[发明专利]一种钛与铝的超威弧MIG+激光双面复合高速焊接方法

权利要求书

1.一种钛与铝的超威弧MIG+激光双面复合高速焊接方法，其特征在于包括以下步骤：

1）焊前用角磨机在钛板侧边开V型坡口，然后清除钛板、铝板及焊丝表面的油污和氧化膜，使待焊表面光洁、干燥并且无杂质；

2）用工装夹具将钛板与铝板对接固定，进行双面复合高速焊接：试板正面用自动送丝的超威弧MIG焊施焊；试板背面同步用低功率的激光焊施焊，目的是提高焊接效率，降低工件厚度方向的组织性能差异，获得力学性能优良的钛/铝焊接接头；

焊缝正、背双面用惰性气体保护；

3）焊接结束后，被焊工件在自然条件下冷却至室温；冷却后，打开工装夹具，取下工件。

2.根据权利要求1所述的钛与铝的超威弧MIG+激光双面复合高速焊接方法，其特征在于：所述步骤1）中，钛板V型坡口角度为35~40°，钝边高度为0.2mm~0.3mm。

3.根据权利要求1所述的钛与铝的超威弧MIG+激光双面复合高速焊接方法，其特征在于：所述步骤1）中，钛板表面的处理方法是：先用钢丝刷精磨钛板待焊表面，直至全部露出金属光泽；然后用混合酸溶液酸洗3~5 min；酸洗完成后，用无水丙酮冲洗并晾干。

4.根据权利要求3所述的钛与铝的超威弧MIG+激光双面复合高速焊接方法，其特征在于：所述混合酸溶液为体积分数：硝酸40%、氢氟酸5%的水溶液，可用常规浓度的硝酸、氢氟酸与纯净水混合配比稀释。

5.根据权利要求1所述的钛与铝的超威弧MIG+激光双面复合高速焊接方法，其特征在于：所述步骤1）中，铝板及焊丝表面的处理方法是：先用氢氧化钠温水溶液碱洗3~5min；取出后，再用体积分数硝酸30%的水溶液进行光亮处理2~3min；最后用无水丙酮冲洗并晾干；其中碱洗所用氢氧化钠温水溶液中，氢氧化钠的质量分数为10 %，可用分析纯度的颗粒状/片状氢氧化钠与纯净水进行溶解配比；氢氧化钠水溶液温度为50~60℃。

6.根据权利要求1所述的钛与铝的超威弧MIG+激光双面复合高速焊接方法，其特征在于：所述步骤2）中，钛板与铝板对接固定方式是：采用不锈钢+铜复合工装夹具将待焊工件夹紧，钛板与铝板不留间隙对接；待焊工件侧倾角度控制在5~10°；焊缝背面留有宽度为20mm的激光加工间隙。

7.根据权利要求1所述的钛与铝的超威弧MIG+激光双面复合高速焊接方法，其特征在于：所述步骤2）中，焊接工艺参数为：超威弧MIG焊用直径1.2 mm的ER5183焊丝，焊丝向铝侧偏移0.6mm，焊丝伸出长度10~12mm，送丝速率为10~11.5m/min；超威弧MIG焊焊接线能量1.1~ 1.25 kJ/cm；激光光斑直径2mm，光束向铝侧偏移0.5mm，离焦量为0mm；激光焊焊接线能量0.13 ~ 0.17 kJ/cm。

8.根据权利要求1所述的钛与铝的超威弧MIG+激光双面复合高速焊接方法，其特征在于：所述步骤2）中，双面复合高速焊接工艺中，正面超威弧MIG焊和背面激光焊的焊接速率同为180 cm/min。

9.根据权利要求1所述的钛与铝的超威弧MIG+激光双面复合高速焊接方法，其特征在于：所述步骤2）中，超威弧MIG焊用ER5183焊丝的化学成分含量是：以质量百分比计，4.7%Mg，0.8% Mn，0.3 % Si，0.3 % Fe，0.17% Zn，0.14% Ti，0.08% Cu，0.11% Cr，余量为Al。

10.根据权利要求1所述的钛与铝的超威弧MIG+激光双面复合高速焊接方法，其特征在于：所述步骤2）中，双面惰性气体保护方式是：正面超威弧MIG焊用体积分数Ar80% + He20%的混合气体保护，气体流量是20 L/min；背面激光焊用高纯Ar、99.999vol.%气体保护，气体流量是15 L/min。