專利名稱：一種純鈦箔的微束等離子弧焊焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種純鈦箔的微束等離子弧焊焊接方法。
背景技術(shù)：
由于鈦材具有特殊的抗腐蝕性能及力學(xué)性能，在航空航天、化工和醫(yī)藥等行業(yè)機(jī) 械設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用。鈦材最大特點(diǎn)是比強(qiáng)度大，高、低溫性能好，在海水和大多數(shù) 酸、堿、鹽介質(zhì)中均具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。在工業(yè)生產(chǎn)中，對(duì)純鈦箔(厚度在O. lmm以下 的超薄純鈦板)的需求日益增長(zhǎng)，因此，純鈦箔的焊接也顯得越來(lái)越重要。
純鈦箔和其它金屬材料的焊接相比，有以下的焊接難點(diǎn) 1、鈦的特殊焊接性。鈦是一種活性金屬，高溫下，鈦易與氧、氮、氫快速反應(yīng)，從 而造成接頭脆化；保護(hù)不好時(shí)，可出現(xiàn)應(yīng)力裂紋和冷裂紋；如果對(duì)接端面被水分、油脂等玷 污，便會(huì)出現(xiàn)氣孔缺陷。 2、純鈦箔的焊接工藝難點(diǎn)。(1)容易變形。當(dāng)鈦板的厚度很薄時(shí)，熱對(duì)材料的影 響就很明顯，因此，熱脹冷縮后，鈦板的變形很明顯。這就造成前后焊縫狀況的不一致，為焊 接增加了難度。(2)容易燒穿。在焊接過(guò)程中，如果局部有散熱不良的情況，在該位置便會(huì) 有燒穿的現(xiàn)象出現(xiàn)，嚴(yán)重影響焊縫的質(zhì)量。(3)對(duì)接裝配困難。對(duì)于0.05mm的鈦箔，如果 要嚴(yán)格對(duì)接裝配，除了對(duì)工裝系統(tǒng)的裝配精度有很高的要求，而且還需要人工的仔細(xì)調(diào)整。 (4)純鈦箔的材料成分決定了它是一種柔軟的材料，而柔軟材料的可操作性差，其操作包括 下料、裝配、壓緊和固定等，正是由于這些過(guò)程的可操作性差，因此對(duì)它們的精度提出了相 當(dāng)高的要求，否則會(huì)造成人為的焊接缺陷。 對(duì)于純鈦及鈦合金材料的焊接，現(xiàn)有研究技術(shù)大多集中在采用激光焊接解決其焊 接性能差的問(wèn)題，也有部分采用電子束焊、TIG焊和等離子弧焊焊接。但電子束焊接鈦薄板 成本太高，而激光束和TIG焊接鈦薄板的保護(hù)效果較差。 經(jīng)對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，《稀有金屬快報(bào)》2008年第27期第3巻發(fā)表了張
小明摘譯自日本學(xué)術(shù)期刊的一篇題為"純鈦板對(duì)接焊的可焊性"的文章。文中提出了用等 離子弧焊焊接厚度0. 6mm的工業(yè)純鈦(TP340C， JISH46002種)的方法，焊縫與軋制方向呈 直角進(jìn)行對(duì)接焊。由檢索結(jié)果可知，厚度在0.6mm及以下的純鈦薄板的微束等離子弧焊接 還未見報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于填補(bǔ)目前微束等離子弧焊在純鈦箔(厚度在O. lmm以下的超薄純 鈦板)焊接中的空白，提出了用微束等離子弧焊焊接0.05mm純鈦箔的方法。本發(fā)明的技術(shù) 方案如下 本發(fā)明提出的一種純鈦箔的微束等離子弧焊焊接方法，其具體步驟如下
(1)將待焊接的純鈦箔裁切成所需的大??；
(2)去除純鈦箔待焊邊周圍的油污；
3
(3)將待焊接的純鈦箔裝配在工裝系統(tǒng)的夾具上，且兩純鈦箔待焊接焊邊需搭上
0. 1 0. 2mm的距離，要確保焊縫在夾具墊板的凹槽上； (4)將微束等離子弧焊機(jī)的焊槍調(diào)節(jié)到焊縫起點(diǎn)正上方位置； (5)焊接時(shí)，由工裝系統(tǒng)上的電機(jī)帶動(dòng)焊槍在焊縫正上方，沿著焊縫向前移動(dòng)，進(jìn)
行焊接。其中，微束等離子弧焊接的工藝參數(shù)如下焊接速度為15.8mm 19.4mm，焊炬高
度為2. 3mm 2. 8mm，占空比為40 % 60 % ，離子氣流量為0. 36L/min 0. 44L/min，保護(hù)
氣流量為2. 3L/min 2. 9L/min，脈沖電流頻率范圍為50 1500HZ，脈沖基值電流的范圍
為0. 5 0. 8A，脈沖峰值電流的范圍為0. 8 1. 1A。在選擇峰值和基值的搭配時(shí)，要保證
其平均電流大小為O. 8A。 以上的微束等離子弧焊工藝，不需要向焊縫中添加填充金屬。 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了 0. 05mm的純鈦箔的微束等離子弧對(duì)接焊，解決純鈦箔的焊接的變 形和燒穿問(wèn)題，節(jié)省純鈦箔的焊接的成本，有利于工業(yè)推廣。填補(bǔ)了微束等離子弧焊在純鈦 箔焊接領(lǐng)域的空白。


圖1為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的示意圖之一 ；
圖2為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的示意圖之二 ；
圖3為本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的示意圖之三。
圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明 1.噴嘴；2.鎢棒；3.壓板一 ；4.純鈦箔一 ；5.墊板；6.凹槽；7.純鈦箔二 ；8.壓 板二 ；9.焊縫； A.鎢棒直徑；B.噴嘴孔徑；C.壓板下部的間隙距離；D.鎢棒內(nèi)縮量；E.焊炬高度； F.焊槍的前進(jìn)方向。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述 1、選取表面平整、光滑無(wú)劃痕的厚度為0. 05mm的純鈦箔，其牌號(hào)為TAO或TA1，用
專用剪刀將其裁切成所需的大小N塊，要確保每塊的待焊接邊平整無(wú)毛剌出現(xiàn)。 2、選取其中的兩塊，純鈦箔4和純鈦箔7，作焊前的預(yù)處理。用沾有丙酮的棉球小
心地將兩塊0. 05mm的純鈦箔待焊接邊周圍的油污擦除干凈，此時(shí)不能對(duì)待焊接邊造成破壞。 3、將預(yù)處理后的兩塊純鈦箔進(jìn)行裝配。先抬起工裝系統(tǒng)上夾具的壓板3和壓板8， 用一塊壓板3先夾緊純鈦箔4，要確保待焊接邊在夾具墊板5的凹槽6的中心線上；然后， 再將純鈦箔7的待焊接邊搭在先前被夾緊的純鈦箔4的待焊接邊上，搭接范圍在0. lmm 0. 2mm左右，再放下壓板8，壓緊工件。 4、將微束等離子弧焊機(jī)的焊槍調(diào)節(jié)到焊縫9起點(diǎn)正上方位置。
5、焊接時(shí)，由工裝系統(tǒng)上的電機(jī)帶動(dòng)焊槍在焊縫正上方，沿著焊縫9向前移動(dòng)， 進(jìn)行焊接。其中，微束等離子弧焊接的工藝參數(shù)如下鎢棒直徑為0.8mm 1.2mm，噴嘴孔 徑O. 8mm 1.2mm，鴇棒內(nèi)縮1. 8mm 2. 2mm，焊接速度為15. 8mm 19. 4mm，焊炬高度為2. 3mm 2. 8mm，占空比為40% 60% ，離子氣流量為0. 36L/min 0. 44L/min，保護(hù)氣流量 為2. 3L/min 2. 9L/min，脈沖電流頻率范圍為50 1500HZ，脈沖基值電流的范圍為0. 5 0. 8A，脈沖峰值電流的范圍為0. 8 1. 1A。在選擇峰值和基值的搭配時(shí)，要保證其平均電流 大小為0. 8A。 本發(fā)明的最佳工藝參數(shù)為焊接速度為17.6mm/s，焊炬高度為2. 5mm，占空比為 50% ，離子氣流量為0. 4L/min，保護(hù)氣流量為2. 6L/min，脈沖電流頻率范圍為50 1500HZ， 脈沖基值電流的范圍為0. 5 0. 8A，脈沖峰值電流的范圍為0. 8 1. 1A。在選擇峰值和基 值的搭配時(shí)，要保證其平均電流大小為0. 8A。 綜上所述，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了 0. 05mm的純鈦箔的微束等離子弧對(duì)接焊，解決純鈦箔的 焊接的變形和燒穿問(wèn)題，不需要向焊縫中添加填充金屬，節(jié)省純鈦箔的焊接的成本。有利于 工業(yè)推廣，填補(bǔ)了微束等離子弧在純鈦箔焊接領(lǐng)域的空白。
權(quán)利要求
一種純鈦箔的微束等離子弧焊焊接方法，其特征在于，純鈦箔的鈦含量達(dá)99％以上，厚度為0.05mm；并包括如下步驟a.將待焊接的純鈦箔裁切成所需的尺寸；b.任意選取其中的兩塊純鈦箔(4)和(7)，去除純鈦箔(4)和(7)待焊邊周圍的油污；c.將待焊的純鈦箔(4)和(7)裝配在工裝系統(tǒng)的夾具之間，用一塊壓板(3)先夾緊純鈦箔(4)，確保待焊接邊在夾具墊板(5)的凹槽(6)的中心線上；然后，再將純鈦箔(7)的待焊接邊搭在先前被夾緊的純鈦箔(4)的待焊接邊上，兩純鈦箔待焊邊需搭接，其搭接范圍在0.1mm～0.2mm左右，再放下壓板(8)，壓緊工件，確保焊縫在夾具墊板的凹槽上；d.將微束等離子弧焊機(jī)的焊槍調(diào)節(jié)到焊縫(9)起點(diǎn)正上方位置；e.焊接時(shí)，由工裝系統(tǒng)上的電機(jī)帶動(dòng)焊槍在焊縫正上方，沿著焊縫(9)向前移動(dòng)，進(jìn)行焊接。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種純鈦箔的微束等離子弧焊接方法，其特征在于，所述的對(duì)接焊采用脈沖電流。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的一種純鈦箔的微束等離子弧焊接方法，其特征在于，微束等離子弧焊的鎢棒直徑為O. 8mm 1. 2mm，噴嘴孔徑0. 8mm 1. 2mm，鎢棒內(nèi)縮1. 8mm 2. 2mm，焊接速度為15. 8mm 19. 4mm，焊炬高度為2. 3mm 2. 8mm，占空比為40% 60%，離子氣流量為0. 36L/min 0. 44L/min，保護(hù)氣流量為2. 3L/min 2. 9L/min。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種純鈦箔的微束等離子弧焊接方法，其特征在于，脈沖電流頻率范圍為50 1500HZ，脈沖基值電流的范圍為0. 5 0. 8A，脈沖峰值電流的范圍為0. 8 1. 1A ;在選擇峰值和基值的搭配時(shí)，保證其平均電流大小為0. 8A。
5. 如權(quán)利要求3所述的一種純鈦箔的微束等離子弧焊接方法，其特征在于，所述的焊接速度為17. 6mn/s，焊炬高度為2. 5mm，占空比為50%，離子氣流量為0. 4L/min，保護(hù)氣流量為2. 6!Vmin。
全文摘要
本發(fā)明是一種純鈦箔的微束等離子弧焊焊接方法，具體指一種鈦含量達(dá)99％以上，且厚度為0.05mm的純鈦箔的焊接，涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域。方法包括將待焊接的純鈦箔裁切成所需大小；選取兩塊純鈦箔(4)和(7)，去除其待焊邊周圍的油污；將其裝配在工裝系統(tǒng)的夾具之間，待焊邊需搭接0.1mm～0.2mm左右，確保焊縫在夾具墊板的凹槽(6)上；由工裝系統(tǒng)上的電機(jī)帶動(dòng)焊槍在焊縫正上方，沿著焊縫(9)向前移動(dòng)，采用脈沖電流進(jìn)行焊接。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了0.05mm的純鈦箔的微束等離子弧焊對(duì)接焊，解決了純鈦箔的焊接的變形和燒穿問(wèn)題，焊縫中不添加填充金屬，節(jié)省焊接成本。有利于工業(yè)推廣，填補(bǔ)了微束等離子弧在純鈦箔焊接領(lǐng)域的空白。
文檔編號(hào)B23K10/02GK101722353SQ201010101229
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者何建萍, 向鋒, 焦馥杰, 王付鑫, 黃晨 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)