[发明专利]用于焊接钛-纯铝-铝合金复合板过渡层的焊接材料及焊接方法

说明书

本发明提供一种用于焊接钛‑纯铝‑铝合金复合板过渡层的焊接材料。所述用于焊接钛‑纯铝‑铝合金复合板过渡层的焊接材按重量百分比由以下组分组成：Al＝43‑46％，V 7‑10％，C≤0.04％，N≤0.007％，O≤0.035％，H≤0.001％，余量为Ti，上述组分重量百分比之和为100％。本发明还提供一种用于焊接钛‑纯铝‑铝合金复合板过渡层的焊接材料的焊接方法。与相关技术相比，本发明提供的用于焊接钛‑纯铝‑铝合金复合板过渡层的焊接材料及焊接方法实现了钛‑纯铝‑铝合金复合板的熔焊对接，且所得焊接接头具有优良的强韧性。

技术领域

本发明属于金属材料焊接技术领域，涉及一种用于焊接钛-纯铝-铝合金复合板钛-纯铝过渡层的焊接材料，本发明还涉及用该焊接材料焊接钛-纯铝-铝合金复合板钛-纯铝过渡层的方法。

背景技术

钛-纯铝-铝合金爆炸轧制复合板是一种新型三层金属结构复合材料，其集钛、铝、铝合金优点于一身，既具有钛优良的耐腐蚀性，又具有铝的密度低、导电和导热性能好、易于加工成型、价格低廉等优点。将该复合板应用于航空航天等飞行器设备的蒙皮，不但解决了以往钢材飞行器蒙皮易被腐蚀的问题，还解决了用飞行器设备一直追求的轻质、高耐腐蚀、高耐磨、高强度、高刚度等难题。然而，由于Ti与Al元素物理、化学特性不同，若直接熔焊连接极易在不同焊缝层过渡界面生成高脆性金属间化合物，致使复合板焊接接头强韧性较低，严重阻碍了其在飞行器设备的蒙皮上的应用。目前，尚未见其熔焊连接过渡层焊接材料及其焊接工艺方面的报道。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于焊接钛-纯铝-铝合金复合板钛-纯铝过渡层的焊接材料，解决了目前没有直接用于焊接钛-纯铝-铝合金复合板钛-纯铝过渡层的材料的问题。

本发明的另一目的是利用上述焊接材料焊接钛-纯铝-铝合金复合板钛-纯铝过渡层的方法。

本发明所采用的技术方案是，用于焊接钛-纯铝-铝合金复合板钛-纯铝过渡层的焊接材料，焊接材料按重量百分比由以下组分组成：Al＝43-46％，V 7-10％，C≤0.04％，N≤0.007％，O≤0.035％，H≤0.001％，余量为Ti，上述组分重量百分比之和为100％。

本发明的特点还在于，

焊接材料为直径为1.0mm的丝材。

本发明所采用的另一个技术方案是，利于焊接钛-纯铝-铝合金复合板过渡层的焊接材料的焊接方法，包括：

1)对钛-纯铝-铝合金复合板开坡口及进行坡口清理；

2)用钛焊丝焊接钛层；

3)再用钛-纯铝过渡层焊接材料在钛层焊缝上进行填充焊；

4)用纯铝层焊接材料在钛-纯铝过渡层焊缝上进行填充焊；

5)用铝合金焊接材料在纯铝层焊缝上进行铝合金层的填充焊。

本发明的特点还在于，

所述钛-纯铝-铝合金复合板的坡口形式为工字形，铝合金层在上，纯铝层在中间，钛层在下，工字形坡口两端宽度为5mm。

优选的，步骤1)中的坡口清理包括依次进行钛层清理、纯铝层和铝合金层清理；所述钛层清理的工序为：

步骤1.1，用安装砂纸型砂轮片的角磨机打磨钛层表面、侧面及坡口区域，直至所打磨区域呈现银白色金属光泽，

步骤1.2，用HNO₃-HF-HCl溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min，

步骤1.3，用HNO₃-H₂SO₄溶液擦洗钛层表面、侧面及坡口10min；

所述纯铝层和铝合金层清理的工序为：