in ;光斑直徑D為0.45mm,采用表面聚焦，離焦量1為0_。
[0034]四、調(diào)整:焊接前將激光光斑向TAlji合金一側(cè)偏移0.1mm?0.2mm ;
[0035]五、吹氣:焊接過程中采用99.99%的高純氬氣進(jìn)行正反面保護(hù)，正面?zhèn)却禋饬髁繛?15?20)L/min，背部保護(hù)氣流量為(4?6)L/min ;
[0036]六、開始焊接。
[0037]激光焊接接頭形式為對接接頭，激光焊接方式為自熔焊，不填充金屬。
[0038]焊接過程中采用并排雙光斑模式，光斑間距t為0.36mm，光斑能量分配為TAlji合金一側(cè)60%，Ti2AlNb金屬間化合物一側(cè)40% (如附圖1所示)。
[0039]根據(jù)實際焊接需求，可以設(shè)置相應(yīng)的焊接收弧距離，一般收弧距離可選(1?2)_，也可根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)需要自行設(shè)定。收弧時選用連續(xù)衰減的鋸齒形激光輸出，使焊接弧坑在反復(fù)熔化凝固過程中逐漸縮小封閉。
[0040]本發(fā)明采用德國通快Nd:YAG固體激光器作為激光源，最大輸出功率4kW，激光波長為1.06 μπι。選用的Ti2AlNb金屬間化合物主要成分(wt% )如下，Al:11.1 %、Nb:42.22%, T1:余量，選用的了六15鈦合金名義成分為T1-6.5Al-2Zr-lMolV。
[0041 ] 案例1:TAl5/Ti2AlNb異種材料1mm厚平板對接焊(如圖3所示)
[0042] 焊接接頭厚度lmm的Ti2AlNb金屬間化合物(冷乳板)和TA15冷乳板對接焊。激光焊接前將距離焊縫中心(20?50)mm范圍內(nèi)的氧化皮、油污等雜質(zhì)清理干凈；焊接時，采用脈沖激光焊接，光斑模式米用并排雙光斑模式，光斑間距為0.36mm，光斑能量分配為TA15鈦合金一側(cè)60%，Ti2AlNb金屬間化合物一側(cè)40%;激光功率為:激光基值功率800W，激光峰值功率P4|為1500W，脈沖寬度tp為20ms ;焊接速度v為1200mm/min ;光斑直徑D為
0.45mm，離焦量1為0mm ;采用99.99%的高純氬氣進(jìn)行正反面保護(hù)，正面氣體流量為15L/min，背部氣體流量為3L/min。焊接結(jié)果表面:焊縫表面成形良好，無氣孔，無裂紋等缺陷，焊縫內(nèi)部質(zhì)量符合GJB1718A-2005標(biāo)準(zhǔn)I級焊縫要求。焊縫常溫平均抗拉強(qiáng)度可達(dá)970MPa，平均斷后伸長率為4.7%。
[0043]案例2:TAl5/Ti2AlNb異種材料2mm厚平板對接焊(如圖4所示)
[0044]焊接接頭厚度2mm的Ti2AlNb金屬間化合物(熱乳板)和TA15冷乳板對接焊。激光焊接前將距離焊縫中心(20?50)mm范圍內(nèi)的氧化皮、油污等雜質(zhì)清理干凈；焊接時，采用脈沖激光焊接，光斑模式米用并排雙光斑模式，光斑間距為0.36mm，光斑能量分配為TA15鈦合金一側(cè)60%，Ti2AlNb金屬間化合物一側(cè)40%;激光功率為:激光基值功率900W，激光峰值功率P4|為1600W，脈沖寬度tp為20ms ;焊接速度v為1000mm/min ;光斑直徑D為
0.45mm，離焦量1為0mm ;采用99.99 %的高純氬氣進(jìn)行正反面保護(hù)，正面氣體流量為15L/min，背部氣體流量為3L/min。焊接結(jié)果表面:焊縫表面成形良好，無氣孔，無裂紋等缺陷，焊縫內(nèi)部質(zhì)量符合GJB1718A-2005標(biāo)準(zhǔn)I級焊縫要求。焊縫常溫平均抗拉強(qiáng)度可達(dá)936MPa，平均斷后伸長率為6.3%。
[0045]以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所做的進(jìn)一步詳細(xì)說明，便于該技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能理解和應(yīng)用本發(fā)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下還可以做出若干簡單推演或替換，而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對本發(fā)明做出的簡單改進(jìn)都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種TA1 5/Ti2AlNb異種材料的激光焊接方法，其特征在于:焊接前將焊接前將TA15鈦合金及Ti2AlNb金屬間化合物酸洗、烘干后機(jī)械打磨，將表面氧化皮、油污等雜質(zhì)清理干凈，試板清理后在8小時內(nèi)完成焊接；焊接前保證二者對接裝配間隙小于0.05mm，然后用Nd:YAG固體激光器脈沖模式進(jìn)行焊接，焊接時采用并排雙光斑模式，并采用99.99%的高純氬氣進(jìn)行焊縫正反面保護(hù)，焊縫收弧時，選用連續(xù)衰減的鋸齒形激光輸出，使焊接弧坑在反復(fù)熔化凝固過程中逐漸縮小封閉。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的TA15/Ti2AlNb異種材料的激光焊接方法，其特征在于:其具體步驟如下: 一、清理:焊前將距TAlji合金和Ti2AlNb金屬間化合物焊縫中心周圍20mm?50mm范圍內(nèi)進(jìn)行酸洗、機(jī)械打磨，保證氧化皮、油污等清理干凈，焊縫對接端面采用刮刀進(jìn)行刮削，直至露出白亮色金屬本體，然后采用丙酮或無水酒精擦拭干凈，材料清理后應(yīng)在8小時內(nèi)完成焊接，否則應(yīng)重新進(jìn)行清理； 二、裝配:將清理干凈的TAlj^PTi 2AlNb板裝卡固定，保證對接間隙不大于0.05mm，然后用夾具固定在具有背部充氣保護(hù)裝置的焊接工裝上； 三、選取:焊接過程中所選用的激光器為Nd:YAG燈栗浦固體激光器，采用脈沖激光模式進(jìn)行焊接； 四、調(diào)整:焊接前將激光光斑向TAlji合金一側(cè)偏移0.1mm?0.2mm ; 五、吹氣:焊接過程中采用99.99%的高純氬氣進(jìn)行正反面保護(hù)，正面?zhèn)却禋饬髁繛?5?20L/min，背部保護(hù)氣流量為4?6L/min ； 六、開始焊接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的TA15/Ti2AlNb異種材料的激光焊接方法，其特征在于:步驟二中:1mm板材對接時階差應(yīng)不大于5%母材壁厚，2_?3mm板材對接時階差應(yīng)不大于10%母材壁厚。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的TA15/Ti2AlNb異種材料的激光焊接方法，其特征在于:所述激光焊接接頭形式為對接接頭，激光焊接方式為自熔焊，不填充金屬。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的TA15/Ti2AlNb異種材料的激光焊接方法，其特征在于:焊接過程中米用并排雙光斑模式，光斑間距為0.36mm，光斑能量分配為TA15鈦合金一側(cè)60%，Ti2AlNb金屬間化合物一側(cè)40%。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的TA15/Ti2AlNb異種材料的激光焊接方法，其特征在于:步驟三中:激光焊接工藝參數(shù)為:脈沖激光波形為矩形波，激光基值功率P#S 800W?1000W，激光峰值功率？4|為1400W?1700W，脈沖寬度tp為20ms ;焊接速度v為1000mm/min?1300mm/min ;光斑直徑D為0.45mm,采用表面聚焦，離焦量1為Omm。7.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5或6所述的TA15/Ti2AlNb異種材料的激光焊接方法，其特征在于:焊接收弧距離為1?2mm，收弧時選用連續(xù)衰減的鋸齒形激光輸出，使焊接弧坑在反復(fù)熔化凝固過程中逐漸縮小封閉。8.根據(jù)權(quán)利要求3或4或5或6所述的TA15/Ti2AlNb異種材料的激光焊接方法，其特征在于:Ti2AlNb金屬間化合物主要成分(wt% )如下，A1:11.l%,Nb:42.22%, T1:余量；丁八15鈦合金名義成分為T1-6.5Al-2Zr-lMolV。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種TA15/Ti2AlNb異種材料的激光焊接方法，焊接前將TA15鈦合金及Ti2AlNb金屬間化合物酸洗、烘干后機(jī)械打磨，將表面氧化皮、油污等雜質(zhì)清理干凈；焊接前保證二者對接裝配間隙小于0.05mm，然后用Nd：YAG固體激光器脈沖模式進(jìn)行焊接，采用并排雙光斑模式，并采用99.99％的高純氬氣進(jìn)行焊縫正反面保護(hù)，選用連續(xù)衰減的鋸齒形激光輸出，使焊接弧坑在反復(fù)熔化凝固過程中逐漸縮小封閉。有效的降低TA15/Ti2AlNb異種材料焊縫冷裂紋敏感性，獲得良好的焊縫內(nèi)部質(zhì)量及外觀質(zhì)量，焊縫接頭平整美觀，無氧化、裂紋等缺陷，綜合性能較好，降低成本。
【IPC分類】B23K26/21, B23K26/12, B23K26/60, B23K26/0622
【公開號】CN105397292
【申請?zhí)枴緾N201510977464
【發(fā)明人】步賢政, 李宏偉, 王志敏, 梁繼哲, 劉興青
【申請人】北京航星機(jī)器制造有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月23日