[发明专利]一种钛合金厚板焊接方法

说明书

本发明提供了一种钛合金厚板焊接方法，用于厚板之间的焊接，在焊接过程中，向焊枪中通入脉冲焊接电流，在所述焊枪产生的电弧上施加用于控制所述电弧发生偏转的磁场，通过调节所述脉冲焊接电流的频率和所述磁场的方向，对所述厚板上的坡口的侧壁和底壁进行加热。本申请中的焊接方法，有效解决了金属厚板窄间隙焊接过程中侧壁不易熔合的问题，避免焊缝出现晶粒粗大的问题，整体上降低了焊接过程的热输入，极大地提高了熔敷效率。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种应用于钛合金厚板窄间隙焊接方法。

背景技术

由于钛合金具有良好的耐腐蚀性以及较高的强度比，因此被广泛应用在海洋和航空航天领域，被称为“海洋金属”和“航天金属”。但钛合金在焊接过程中极易被氧化，并且随着温度的升高，其对氧、氢、氮元素的吸收能力不断增强，易在其表面形成不致密的氧化膜，从而导致材料整体的导热性变差，引起高温停留时间长，使其在焊接过程中容易出现焊缝组织粗大的问题。另外，厚板在焊接过程中容易出现侧壁不易熔合等问题，从而使钛合金厚板在焊接过程中容易出现各种复杂状况，无法保证焊接质量和焊接效率。尤其是钛合金属于比较贵重的金属，如果采用不合理的焊接工艺，将导致极大地生产浪费。

窄间隙焊接技术非常适合用于对大厚板进行焊接，其具有很小的焊接热输入，且窄间隙焊接过程中大厚板的焊接位置采用较窄的坡口形式，能够减小焊接材料的使用，节约了资源。

目前，窄间隙焊接方法主要包括TIG焊、MIG焊、激光焊、电子束焊接等。窄间隙TIG焊是一种焊接质量非常高的厚板焊接方法，因而被广泛应用在有色金属厚板的焊接过程中。现有的窄间隙TIG焊接工艺，由于电弧的热输入不集中和相对于其他焊接方法热输入相对较小，因此，焊接效率很低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的之一在于提供一种调节精度高、焊接完成后焊缝的晶粒组织细小的焊接方法，以获得缺陷少、质量高的成型焊缝。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种钛合金厚板焊接方法，用于厚板之间的焊接，在焊接过程中，向焊枪中通入脉冲焊接电流，在所述焊枪产生的电弧上施加用于控制所述电弧发生偏转的磁场，通过调节所述脉冲焊接电流的频率和所述磁场的方向，对所述厚板上的坡口的侧壁和底壁进行加热。

优选地，当所述磁场使所述电弧偏转至所述焊枪的焊丝上时，所述脉冲焊接电流处于峰值电流，所述电弧对侧壁进行加热和/或将所述焊丝熔化；和/或，

当所述磁场使所述电弧偏转至所述坡口的底部时，所述脉冲焊接电流处于基值电流，所述电弧对所述坡口的底部进行加热。

优选地，在焊接过程中，焊缝包括打底焊接过程、填充焊接过程和盖面焊接过程，

在打底焊接过程中，所述脉冲焊接电流的峰值电流为260至300A，基值电流为100至120A；和/或，

在填充焊接过程中，所述脉冲焊接电流的峰值电流为350至380A，基值电流为180至200A；和/或，

在盖面焊接过程中，所述脉冲焊接电流的峰值电流为330至360A,基值电流为150至170A。

优选地，所述焊枪上在横向上并排设置有两条焊丝，两条所述焊丝的送丝速度分别能够进行调节，所述送丝速度包括峰值送丝速度和基值送丝速度，通过调节所述送丝速度和所述脉冲焊接电流的频率，控制所述焊丝熔化的速度。

优选地，当所述脉冲焊接电流处于峰值电流，且所述电弧偏转至两条所述焊丝之一时，该焊丝以峰值送丝速度送丝，两条所述焊丝另一以基值送丝速度送丝；和/或，

当所述脉冲焊接电流处于基值电流时，两条所述焊丝均以基值送丝速度送丝。