊接。

类似于示例1和示例2，采用的方法与上述方法一致，不同之处仅在于焊缝1的形状，该焊缝1呈Ι型，即焊缝1为直线型焊缝1，而加工的应力释放槽2为两条，且分别位于该Ι型对接焊缝1的两侧，应力释放槽2距离该对接焊缝1的宽度为2mm，焊接方法的步骤以及所采用的塑性材件4与示例1、示例2相同。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“可选示例”或“可选实施方式”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

尽管已经示出和描述了本申请的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种难熔金属闭合焊缝焊接方法，其特征在于，包括：

在焊缝的待焊位置确定焊接的收弧位置；

选用塑性材件并将其固定至焊接的收弧位置；其中，塑性材件为与待焊的难熔金属结构件同系列的材料；

焊接闭合焊缝，收弧引出闭合焊缝至所述收弧位置。

2.根据权利要求1所述的难熔金属闭合焊缝焊接方法，其特征在于，所述塑性材件为塑性满足δ≥15％的材料，其中，δ为断后延伸率。

3.根据权利要求1所述的难熔金属闭合焊缝焊接方法，其特征在于，所述塑性材件为纯难熔金属材料；或所述塑性材件为合金材料，所述塑性材件的合金元素含量≦待焊的难熔金属结构件的合金含量。

4.根据权利要求1所述的难熔金属闭合焊缝焊接方法，其特征在于，在确定收弧位置前：

在焊缝的待焊位置加工出应力释放槽；

在所述应力释放槽中选择一点作为焊接的收弧位置。

5.根据权利要求4所述的难熔金属闭合焊缝焊接方法，其特征在于，所述应力释放槽的深度为0.1mm～1.5mm，所述应力释放槽的宽度为1mm～10mm，所述应力释放槽距焊缝的间距为1mm～5mm。

6.根据权利要求5所述的难熔金属闭合焊缝焊接方法，其特征在于，所述塑性材件的尺寸范围为：长0.1mm～4mm、宽0.1mm～4mm、高0.1mm～5mm。

7.根据权利要求1所述的难熔金属闭合焊缝焊接方法，其特征在于，在收弧位置固定所述塑性材件时，采用储能焊的方式进行焊接固定，所述储能焊电压2.0V～12.0V。

8.根据权利要求3所述的难熔金属闭合焊缝焊接方法，其特征在于，在焊接闭合焊缝时，采用激光焊接，并设定激光焊接的运行轨迹，收弧位置设在所述应力释放槽中。

9.根据权利要求8所述的难熔金属闭合焊缝焊接方法，其特征在于，在焊接闭合焊缝时，将待焊的难熔金属结构件置于惰性气体环境中，对焊缝进行气体保护焊。

10.根据权利要求1-9任一所述的难熔金属闭合焊缝焊接方法，其特征在于，所述塑性材件采用的难熔金属包括：Nb、Mo、Ta、W、Re、Os、Ir、Ru、Hf或Tc。