[发明专利]一种同种或异种合金的连接方法

说明书

一种同种或异种合金之间的连接方法，属于材料连接技术领域。具体步骤如下:①连接前预处理：首先根据具体的环境和连接部位，将被连接件及W材料按照所需的形状切割，经打磨、抛光、除油后，用Ni丝将被连接件连接部位捆绑固定。②实施连接过程：采用脉冲电镀电源，用Pt丝连接阴极被连接件及阳极W，放入Na₂WO₄、WO₃熔化的熔盐中，在800～900℃的环境下实施电镀连接环节，电沉积时间具体根据被连接件的大小及连接部位确定，一般大于30h。③后期处理阶段：从电解液中取出已经连接好的试样，分别采用NaOH水溶液、丙酮和去离子水小心地将附着的熔盐洗掉，水洗后用冷风吹干。本发明工艺流程操作简单，相比电焊连接，连接部位更加的均匀致密，无裂纹，连接区域表面氧含量低。

技术领域

本发明属于电镀领域，涉及连接两种金属的连接方法，特别是一种用于核聚变堆第一壁材料，同种或者异种金属之间的连接技术。

背景技术

铜及其合金因选用的材料品种和结构形式的不同，在加工生产过程中主要使用熔焊、压力焊和钎焊的方法来实现连接。由于铜及其合金热物理性能的特点，常规熔化焊接和钎焊容易出现以下主要问题：(1)焊接结构的焊后变形大。(2)焊缝及熔合区易产生气孔。(3)焊缝或近缝区易产生裂纹。综上所诉：用常规连接方法连接铜及铜合金，焊后晶粒变大，焊接时合金被烧损，晶界中脆性共晶体的存在及各种缺陷的存在导致了焊缝区塑性和韧性显著降低。其焊接接头的机械性能不能得到充分保证，并且焊接成本高。

本发明使用熔盐电沉积技术，涂层使用材料W将铜合金连接在一起，工艺简单，成本低，实用性较强。特别在航空航天及核电领域，对于体形较小的铜合金的连接，有很好的应用前景。且W作为高原子序数的材料，相对于低原子序数的Be、C、B等候选材料，具有高熔点、低溅射腐蚀速率、低氚滞留和高自溅射阀值等优点，被选做PFC(面向等离子体部件)中的热沉材料，为此热沉材料铜合金上用W涂层连接对核聚变材料的发展有着重要参考意义。

在此背景下，进行拓展，此种连接方法并不局限一种材料之间，钢及钼等异种材料之间，只要能在此熔盐体系中电沉积W涂层，都可以实施此方法连接，范围很广。

专利CN 101494322A公开了一种钨铜连接方法，先将铜金属在1150～1200℃真空熔覆在钨波形表面上，再叠放装配成焊件，于真空室中850～900℃压力扩散焊连接。该方法避免了采用以往的钎料或者中间层焊接，但该方必须是用铜作为连接件之间过渡的连接材料，相对有局限性，整个连接的部位局限于面与面的接触区域，也不能实现将连接区域包裹起来的功能，以及上1000℃的高温熔覆工艺，对设备也有很高的要求。

发明内容

本发明所要解决关键问题是，通过用脉冲电镀的方式连接铜、钢、钼等合金材料，弥补用焊接的方式连接铜及合金材料，焊接部位性能差的问题，以及特殊环境下，无法使用焊接连接铜、钼件等方法。

本发明的技术方案为：

一种同种或异种合金件之间的连接方法：

(1)连接件的预连接

将需要进行连接的至少两块同种或异种合金，加工成所需形状后，采用碱液除去基体表面的油脂，打磨并抛光后获得光滑无缺陷的表面，抛光后的所述合金经去离子水清洗，超声波无水乙醇清洗，再用丙酮超声波清洗后烘干；根据所需连接部位将所述合金用Ni丝进行固定，作为阴极材料。

(2)阳极准备

将纯W板进行加工后采用碱液除去基体表面的油脂，依次用240#，500#，800#，1200#，2000#砂纸打磨，然后采用2.5dum金刚石抛光剂机械抛光，获得光滑无缺陷的表面，抛光后的样品经去离子水清洗，超声波无水乙醇清洗，再用丙酮超声波清洗后烘干，作为阳极备用。

(3)电镀熔盐的配制