[發(fā)明專利]采用復(fù)合中間層的鈦合金-不銹鋼異種金屬激光焊接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710559221.6
• 申請(qǐng)日: 2017-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN107127454B
• 公開（公告）日: 2018-10-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 谷曉燕;劉東鋒;張巖;孫大千;谷曉鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吉林大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/323
• 分類號(hào): B23K26/323
• 代理公司: 吉林長春新紀(jì)元專利代理有限責(zé)任公司 22100
• 代理人: 王怡敏

1.一種采用復(fù)合中間層的鈦合金-不銹鋼異種金屬激光焊接方法，其特征在于：按以下工藝步驟進(jìn)行：

a）、接頭形式：接頭形式為I形坡口對(duì)接，復(fù)合中間層厚度為1.2～1.6mm，其中Ta層厚度為0.2～0.4mm，V層厚度為0.8～1.2mm，F(xiàn)e層厚度為0.2～0.4mm，組焊裝夾時(shí)保證鈦合金-中間層-不銹鋼接觸面存在10～50N預(yù)緊力；

b）、焊接工藝：采用Nd:YAG脈沖激光焊設(shè)備進(jìn)行焊接，通過優(yōu)化焊參數(shù)，防止未熔合、咬邊焊接缺陷，改善焊縫表面成形，提高焊接質(zhì)量；

c）、第一道焊接時(shí)，激光光斑照射在Ta中間層中心線，使Ta中間層完全熔化，鈦合金和V部分熔化，形成鈦合金-釩焊縫；第二道焊接時(shí)，激光光斑照射在Fe中間層中心線，使Fe中間層完全熔化，釩和不銹鋼部分熔化，形成釩-不銹鋼焊縫；

d）、接頭中，在鈦合金-釩焊縫與釩-不銹鋼焊縫之間存在0.1～0.5mm的未熔化的釩中間層，阻止Ti、Fe元素的混合及相互擴(kuò)散，從而避免形成脆性Ti-Fe金屬間化合物；

e）、在鈦合金-釩焊縫中添加Ta元素，改變鈦合金-釩焊縫的化學(xué)成分，改善其微觀組織，獲得Ti-V固溶體+Ta-Ti固溶體，抑制了ω脆性相在釩-不銹鋼焊縫中形成，降低了接頭的脆性；

f）、在釩-不銹鋼焊縫中添加Fe元素，使得釩-不銹鋼焊縫中Fe的濃度升高，V及其它合金元素濃度降低，改善焊縫微觀組織，獲得γ-Fe+Fe-V固溶體，抑制了ω脆性相在釩-不銹鋼焊縫中形成，降低了接頭的脆性；

所述的其它合金元素為Ni和Gr。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用復(fù)合中間層的鈦合金-不銹鋼異種金屬激光焊接方法，其特征在于：所述的采用Nd:YAG脈沖激光焊設(shè)備進(jìn)行焊接，激光功率350～400 W，激光控制電流60～100A，脈沖寬度10～20ms，脈沖頻率5～8 Hz，離焦量2mm，焊接速度200～250mm/min。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用復(fù)合中間層的鈦合金-不銹鋼異種金屬激光焊接方法，其特征在于：焊接接頭包含鈦合金-釩焊縫與釩-不銹鋼焊縫及未熔化的釩中間層；未熔化的釩中間層作用是阻止Ti、Fe元素的混合及相互擴(kuò)散，從而避免形成脆性Ti-Fe金屬間化合物。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的采用復(fù)合中間層的鈦合金-不銹鋼異種金屬激光焊接方法，其特征在于：通過改變焊縫的化學(xué)成分，抑制鈦合金-釩焊縫中ω脆性相，獲得Ti-V固溶體+Ta-Ti固溶體，抑制釩-不銹鋼焊縫中σ脆性相，獲得γ-Fe+Fe-V固溶體，從而降低接頭的脆性。