[發明專利]一種鈦合金與鋁合金的鍍層激光預處理脈沖焊接方法

有效

• 申請號: 201310040615.2
• 申請日: 2013-02-03
• 公開（公告）號: CN103111727A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 張關池
• 申請（專利權）人: 張關池
• 主分類號: B23K9/167
• 分類號: B23K9/167;B23K9/235;B23K9/23;B23K9/095;B23K35/28
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1.一種鈦合金與鋁合金的鍍層激光預處理脈沖焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）選擇厚度為2-3mm的等厚度的鈦板和鋁板，將鈦板和鋁板的對接處開出等尺寸的30°～40°的坡口；

2）先將被焊接表面用400目、500目、600目、800目、1000目金相砂紙逐級磨光，然后，對于上述磨光的表面再進行化學清理，去除金屬表面吸附層及氧化膜，鋁板在配置HNO₃:HCl比例為1:3的混合酸洗溶液中清洗30秒，鈦板在5%的HF溶液中清洗10秒，清洗溫度均為室溫，水洗后再用丙酮清洗，然后烘干；

3）準備如下配比的溶液：93%-94%工業純鋁、4%?Fe以及2%-3%?Si，然后對鈦板待焊接部分進行液浸處理，停留時間為22-28分鐘，加熱溫度為690-720℃，形成的滲鍍鋁層厚度控制在80-130μm；

4）對鈦板經過滲鋁的側邊表面采用激光預處理，采用輸出波長為1064nm的摻釹釔鋁石榴石激光器，聚焦鏡焦距為170-180mm，激光焦點距離鈦板待焊接的側邊表面的絕對值為2.8-3.5?mm，輸出連續波激光，預處理激光功率2~3?kW，掃描速率為1.5~2.5?m/min，預處理的鈦板在平移的同時還在與平移垂直的方向上作往復移動，移動速率為1.2~2m/min；

5）采用直徑為1.0-1.2mm的鋁硅合金焊絲作為填充金屬，焊前用砂紙將焊絲表面打磨至露出金屬光澤；所用的鋁硅合金焊絲的化學成分（質量分數）為：Si??4.9-5.8?%，Fe??0.8-0.9?%，Cu??0.3-0.4?%,?Mn??0.05-0.1?%，Mg??0.06-0.09?%，Zn??0.12-0.19?%，Ti??0.22-0.28?%，余量為Al；

6）再在焊絲表面涂上活性劑，該活性劑的質量百分比組分為：SiO₂：29-31%；TiO₂：25-27%；Cr₂O₃：4.2-5%；CaF₂：9.2-10%；MnCl₂：22.5-24.3%，其余為BaCl₂；

7）將鈦板與鋁板水平對接放置，不留間隙；

8）先對焊件正、背面同時通氬氣保護8-10min，保護氣體為純度大于99.98%的氬氣；

9）采用高頻脈沖引弧，引弧前先打開氬氣，保持流通20s～30s，并利用氬氣流帶走附著在導氣管內壁上的水分，在鈦與鋁接頭處引燃電?。还に噮禐椋夯惦娏?0A～60A、脈沖電流38A～80A、脈沖持續時間5s～10s、脈沖頻率35Hz～65Hz，焊接電壓8V～16V，接頭正反兩面填充氬氣進行保護，氬氣流量8L/min～16L/min，焊槍噴嘴離工件的距離8mm～12mm，焊槍鎢極與焊件之間的夾角是70°～85°,?填充焊絲與焊件之間的夾角為15°～25°，焊絲沿著熔池前端平穩、均勻的送入熔池；收弧時，收弧處增加焊絲填充量直至弧坑填滿，然后控制焊接電流逐漸延時衰減，斷弧后氬氣繼續流通10s～20s，以防止鎢極氧化；

10）焊接結束后，繼續通氬氣保護2-4min。

2.根據權利要求1所述的鈦合金與鋁合金的鍍層激光預處理脈沖焊接方法，焊接結束后對焊槍冷卻，冷卻方式為水冷。