本發明公開了一種鎳鈦形狀記憶合金與不銹鋼異質接頭連接方法，屬于金屬材料界面焊接工藝領域。該鎳鈦形狀記憶合金與不銹鋼異質接頭連接方法是在鎳鈦形狀記憶合金與不銹鋼間加入V金屬層與Nb金屬層兩層中間層焊料，其中不銹鋼與V金屬層結合界面為界面1，V金屬層與Nb金屬層結合界面為界面2，Nb金屬層與鎳鈦形狀記憶合金結合界面為界面3，第一次焊接時，焊接熱源焦點位于不銹鋼上，第二次焊接時，焊接熱源焦點位于V金屬層上，其產生的熱量經過Nb金屬層傳導到界面3時，高于Nb金屬層與鎳鈦形狀記憶合金的共晶反應溫度，且靠近界面3附近有未熔化Nb金屬層。該焊接方法避免焊縫中形成金屬間化合物，得到的接頭具有良好的力學性能。

技術領域

本發明屬于金屬材料界面焊接工藝領域，具體而言，涉及一種鎳鈦形狀記憶合金與不銹鋼異質接頭焊接方法。

背景技術

鎳鈦形狀記憶合金具有特殊的形狀記憶效應和超彈性，比強度高，抗磨損、抗疲勞、耐腐蝕和良好的生物相容性等特點，廣泛應用于航空航天、儀器儀表和醫療器材等領域，但其成本較高，應用仍有較大的局限性。常將鎳鈦形狀記憶合金與其它材料復合使用，例如將鎳鈦合金與醫用不銹鋼復合，作為導絲應用，不但利用了鎳鈦合金的特性，展現出導絲的柔順性和超彈性，同時又利用了不銹鋼的高強度來達到將導絲推送入血管，并實現體外控制和扭轉操作，而不銹鋼與鎳鈦合金連接存在以下難點：1、鎳的熔點為1453度、鈦熔點為1668度、鐵熔點為1535度，這種熱熔溫度差別表現在當兩者進行焊接時，由于熔點不同，熱熔及熱固化的溫度差導致互熔困難；2、焊接時焊接界面容易形成易脆的Ti-Fe金屬間化合物及裂紋；3、焊接過程中極易導致氧化，同時由于互溶，導致互熔部分改變了鎳鈦形狀記憶合金成分和組織，異質結構的形狀記憶效應和超彈性受到嚴重影響。

上述問題已成為制約形狀記憶合金和不銹鋼異種金屬結構在醫療、航空航天等領域廣泛使用的主要技術瓶頸，因此，研發鎳鈦形狀記憶合金和不銹鋼異種金屬高質量連接技術具有重要的實際工程應用價值和廣闊的應用前景，對此科技工作者做了許多工作，例如專利CN105562867A公開了以鎳或銀焊料為中間層，采用極小熔焊焊點結合轉動熔焊焊接部位的多點焊接方法實現鎳鈦合金與不銹鋼的焊接。但是該方法只適用于細小導絲，當焊接面較大時接頭性能則會顯著降低。專利CN104942462A公開的則在焊接鈦與管線鋼時采用Cu-V-Nb焊絲，該焊絲包括紫銅藥皮與鈮粉與釩粉混合得到的焊芯，由于銅與鈦互溶性很小，物理和化學性能存在較大差異，在焊接熱作用下極易形成Ti_xCu_y型脆性金屬間化合物，還易形成低熔點共晶物，焊接性較差。專利CN102152017A公開了采用純銅作為TiNi形狀記憶合金與奧氏體不銹鋼異種材料的中間層焊料，雖然接頭抗拉強度高達490MPa以上，但是其延伸率最高僅達到5.2％。

發明內容

基于現有技術存在的缺陷，本發明的目的在于提供一種新的鎳鈦形狀記憶合金與不銹鋼異質接頭連接方法，該方法實現了鎳鈦形狀記憶合金與不銹鋼的有效焊接，避免了鎳鈦形狀記憶合金與不銹焊接時出現的問題，焊接得到的異質接頭兼具有一定的抗拉強度和良好的延伸率。

為了實現本發明的上述目的，通過大量試驗研究并不懈努力，最終獲得了如下技術方案：

一種鎳鈦形狀記憶合金與不銹鋼異質接頭連接方法，在鎳鈦形狀記憶合金與不銹鋼間加入兩層中間層焊料，并通過兩次焊接完成，所述的兩層中間層焊料為V金屬層與Nb金屬層，其中不銹鋼與V金屬層結合界面為界面1，V金屬層與Nb金屬層結合界面為界面2，Nb金屬層與鎳鈦形狀記憶合金結合界面為界面3，第一次焊接時，焊接熱源焦點位于不銹鋼上，第二次焊接時，焊接熱源焦點位于V金屬層上，其產生的熱量經過Nb金屬層傳導到界面3時，高于Nb金屬層與鎳鈦形狀記憶合金的共晶反應溫度，且靠近界面3附近有未熔化Nb金屬層。

如上所述鎳鈦形狀記憶合金與不銹鋼異質接頭連接方法，包括如下步驟：