[發明專利]一種純鈦箔的微束等離子弧焊焊接方法

無效

• 申請號: 201010101229.6
• 申請日: 2010-01-26
• 公開（公告）號: CN101722353A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: 何建萍;焦馥杰;向鋒;王付鑫;黃晨
• 申請（專利權）人: 上海工程技術大學
• 主分類號: B23K10/02
• 分類號: B23K10/02;B23K103/14
• 代理公司: 上海伯瑞杰知識產權代理有限公司 31227
• 代理人: 楊杰民

技術領域

本發明涉及焊接技術領域，具體是一種純鈦箔的微束等離子弧焊 焊接方法。

背景技術

由于鈦材具有特殊的抗腐蝕性能及力學性能，在航空航天、化工 和醫藥等行業機械設備中得到了廣泛的應用。鈦材最大特點是比強度 大，高、低溫性能好，在海水和大多數酸、堿、鹽介質中均具有優良的 耐腐蝕性能。在工業生產中，對純鈦箔(厚度在0.1mm以下的超薄純 鈦板)的需求日益增長，因此，純鈦箔的焊接也顯得越來越重要。

純鈦箔和其它金屬材料的焊接相比，有以下的焊接難點：

1、鈦的特殊焊接性。鈦是一種活性金屬，高溫下，鈦易與氧、 氮、氫快速反應，從而造成接頭脆化；保護不好時，可出現應力裂紋 和冷裂紋；如果對接端面被水分、油脂等玷污，便會出現氣孔缺陷。

2、純鈦箔的焊接工藝難點。(1)容易變形。當鈦板的厚度很薄時， 熱對材料的影響就很明顯，因此，熱脹冷縮后，鈦板的變形很明顯。 這就造成前后焊縫狀況的不一致，為焊接增加了難度。(2)容易燒穿。 在焊接過程中，如果局部有散熱不良的情況，在該位置便會有燒穿的 現象出現，嚴重影響焊縫的質量。(3)對接裝配困難。對于0.05mm的 鈦箔，如果要嚴格對接裝配，除了對工裝系統的裝配精度有很高的要 求，而且還需要人工的仔細調整。(4)純鈦箔的材料成分決定了它是 一種柔軟的材料，而柔軟材料的可操作性差，其操作包括下料、裝配、 壓緊和固定等，正是由于這些過程的可操作性差，因此對它們的精度 提出了相當高的要求，否則會造成人為的焊接缺陷。

對于純鈦及鈦合金材料的焊接，現有研究技術大多集中在采用激 光焊接解決其焊接性能差的問題，也有部分采用電子束焊、TIG焊和 等離子弧焊焊接。但電子束焊接鈦薄板成本太高，而激光束和TIG焊 接鈦薄板的保護效果較差。

經對現有技術的文獻檢索發現，《稀有金屬快報》2008年第27 期第3卷發表了張小明摘譯自日本學術期刊的一篇題為“純鈦板對 接焊的可焊性”的文章。文中提出了用等離子弧焊焊接厚度0.6mm的 工業純鈦(TP340C，JISH4600?2種)的方法，焊縫與軋制方向呈直角 進行對接焊。由檢索結果可知，厚度在0.6mm及以下的純鈦薄板的微 束等離子弧焊接還未見報道。

發明內容

本發明目的在于填補目前微束等離子弧焊在純鈦箔(厚度在 0.1mm以下的超薄純鈦板)焊接中的空白，提出了用微束等離子弧焊 焊接0.05mm純鈦箔的方法。本發明的技術方案如下：

本發明提出的一種純鈦箔的微束等離子弧焊焊接方法，其具體步 驟如下：

(1)將待焊接的純鈦箔裁切成所需的大小；

(2)去除純鈦箔待焊邊周圍的油污；

(3)將待焊接的純鈦箔裝配在工裝系統的夾具上，且兩純鈦箔 待焊接焊邊需搭上0.1～0.2mm的距離，要確保焊縫在夾具墊板的凹 槽上；

(4)將微束等離子弧焊機的焊槍調節到焊縫起點正上方位置；

(5)焊接時，由工裝系統上的電機帶動焊槍在焊縫正上方，沿 著焊縫向前移動，進行焊接。其中，微束等離子弧焊接的工藝參數如 下：焊接速度為15.8mm/s～19.4mm/s，焊炬高度為2.3mm～2.8mm， 占空比為40％～60％，離子氣流量為0.36L/min～0.44L/min，保護 氣流量為2.3L/min～2.9L/min，脈沖電流頻率范圍為50～1500HZ， 脈沖基值電流的范圍為0.5～0.8A，脈沖峰值電流的范圍為0.8～ 1.1A。在選擇峰值和基值的搭配時，要保證其平均電流大小為0.8A。

以上的微束等離子弧焊工藝，不需要向焊縫中添加填充金屬。

本發明實現了0.05mm的純鈦箔的微束等離子弧對接焊，解決純 鈦箔的焊接的變形和燒穿問題，節省純鈦箔的焊接的成本，有利于工 業推廣。填補了微束等離子弧焊在純鈦箔焊接領域的空白。

附圖說明

圖1為本發明一個實施例的示意圖之一；

圖2為本發明一個實施例的示意圖之二；

圖3為本發明一個實施例的示意圖之三。

圖中標號說明

1.噴嘴；2.鎢棒；3.壓板一；4.純鈦箔一；5.墊板；6.凹槽；7. 純鈦箔二；8.壓板二；9.焊縫；