[发明专利]一种纯钛箔的微束等离子弧焊焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体是一种纯钛箔的微束等离子弧焊 焊接方法。

背景技术

由于钛材具有特殊的抗腐蚀性能及力学性能，在航空航天、化工 和医药等行业机械设备中得到了广泛的应用。钛材最大特点是比强度 大，高、低温性能好，在海水和大多数酸、碱、盐介质中均具有优良的 耐腐蚀性能。在工业生产中，对纯钛箔(厚度在0.1mm以下的超薄纯 钛板)的需求日益增长，因此，纯钛箔的焊接也显得越来越重要。

纯钛箔和其它金属材料的焊接相比，有以下的焊接难点：

1、钛的特殊焊接性。钛是一种活性金属，高温下，钛易与氧、 氮、氢快速反应，从而造成接头脆化；保护不好时，可出现应力裂纹 和冷裂纹；如果对接端面被水分、油脂等玷污，便会出现气孔缺陷。

2、纯钛箔的焊接工艺难点。(1)容易变形。当钛板的厚度很薄时， 热对材料的影响就很明显，因此，热胀冷缩后，钛板的变形很明显。 这就造成前后焊缝状况的不一致，为焊接增加了难度。(2)容易烧穿。 在焊接过程中，如果局部有散热不良的情况，在该位置便会有烧穿的 现象出现，严重影响焊缝的质量。(3)对接装配困难。对于0.05mm的 钛箔，如果要严格对接装配，除了对工装系统的装配精度有很高的要 求，而且还需要人工的仔细调整。(4)纯钛箔的材料成分决定了它是 一种柔软的材料，而柔软材料的可操作性差，其操作包括下料、装配、 压紧和固定等，正是由于这些过程的可操作性差，因此对它们的精度 提出了相当高的要求，否则会造成人为的焊接缺陷。

对于纯钛及钛合金材料的焊接，现有研究技术大多集中在采用激 光焊接解决其焊接性能差的问题，也有部分采用电子束焊、TIG焊和 等离子弧焊焊接。但电子束焊接钛薄板成本太高，而激光束和TIG焊 接钛薄板的保护效果较差。

经对现有技术的文献检索发现，《稀有金属快报》2008年第27 期第3卷发表了张小明摘译自日本学术期刊的一篇题为“纯钛板对 接焊的可焊性”的文章。文中提出了用等离子弧焊焊接厚度0.6mm的 工业纯钛(TP340C，JISH4600 2种)的方法，焊缝与轧制方向呈直角 进行对接焊。由检索结果可知，厚度在0.6mm及以下的纯钛薄板的微 束等离子弧焊接还未见报道。

发明内容

本发明目的在于填补目前微束等离子弧焊在纯钛箔(厚度在 0.1mm以下的超薄纯钛板)焊接中的空白，提出了用微束等离子弧焊 焊接0.05mm纯钛箔的方法。本发明的技术方案如下：

本发明提出的一种纯钛箔的微束等离子弧焊焊接方法，其具体步 骤如下：

(1)将待焊接的纯钛箔裁切成所需的大小；

(2)去除纯钛箔待焊边周围的油污；

(3)将待焊接的纯钛箔装配在工装系统的夹具上，且两纯钛箔 待焊接焊边需搭上0.1～0.2mm的距离，要确保焊缝在夹具垫板的凹 槽上；

(4)将微束等离子弧焊机的焊枪调节到焊缝起点正上方位置；

(5)焊接时，由工装系统上的电机带动焊枪在焊缝正上方，沿 着焊缝向前移动，进行焊接。其中，微束等离子弧焊接的工艺参数如 下：焊接速度为15.8mm/s～19.4mm/s，焊炬高度为2.3mm～2.8mm， 占空比为40％～60％，离子气流量为0.36L/min～0.44L/min，保护 气流量为2.3L/min～2.9L/min，脉冲电流频率范围为50～1500HZ， 脉冲基值电流的范围为0.5～0.8A，脉冲峰值电流的范围为0.8～ 1.1A。在选择峰值和基值的搭配时，要保证其平均电流大小为0.8A。

以上的微束等离子弧焊工艺，不需要向焊缝中添加填充金属。

本发明实现了0.05mm的纯钛箔的微束等离子弧对接焊，解决纯 钛箔的焊接的变形和烧穿问题，节省纯钛箔的焊接的成本，有利于工 业推广。填补了微束等离子弧焊在纯钛箔焊接领域的空白。

附图说明

图1为本发明一个实施例的示意图之一；

图2为本发明一个实施例的示意图之二；

图3为本发明一个实施例的示意图之三。

图中标号说明

1.喷嘴；2.钨棒；3.压板一；4.纯钛箔一；5.垫板；6.凹槽；7. 纯钛箔二；8.压板二；9.焊缝；