[发明专利]加钒中间层的钛合金-不锈钢异种金属激光焊接方法

摘要

本发明涉及一种加钒中间层的钛合金‑不锈钢异种金属激光焊接方法，属于材料焊（连）接技术领域。采用激光作为焊接热源，钒作为中间层，通过精确控制焊接工艺参数，从而控制钛合金‑钒焊缝中ω脆性相及钒‑不锈钢焊缝中σ脆性相的形成，降低接头脆性。采用两道焊，获得包含钛合金‑钒焊缝、未熔化的钒层及钒‑不锈钢焊缝的异种金属材料的高质量、高效率焊接接头。步骤为：板材组对及夹紧→钛合金‑中间层‑不锈钢接触面预紧力调节→激光分别在钛合金‑钒接触面和钒‑不锈钢接触面施焊，实现钛合金‑不锈钢异种金属的连接。优点在于：激光焊接过程稳定，焊缝成形美观，无裂纹、气孔、咬边、未焊透、未熔合等焊接缺陷，焊接工艺性能好。

主权项

1.一种加钒中间层的钛合金‑不锈钢异种金属激光焊接方法，其特征在于：按以下工艺步骤进行：a）、接头形式：接头形式为I形坡口对接，钒中间层厚度0.5～1.5mm，组焊装夹时保证钛‑钒‑钢接触面存在10～50N预紧力；b）、焊接工艺：采用Nd:YAG脉冲激光焊设备进行焊接，通过优化焊参数，防止未熔合、咬边焊接缺陷，改善焊缝表面成形，提高焊接质量；c）、第一道焊接时，控制激光偏移量为0～0.2mm，即激光光斑照射在钛合金上距离钛合金‑钒接触面0～0.2mm的位置，使部分钛合金和钒熔化，形成钛合金‑钒焊缝；第二道焊接时，控制激光偏移量为0～0.2mm，即，激光光斑照射在不锈钢上距离钒‑不锈钢接触面0～0.2mm的位置，使部分钒和不锈钢熔化，形成钒‑不锈钢焊缝；d）、接头中，在钛合金‑钒焊缝与钒‑不锈钢焊缝之间存在0.1～0.5mm未熔化的钒中间层，阻止Ti、Fe元素的混合及相互扩散，从而避免形成脆性Ti‑Fe金属间化合物；e）、精确控制激光偏移量，控制钛‑钒焊缝的微观组织，获得Ti‑V固溶体，并且抑制ω脆性相在钛合金‑钒焊缝中形成，降低了接头的脆性；f）、精确控制激光偏移量，控制钒‑不锈钢焊缝的微观组织，获得γ‑Fe，并且抑制σ脆性相在钒‑不锈钢焊缝中形成，降低了接头的脆性；所述的采用Nd:YAG脉冲激光焊设备进行焊接，激光功率350～400W，激光控制电流60～100A，脉冲宽度10～20ms，脉冲频率5～8Hz，焊接速度200～250mm/min；焊接接头中包含钛合金‑钒焊缝与钒‑不锈钢焊缝及未熔化的钒中间层；未熔化的钒中间层阻止Ti、Fe元素的混合及相互扩散，从而避免形成脆性Ti‑Fe金属间化合物；通过精确控制激光偏移量，从而抑制钛合金‑钒焊缝中ω脆性相，获得Ti‑V固溶体，抑制钒‑不锈钢焊缝中σ脆性相，获得γ‑Fe，从而降低接头的脆性。