本發明專利技術涉及用于對高溫合金制成的組件進行熔焊的復合焊絲。該復合焊絲包括內焊芯以及施用并結合于該內焊芯的表層。該表層包含選自B和Si的合金元素，B和Si在復合焊絲中的總的整體含量為0.1-10wt.％。優選地，B的總的整體含量小于4wt.％，且表層包含5-95wt.％的選自B和Si的合金元素。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】【專利摘要】本專利技術涉及用于對高溫合金制成的組件進行熔焊的復合焊絲。該復合焊絲包括內焊芯以及施用并結合于該內焊芯的表層。該表層包含選自B和Si的合金元素，B和Si在復合焊絲中的總的整體含量為0.1-10wt.％。優選地，B的總的整體含量小于4wt.％，且表層包含5-95wt.％的選自B和Si的合金元素。【專利說明】
本專利技術涉及熔焊的填充材料，其可用于采用鎢極氬弧焊（GTAW)、激光焊（LBW)、等 離子焊（PAW)和微束等離子焊（MW)的手動和自動焊接對由鎳、鈷和鐵基高溫合金制成的 渦輪發動機組件進行的修復。
技術介紹
已經開發了數代用于渦輪發動機的鎳基和鈷基高溫合金。然而，盡管沉淀強化高 溫合金制成的發動機組件擁有優異的機械和抗氧化性能，但其依然易于熱疲勞裂紋、氧化、 硫化和腐蝕。 為了修復嚴重損壞的發動機組件，Liburdi Engineering Ltd.開發了 Liburdi Powder Metallurgy方法（LPMtm)，該方法獲得專利權并于1992年首次記載在美國專利 5, 156, 321 中。 所述LPMtm方法基于向修復區域施用Mar M-247、Inconel 738或其它高溫合金制 成的修補劑與有機粘合劑，隨后在超過1000 °c的溫度下燒結該粉末來產生多孔復合物，所 述多孔復合物冶金結合在基底上，隨后用在修復區域形成具有優異的機械和氧化性能的沉 積物的低熔鎳或鈷基合金對修復區域進行LPM tm液相燒結。 General Electric公司開發并提出了類似的名為活化擴散愈合（ADH)的方 法，該方法描述在下述文獻中'Improving Repair Quality of Turbine Nozzles Using SA650Braze Alloy，'，Wayne A. Demo, Stephen Ferrigno, David Budinger 和 Eric Huron, Superalloys 2000,由 T. M. Pollock, R. D. Kissinger, R. R. Bowman, K. A. Green, M. McLean, S. Olson 和 J. J. Schim 編輯，TM. 5, The Minerals, Metals&Materials Society, 2000, pp. 713-720。 在ADH修復中，向修復區域施用漿料。所述漿料由高熔點高溫合金粉末和ADH合 金制成，所述高溫合金粉末通常具有與待修復的合金相同的組成，所述ADH合金通過添加 硼（B)或硅（Si)粉末而具有較低的熔點。將所述漿料混合在一起并懸浮在標準有機釬焊 粘合劑中。 主要通過使用硼而使ADH合金具有低熔點。硼水平在下列之間獲得平衡：釬焊流 動所需的最低值、可接受的裂縫填補、以及在一側上的合理低的釬焊過程溫度（避免對另 一側上的機械性能產生過多的有害影響）。 在ADH和LPM方法中，修復區域均包含大量的低熔點物質，這使得用傳統填充材料 通過熔焊極難進行任何缺損的下列修復或返工。因此，過量的硼擴散導致即使為了修復微 小的間斷，也必須重復LPM tm和ADH周期，從而提高修復成本并對母材的性能造成影響。 Joe Liburdi等人報告了采用Inconel 625填充焊絲進行GTAW焊接 以修復LPMtm材料的若干進展，記載于"Novel Approaches to the Repair of Vane Segments，'，International Gas Turbine and Aeroengine Congress and Exposition, Cincinnati, Ohio-May 24-27，1993，發表于 American Society of Mechanical Engineers, 93-GT230。然而，由于產生不一致性的大多數原因是Inconel 625 合金的高熔化溫度超過了 LPM方法中使用的釬焊材料的熔化溫度，從而該方法的實際使用 受到限制。 此外，對Inconel 738、Inconel 713、Rene 77以及鋁和鈦總含量超過8%的其它 高溫合金的直接GTAW焊接導致熱影響區（HAZ)開裂。 先前嘗試采用標準填充焊絲在Inconel 738上產生無裂紋焊縫而并未獲得成 功，其依照：Baner jee K·，Richards N.L.和 Chaturvedi M.C.的 "Effect of Filler Alloys on Heat Affected Zone Cracking in Pre-weld Heat Treated IN-738LC Gas-Tungsten-Arc Weld，',Metallurgical and Materials Transactions,第 36A 卷，2005 年7月，pp. 1881-1890。研究了依據宇航材料規范（AMS) 5966加工并且在其它合金元素中 Si含量為0. 4%的鎳基Hastelloy C-263焊絲、以及在HAZ裂紋上具有不同的熔化溫度和 化學組成的不含硅和硼的鎳基AMS 5832 (又稱為Inconel 718)、AMS5800 (Rene 41)、AMS 5675 (FM-92)焊絲的影響。表明使用上述填充材料產生的所有樣品均顯示出大面積的裂紋， 從而結論是焊接金屬凝固溫度范圍與Inconel 738合金對HAZ裂紋的易感性并不相關。 為證明以上結論，當前現狀范圍內的【專利技術者】針對Inconel 738與另一組焊接材 料的可焊性做出評估，所述另一組焊接材料包括：含有包括整體含量（bulk content)為 lwt. % 的 Si 在內的多種合金元素的標準 AMS 5786 (Hastelloy W)和 AMS 5798 (Hastelloy X)鎳基焊絲，具有硅的整體含量為2. 75wt. %的Haynes HR-160鎳基焊絲，以及具有硅的整 體含量為〇. 〇5wt. %至2wt. %的與US 2, 515, 185所述合金相類似的其它焊絲。 所有使用標準焊絲產生的焊縫無論具有何種化學成分，其均在沿著基材和焊珠之 間的融合線的HAZ中出現了大量的晶間微裂紋。Inconel 738中的HAZ裂紋與以下相關： 低溫共晶、碳化物及在焊接期間沿著晶界的其它沉淀物的初熔，隨后在焊珠凝固和冷卻期 間由于在HAZ中的拉伸殘余應力的水平持續升高而導致的裂紋擴展。 正如 Alexandrov B. T.，Hope A. T.，Soward J. W.，Lippold J. C.和 McCracken S. S, Weldability Studies of High-Cr, Ni-base Filler Metals for Power Generation Applications, Welding in the world, Vol. 55, n0 3/4, pp. 65-76, 2011 (Doc. IIff-2111, ex Doc. IX-2313-09)所示，缺少低溫本文檔來自技高網...
【技術保護點】
用于熔焊由高溫合金制造的組件的復合焊絲，所述復合焊絲包含：a)內焊芯；b)施用并結合于所述內焊芯的表層；c)所述表層包括選自B和Si的合金元素且B和Si在所述復合焊絲中的總的整體含量為0.1?10wt.％。
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】
【專利技術屬性】
技術研發人員：亞歷山大·B·恭查洛夫，約瑟夫·利寶地，保羅·羅登，斯科特·哈斯蒂，
申請(專利權)人：利寶地工程有限公司，
類型：發明
國別省市：加拿大;CA
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