一種鈦合金與不銹鋼的異種金屬激光焊接方法技術

本發明專利技術公開了一種鈦合金與不銹鋼的異種金屬激光焊接方法，屬于金屬焊接技術領域。具體包括以下步驟：步驟S1：備料，準備鈦合金板、不銹鋼板、青銅板及鎳基高溫合金板；步驟S2：拋光清洗，對鈦合金板、不銹鋼板、青銅板及鎳基高溫合金板拋光清洗；步驟S3：排列擺放，將鈦合金板、不銹鋼板、青銅板及鎳基高溫合金板按順序為鈦合金板

【技術實現步驟摘要】
一種鈦合金與不銹鋼的異種金屬激光焊接方法


[0001]本專利技術涉及金屬焊接
，特別地，涉及一種鈦合金與不銹鋼的異種金屬激光焊接方法。

技術介紹

[0002]鈦合金和不銹鋼均是重要的工程金屬材料，在各個工業領域，特別是航空航天等高新
得到廣泛的應用。隨著科學技術的發展，對產品零部件使用性能的要求愈加苛刻，單一材料(鈦合金板或不銹鋼板)已無法滿足使用性能的要求，然而，在對鈦合金和不銹鋼進行焊接時，鈦合金和不銹鋼的焊接接頭處容易產生脆性T i
?
Fe金屬間化合物(例如，T i Fe、T i Fe2等金屬間化合物)，從而降低了鈦合金和不銹鋼的焊接力學性能。
[0003]為了解決鈦合金和不銹鋼時產生的脆性T i
?
Fe金屬間化合物，研究人員在鈦合金與不銹鋼之間添加Cu箔作為中間金屬過渡層，鈦合金與Cu箔液態無限互溶凝固后會形成脆性更小的鈦合金青銅焊縫區域，從而提高了鈦合金和不銹鋼的焊接力學性能，通過拉伸試樣檢測，鈦合金與不銹鋼之間的抗拉伸強度為286MPa，但是，鈦合金和不銹鋼的焊接接頭的強度仍然比較低，難以滿足實際應用中一些更高強度的使用要求。

技術實現思路

[0004]基于此，有必要提供一種鈦合金和不銹鋼的焊接接頭的強度較高的鈦合金與不銹鋼的異種金屬激光焊接方法。
[0005]本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種鈦合金與不銹鋼的異種金屬激光焊接方法，包括以下步驟：
[0006]步驟S1：備料，準備鈦合金板、不銹鋼板、青銅板以及鎳基高溫合金板；
[0007]步驟S2：拋光清洗，對所述鈦合金板、所述不銹鋼板、所述青銅板以及所述鎳基高溫合金板進行拋光清洗，從而得到干凈的所述鈦合金板、所述不銹鋼板、所述青銅板以及所述鎳基高溫合金板；
[0008]步驟S3：排列擺放，將表面拋光清洗過的所述鈦合金板、所述不銹鋼板、所述青銅板以及所述鎳基高溫合金板按一定的順序排列，所述排列順序為鈦合金板
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青銅板
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鎳基高溫合金板
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不銹鋼板，并保證各個材料之間的間隙小于0.1mm；
[0009]步驟S4：焊接，對排列擺放好的所述鈦合金板、所述不銹鋼板、所述青銅板以及所述鎳基高溫合金板的進行激光焊接，所述焊接順序按照以下三個步驟進行，分別為：
[0010]步驟S41：對所述青銅板與所述鎳基高溫合金板的界面進行激光焊接，以所述青銅板和所述鎳基高溫合金板間隙位置為原點，第一道激光束向所述鎳基高溫合金板側偏移，偏移量為S1，0.1≤S1≤0.4，偏移后進行激光焊接；
[0011]步驟S42：對所述鈦合金板與所述青銅板的界面進行激光焊接，以所述鈦合金板和所述青銅板間隙位置為原點，第二道激光束向所述青銅板側偏移，偏移量為S2，0.1≤S2≤0.4，偏移后進行激光焊接；
具體實施方式
[0033]現在結合附圖對本專利技術作詳細的說明。此圖為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本專利技術的基本結構，因此其僅顯示與本專利技術有關的構成。
[0034]請參閱圖1至圖4，本專利技術提供了一種鈦合金與不銹鋼的異種金屬激光焊接方法，具體包括以下步驟：
[0035]步驟S1：備料，準備鈦合金板1、不銹鋼板2、青銅板3以及鎳基高溫合金板4，在本實施方式中，鈦合金板1由TC4鈦合金材料制成，不銹鋼板2由304不銹鋼材料制成，青銅板3由鎳鋁青銅材料制成，鎳基高溫合金板4由i ncone l 625材料制成。
[0036]步驟S2：拋光清洗，對鈦合金板1、不銹鋼板2、青銅板3以及鎳基高溫合金板4使用砂紙進行拋光處理，然后用酒精對拋光表面進行擦拭，冷風吹干，避免雜質引入鈦合金板1、不銹鋼板2、青銅板3以及鎳基高溫合金板4的表面，從而得到干凈的鈦合金板1、不銹鋼板2、青銅板3以及鎳基高溫合金板4。
[0037]步驟S3：排列擺放，將表面拋光清洗過的鈦合金板1、不銹鋼板2、青銅板3以及鎳基高溫合金板4按一定的順序排列，所述排列順序為鈦合金板1
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青銅板3
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鎳基高溫合金板4
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不銹鋼板2，并保證各個材料之間的間隙小于0.1mm。
[0038]步驟S4：焊接，對排列擺放好的鈦合金板1、不銹鋼板2、青銅板3以及鎳基高溫合金板4的進行激光焊接，焊接順序按照以下三個步驟進行，分別為：
[0039]步驟S41：對青銅板3與鎳基高溫合金板4的界面進行激光焊接，具體地，以青銅板3和鎳基高溫合金板4間隙位置為原點，第一道激光束5
?
1向鎳基高溫合金板4側偏移，偏移量為S1(單位：mm),其中，0.1≤S1≤0.4，偏移后進行激光焊接，在本實施方式中，S1＝0.3mm，從而使得青銅板3與鎳基高溫合金板4形成鎳基高溫合金焊縫區域C。青銅板3與鎳基高溫合金板4能夠無限互溶且不生成金屬間化合物，從而不會使得青銅板3與鎳基高溫合金板4之間造成不良影響。
[0040]其中，步驟S41中的焊接工藝的參數為：功率為2600W，光斑直徑為0.4mm，焊接速度為2100mm/mi n，保護氣為Ar＝12L/mi n，送粉氣為He＝8L/mi n，離焦量＝
?
3mm。
[0041]步驟S42：對鈦合金板1與青銅板3的界面進行激光焊接，具體地，以鈦合金板1和青銅板3間隙位置為原點，第二道激光束5
?
2向青銅板3側偏移，偏移量為S2(單位：mm),其中，0.1≤S2≤0.4，偏移后進行激光焊接，在本實施方式中，S2＝0.2mm，從而使得部分青銅板3與鈦合金板1形成鈦合金焊縫青銅區域A，而青銅板3沒有熔化的部分形成未熔化的青銅區域B。鈦合金焊縫青銅區域A中的T i
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Cu金屬間化合物的脆性小于T i
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Fe金屬間化合物的脆性，且青銅的塑性和延展性都比較好，能夠起到協調變形的作用，從而可以降低鈦合金板1與青銅板3的焊接接頭處變形時產生的焊接應力，進而能夠提高鈦合金板1與青銅板3的焊接接頭處的力學性能。未熔化的青銅區域B位于鈦合金板1與不銹鋼板2之間，從而使得鈦合金板1中的T i元素和不銹鋼板2中的Fe元素相互隔離，進而鈦合金板1中的T i元素和不銹鋼板2中的Fe元素不會相互擴散和反應，進而能夠防止脆性的Ti Fe、T i Fe2金屬間化合物的生成。
[0042]其中，步驟S42中的焊接工藝的參數為：功率為3500W，光斑直徑為0.4mm，焊接速度為2100mm/mi n，保護氣為Ar＝12L/mi n，送粉氣為He＝8L/mi n，離焦量＝
?
3mm。
[0043]步驟S43：對鎳基高溫合金板4與不銹鋼板2的界面進行激光焊接，具體地，以鎳基
高溫合金板4與不銹鋼板2間隙位置為原點，第三道激光束5
?
3向不銹鋼板2側偏移，偏移量為S3(單位：mm),其中，0.1≤S3≤0.4，偏移后進行激光焊接，在本實施方式中，S3＝0.3mm本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種鈦合金與不銹鋼的異種金屬激光焊接方法，其特征在于：包括以下步驟：步驟S1：備料，準備鈦合金板、不銹鋼板、青銅板以及鎳基高溫合金板；步驟S2：拋光清洗，對所述鈦合金板、所述不銹鋼板、所述青銅板以及所述鎳基高溫合金板進行拋光清洗，從而得到干凈的所述鈦合金板、所述不銹鋼板、所述青銅板以及所述鎳基高溫合金板；步驟S3：排列擺放，將表面拋光清洗過的所述鈦合金板、所述不銹鋼板、所述青銅板以及所述鎳基高溫合金板按一定的順序排列，所述排列順序為鈦合金板
?
青銅板
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鎳基高溫合金板
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不銹鋼板，并保證各個材料之間的間隙小于0.1mm；步驟S4：焊接，對排列擺放好的所述鈦合金板、所述不銹鋼板、所述青銅板以及所述鎳基高溫合金板的進行激光焊接，所述焊接順序按照以下三個步驟進行，分別為：步驟S41：對所述青銅板與所述鎳基高溫合金板的界面進行激光焊接，以所述青銅板和所述鎳基高溫合金板間隙位置為原點，第一道激光束向所述鎳基高溫合金板側偏移，偏移量為S1，0.1≤S1≤0.4，偏移后進行激光焊接；步驟S42：對所述鈦合金板與所述青銅板的界面進行激光焊接，以所述鈦合金板和所述青銅板間隙位置為原點，第二道激光束向所述青銅板側偏移，偏移量為S2，0.1≤S2≤0.4，偏移后進行激光焊接；步驟S43：對所述鎳基高溫合金板與所述不銹鋼板的界面進行激光焊接，以所述鎳基高溫合金板與所述不銹鋼板間隙位置為原點，第三道激光束向所述不銹鋼板側偏移，偏移量為S3，0.1≤S3≤0.4，偏移后進行激光焊接。2.如權利要求1所述的鈦合金與不銹鋼的異種金屬激光焊接方法，其特征在于：在步驟S41中，第一道激光束向所述鎳基高溫合金板側的偏移量S1＝0.3mm。3.如權利要求2所述的鈦合金與不銹鋼的異種金屬激光焊接方法，其特征在于：在步驟S...

【專利技術屬性】
技術研發人員：梁棟，卜凡輝，呂慶，潘悅，翟迎迎，萬勝軍，
申請(專利權)人：江蘇斯普瑞科技有限公司，
類型：發明
國別省市：