[發(fā)明專利]一種基于激光焊接和激光增材的異種鈦合金復(fù)合部件的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010903823.0
• 申請(qǐng)日: 2020-09-01
• 公開（公告）號(hào): CN111790984A
• 公開（公告）日: 2020-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李俐群;黃怡晨;鄒純昱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B23K26/12
• 分類號(hào): B23K26/12;B23K26/21;B23K26/342;B23K26/60
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23213
• 代理人: 侯靜

1.一種基于激光焊接和激光增材的異種鈦合金復(fù)合部件的制備方法，其特征在于基于激光焊接和激光增材的異種鈦合金復(fù)合部件的制備方法是按以下步驟進(jìn)行的：

一、采用激光焊接制備TA15圓管和Ti₂AlNb圓管：將TA15平板和Ti₂AlNb平板的四個(gè)側(cè)面去除氧化膜和雜質(zhì)，根據(jù)預(yù)成型圓管部件的尺寸，分別對(duì)TA15平板和Ti₂AlNb平板進(jìn)行真空熱彎處理至變形為圓管形，彎成圓管后采用激光焊接的方法分別焊接兩個(gè)圓管的縱縫使得圓管的側(cè)壁完全封閉，分別得到TA15圓管和Ti₂AlNb圓管；對(duì)TA15圓管和Ti₂AlNb圓管待焊接的端面進(jìn)行處理去除氧化層和雜質(zhì)；

所述的TA15平板和Ti₂AlNb平板的尺寸完全相同；

二、采用激光增材制造制備TA15和Ti₂AlNb梯度過渡圓環(huán)：選擇鈦合金板作為基板，進(jìn)行表面清理去除氧化層和雜質(zhì)；將TA15粉末和Ti₂AlNb粉末分別放入激光增材制造設(shè)備的兩個(gè)粉筒中，采用激光增材制造的方法在基板上得到過渡圓環(huán)；然后采用線切割的方法將基板與過渡圓環(huán)切割分離；

所述的過渡圓環(huán)的直徑與步驟一制備的TA15圓管的直徑相同；所述的過渡圓環(huán)的厚度與步驟一制備的TA15圓管的厚度相同；

在激光增材制造的過程中粉末是由TA15粉末和Ti₂AlNb粉末按照六種不同的質(zhì)量比組成的：按激光熔化沉積的先后順序，粉末依次是完全由TA15粉末組成、按TA15粉末和Ti₂AlNb粉末的質(zhì)量比為4:1組成、按TA15粉末和Ti₂AlNb粉末的質(zhì)量比為3:2組成、按TA15粉末和Ti₂AlNb粉末的質(zhì)量比為2:3組成、按TA15粉末和Ti₂AlNb粉末的質(zhì)量比為1:4組成和完全由Ti₂AlNb粉末組成；上述六種粉末均激光熔化沉積5層～10層，每一層的厚度為0.3mm～1mm；

三、將步驟二制備的過渡圓環(huán)中完全由TA15粉末組成的一端與步驟一制備的TA15圓管的一端進(jìn)行激光焊接，然后將過渡圓環(huán)的另一端與步驟一制備的Ti₂AlNb圓管的一端進(jìn)行激光焊接，得到成形部件；將成形部件放入退火爐中進(jìn)行退火，空氣冷卻至室溫，得到異種鈦合金復(fù)合制造部件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光焊接和激光增材的異種鈦合金復(fù)合部件的制備方法，其特征在于步驟一中所述的TA15平板和Ti₂AlNb平板的厚度均為1mm～2mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光焊接和激光增材的異種鈦合金復(fù)合部件的制備方法，其特征在于步驟一中的激光焊接的工藝參數(shù)為：激光功率為1000W～2000W，焊接速率為3mm/s～10mm/s，保護(hù)氣流量為10L/min～20L/min。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光焊接和激光增材的異種鈦合金復(fù)合部件的制備方法，其特征在于步驟一中兩處去除氧化膜和雜質(zhì)的方法均為：采用#200目金相砂紙研磨，然后用含無水乙醇的無紡布擦拭。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光焊接和激光增材的異種鈦合金復(fù)合部件的制備方法，其特征在于步驟二中所述的鈦合金板為TA15板或Ti₂AlNb板。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光焊接和激光增材的異種鈦合金復(fù)合部件的制備方法，其特征在于步驟二中激光增材制造的工藝參數(shù)為：激光功率為1000W～2000W，成形速率為3mm/s～10mm/s，送粉量為3g/min～4g/min，氬氣的流量為4L/min～6L/min。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于激光焊接和激光增材的異種鈦合金復(fù)合部件的制備方法，其特征在于步驟二中去除氧化膜和雜質(zhì)的方法為：采用#200目金相砂紙研磨，然后用含無水乙醇的無紡布擦拭。