[发明专利]Ti与Al合金的脉冲氩弧焊方法

摘要

本发明提供一种Ti与Al合金的脉冲氩弧焊方法，该方法采用特定配比并且涂有活性剂的焊丝将钛与铝合金进行高频脉冲引弧焊接，使其在焊接过程中熔化填充金属与铝合金母材充分熔化混合后凝固形成焊缝，且存在明显熔合区；而高熔点钛合金与熔化焊丝填充金属发生相互作用而形成钎焊连接，避免两种金属液相Ti、Al混合而生成大量脆性的Ti-Al金属间化合物，而且与常规钨极氩弧焊方法相比，本发明提出的钛合金与纯铝异种金属氩弧焊的电弧稳定性明显提高，同时焊丝表面的活性剂能够起到增加焊接熔深的作用，从而获得焊缝成形美观、无裂纹的焊接接头。因此该发明具有提高生产效率，改善接头性能，操作方便的优点。

主权项

一种Ti与Al合金的脉冲氩弧焊方法，其特征在于，包括以下步骤：1）选择厚度为1.5‑2.5mm的待连接的钛合金板和铝合金板，先将钛合金板待连接面加工出坡口角为35‑40°的坡口；2）对于合金板待连接表面用砂纸充分打磨以去除其表面氧化层，并用乙醇或丙酮清洗母材表面，使待焊面的粗糙度达到Ra 1.8‑3；3）采用直径为1.0‑2.0mm的合金焊丝，其质量百分数成分为：Si  4.9‑5.8 %，Fe  0.8‑0.9 %，Cu  0.3‑0.4 %, Mn  0.05‑0.1 %，Mg  0.06‑0.09 %，Zn  0.12‑0.19 %，Ti  0.22‑0.28 %，余量为Al；4）将焊丝浸入50%H2O+50%HNO3溶液，15‑20min后用清水冲洗后烘干，再用砂纸进行打磨；5）再在焊丝表面涂上活性剂，该活性剂的质量百分比组分为：SiO2：31%；TiO2：27%；Cr2O3：5%；CaF2：10%；MnCl2：24%，其余为BaCl2；6）将钛合金板与铝合金板水平对接放置，不留间隙；7）先对焊件正、背面同时通氩气保护8‑10min，保护气体为纯度大于99.98%的氩气；8）采用高频脉冲引弧，引弧前先打开氩气，保持流通20s～30s，并利用氩气流带走附着在导气管内壁上的水分，在钛与铝接头处引燃电弧；工艺参数为：基值电流40A～60A、脉冲电流38A～80A、脉冲持续时间5s～10s、脉冲频率35Hz～65Hz，焊接电压8V～16V，接头正反两面填充氩气进行保护，氩气流量8L/min～16L/min，焊枪喷嘴离工件的距离8mm～12mm，焊枪钨极与焊件之间的夹角是70°～85°, 焊丝沿着熔池前端平稳、均匀的送入熔池；收弧时，收弧处增加焊丝填充量直至弧坑填满，然后控制焊接电流逐渐延时衰减，断弧后氩气继续流通10s～20s，以防止钨极氧化；9）焊接结束后，继续通氩气保护2‑4min。