[发明专利]采用铜基钎料的钛合金-不锈钢异种金属激光钎焊方法

摘要

本发明涉及激光枪焊接技术领域的一种采用铜基钎料的钛合金‑不锈钢异种金属激光钎焊方法，针对钛合金‑不锈钢异种金属焊接过程中产生的脆性Ti‑Fe金属间化合物问题，采用激光作为焊接热源，以铜基钎料作为中间层材料，通过激光钎焊避免钛合金‑不锈钢焊接过程中Ti‑Fe金属间化合物的形成，降低接头脆性，改善接头的性能。采用激光单道焊，获得包含不锈钢熔焊焊缝、未熔化的不锈钢及钎焊焊缝的异种金属材料的高质量、高效率焊接接头。本发明是一种采用铜基钎料的钛合金‑不锈钢异种金属激光钎焊方法的工艺步骤为：板材组对及夹紧、不锈钢‑铜基钎料‑钛合金接触面预紧力调节、激光束聚焦在不锈钢板上1.5mm处施焊，实现钛合金‑不锈钢异种金属的连接。

主权项

1.一种采用铜基钎料的钛合金‑不锈钢异种金属激光钎焊方法，其特征在于按以下工艺步骤进行：（1）接头形式：接头形式为I形坡口对接，铜基钎料厚度为0.2mm，组焊装夹时保证不锈钢‑铜基钎料‑钛合金接触面存在一定的预紧力；（2）焊接工艺：采用CW激光焊设备进行焊接，激光功率500～700W；激光偏移量1.0~1.5mm；离焦量0～+5mm；焊接速度500～700mm/min；保护气体流量20~30 L/min；通过优化焊参数，防止未熔合、咬边等焊接缺陷，改善焊缝表面成形，提高焊接质量；（3）焊接时，激光光斑聚焦在不锈钢板上，部分熔化的不锈钢形成熔化焊焊缝；在未熔化不锈钢的热传导作用下，不锈钢‑钎料‑钛合金界面的温度达到了钎料的熔化温度（820℃），最终导致钎料熔化，在不锈钢‑钛合金界面形成了钎焊焊缝；（4）通过调整激光偏移量和焊接速度，在熔化焊焊缝与钎焊焊缝之间始终存在一定宽度的未熔化的不锈钢，其作用是阻止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；焊接结束后，得到了由未熔化不锈钢分隔开来的不锈钢熔焊焊缝和钎焊焊缝的混合接头；（5）通过控制激光偏移量和激光功率，从而改变不锈钢‑钛合金界面的热输入，改善其微观组织，抑制了脆性相在钎焊焊缝中形成，降低了接头的脆性。