TC18钛合金激光-氩弧复合热源焊接工艺.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102225485A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102225485A(43)申请公布日2011.10.26(21)申请号201110151139.2(22)申请日2011.06.08(71)申请人沈阳飞机工业（集团）有限公司地址110034辽宁省沈阳市皇姑区陵北街1号(72)发明人依龙朱丽杨磊(74)专利代理机构沈阳杰克知识产权代理有限公司21207代理人杨华(51)Int.Cl.B23K9/16(2006.01)B23K33/00(2006.01)B23K37/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称TC18钛合金激光-氩弧复合热源焊接工艺(57)摘要本发明涉及一种TC18钛合金激光-氩弧复合热源焊接工艺，其特征在于如下步骤：1）被焊接的TC18钛合金锻件板材厚度在7mm～18mm之间；2）加工坡口；3）焊前准备；4）焊接；5）焊接完毕后，进行温度为700℃的真空热处理，保温1小时，炉冷至室温，然后出炉。采用激光-氩弧复合热源焊接工艺获得了单面焊双面成型接头，实现了TC18钛合金材料的高效、优质焊接，焊接过程稳定、连续可控。CN102548ACCNN110222548502225492A权利要求书1/1页1.一种TC18钛合金激光-氩弧复合热源焊接工艺，其特征在于如下步骤：1）被焊接的TC18钛合金锻件板材厚度在7mm～18mm之间；2）对TC18钛合金锻件板材进行坡口加工，板材距离底面1.8±0.2mm处为垂直边，两锻件板材的坡口角度为60±2°；当锻件板材厚度在8mm～18mm之间时，在距离底边8±0.2mm处制备2±0.2mm宽的平台，然后再向上开60±2°的坡口；3）焊前准备：1）采用不锈钢丝刷打磨待焊处，至出现金属光泽；2）采用不起毛的白布蘸丙酮擦拭接头处，直至白布不变色；3）经酸洗和除氢处理的焊丝在焊前应用蘸丙酮的白布擦拭，至白布不变色；4）对合好对合接头，不留间隙；局部间隙不大于0.1mm，局部错边量不大于0.1mm，局部错边量不大于0.1mm；4）焊接：首先进行打底焊，然后进行填丝堆焊，直至完成整个接头的焊接，在焊接过程中，不仅需要在焊枪中通氩气保护熔池和焊缝根部的金属，还要通过保护装置通氩气实现背面保护盒采用托罩通氩气保护焊接接头的已凝固的部分；5）焊接完毕后，进行温度为700℃的真空热处理，保温1小时，炉冷至室温，然后出炉。2.如权利要求1所述的TC18钛合金激光-氩弧复合热源焊接工艺，其特征在于：所述的TC18钛合金的组成及组成质量百分比为：4.4～5.7%Al、4.0～5.5%Mo、4.0～5.5%V、0.5～1.5%Cr、0.5～1.5%Fe、0.1%C、0.3%Zr、0.015%H、0.15%Si、0.18%O、0.05%N和0.3%其他。3.如权利要求1或2所述的TC18钛合金激光-氩弧复合热源焊接工艺，其特征在于激光-氩弧复合焊接优化参数如下：激光热源：输出平均功率/P400W、离焦量/F-1～-2mm、焦距/f150mm/100mm；直流氩弧热源：打底焊焊接电流1180～220A、填丝焊接电流2235～255A、打底焊钨极伸长量18～10mm、填丝焊钨极伸长量28～10mm、打底焊弧长12～3mm、打底焊弧长23～5mm、焊枪角度45°～50°；其它：激光与氩弧位置1～2mm、焊接速度300～500mm/min、填丝速度15～25mm/s、氩弧保护气12～15L/min、正面托罩8～10L/min、背面保护气12～15L/min。2CCNN110222548502225492A说明书1/4页TC18钛合金激光-氩弧复合热源焊接工艺技术领域[0001]本发明涉及一种TC18钛合金激光-氩弧复合热源焊接工艺，用于获得连续可控的TC18钛合金厚板单面焊双面成型接头。背景技术[0002]由于钛合金的强度大，又具有较好的韧性和焊接性，钛合金首先在航空工业中得到应用。主要用于制造重量轻、可靠性强的结构等。民用飞机中钛结构的重量已占5%，军用飞机则达25%以上。发动机上钛合金的重量由8%增加到25%以上。推力/重量比克增加1倍左右。钛及钛合金具有良好的耐腐蚀性能，在氧化性、中性及有氯离子的介质中，其耐腐蚀性均由于不锈钢，有时甚至超过1Cr18Ni9Ti不锈钢的10倍。在化工、冶金、电镀、造纸、农药、造船、海水淡化、海洋工程和电站冷凝器等方面获得成功的应用。[0003]随着社会可持续性发展，人们对节能、降耗的要求不断提高。高性能结构材料的制备和应用技术已成为国内外研究的热点。而大部分高性能金属结构材料的焊接性比传统材料差得多。单独的氩弧焊时，氩弧很容易出现左右摇摆的现象，尤其是当坡口比较深、角度大情况下，这主要是因为单独