[发明专利]添加复合中间层的钛合金-不锈钢异种金属激光焊接方法

摘要

本发明涉及激光焊接技术领域，具体是添加复合中间层的钛合金‑不锈钢异种金属激光焊接方法，该技术针对钛合金‑不锈钢异种金属接头的脆性问题，采用激光作为焊接热源，以TA2/Q235爆炸焊复合板作为中间层，通过精确控制焊接工艺参数，避免在焊接过程中产生Ti‑Fe金属间化合物，降低接头脆性，采用激光双道焊，获得包含钛合金‑TA2焊缝、未熔化的TA2、TA2‑Q235爆炸焊界面、未熔化的Q235及Q235‑不锈钢焊缝的异种金属材料的高质量、高效率焊接接头，本发明工艺步骤为：板材组对及夹紧、钛合金‑TA2/Q235爆炸焊复合中间层‑不锈钢接触面预紧力调节、激光分别在钛合金‑TA2接触面和Q235‑不锈钢接触面施焊，实现钛合金‑不锈钢异种金属的连接。

主权项

1.一种添加复合中间层的钛合金‑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：（1）接头形式：接头形式为I形坡口对接，TA2/Q235复合中间层厚度4mm，其中TA2层厚度为2mm，Q235层厚度为2mm，组焊装夹时保证钛‑复合中间层‑钢的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450～550W；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）第一道焊接时，控制激光偏移量为0，即激光光斑照射在钛合金‑TA2的接触面上，使部分钛合金和TA2熔化，形成钛合金‑TA2焊缝；第二道焊接时，控制激光偏移量为0，即，激光光斑照射在Q235‑不锈钢接触面上，使部分Q235和不锈钢熔化，形成Q235‑不锈钢焊缝；第一道焊接时，通过调整焊接参数避免TA2完全熔化；第二道焊接时，通过调整焊接参数避免Q235完全熔化；（4）在接头中，在钛合金‑TA2焊缝与Q235‑不锈钢焊缝之间存在一定厚度的未熔化的复合中间层，其作用是避免两侧母材的液态混合，阻止Ti、Fe元素的混合及相互扩散，从而避免在焊接过程中形成脆性的Ti‑Fe金属间化合物；（5）通过选择合适的中间层组成，从而控制两侧焊缝的微观组织，获得焊接性较好的接头，并且抑制任何金属间化合物在两侧焊缝中形成，大大降低了接头的脆性。