[发明专利]一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法

摘要

本发明涉及一种钛合金和不锈钢板的填粉等离子弧焊接方法，属于焊接技术领域。在TC4钛合金和304不锈钢板中间填充粉末状的Ni‑Cu‑Nb‑Y2O3复合粉末作为中间层材料，采用等离子电弧作为热源。利用Ni和Cu形成在焊缝中形成固溶体相抑制Ti和Fe之间直接反应生成的脆性金属间化合物，加入铜元素降低熔点，加入Nb元素和Y2O3稀土氧化物改善焊缝流动性和对母材的润湿性。通过控制等离子弧焊接工艺使不锈钢母材部分熔化，钛合金微熔，实现钛合金与不锈钢的可靠焊接。该方法具有工艺简单、焊缝成分可调、成形良好等优点，获得的焊缝无裂纹、气孔缺陷，连接可靠。

主权项

1.一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法，其特征在于，所述焊接方法具体步骤如下:(1)取厚度为2mm的TC4钛合金板材和厚度为2mm的304不锈钢板材；所述不锈钢板材一侧开单V型坡口，所述单V型坡口的坡口角为45°，钝边1mm，接头采用对接或搭接方式焊接；(2)将TC4钛合金和不锈钢板材用砂纸打磨干净，去除氧化层，然后用酒精清洗、吹干；采用钨极氩弧焊点焊固定TC4钛合金和不锈钢板；(3)焊缝中间层金属采用Ni‑Cu‑Nb‑Y2O3复合金属粉末；所述复合金属粉末是由Ni、Cu、Nb和Y2O3按照质量百分数比为48‑95％:5.0‑40％:0‑10％:0‑2.0％混合制备，所述Ni、Cu、Nb和Y2O3质量百分数总和为100％；(4)将步骤(3)中的复合金属粉末按照配比称量，放入球磨机均匀混合2‑4小时；再加入适量水玻璃调制成糊状，最后糊状粉末预置在焊接接头上；(5)预置粉末后的接头在氩气气氛中干燥，烘干温度为100‑150℃，保温时间2‑5小时；(6)采用等离子弧焊接，将焊接接头整体放入保护托罩内，通入纯度为99.99％氩气保护；焊接时等离子电弧中心沿焊缝中心向不锈钢一侧偏移0‑0.5mm，焊接电流为80‑120A，焊接电压为16‑22V，焊接速度为0.12‑0.60m/min，等离子气流量为10‑20L/min；焊接过程中托罩内保护氩气流量为12‑20L/min；(7)熄弧后托罩内继续通氩气，保护钛合金一侧焊缝及热影响区，直到接头冷却至室温；(8)焊后检验焊缝成形情况和接头显微组织。