CN106735906B - 一种钛合金板的激光焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛合金板的激光焊接方法，在接头处加工坡口，所述坡口为采用Y形坡口，钝边间隙为2‑3mm，所述坡口两侧斜面上均加工有盲孔，所述的盲孔为圆台形，位于坡口表面的圆台面直径大于位于坡口内部的圆台面直径；在进行焊接时，填充焊料后的盲孔和母材之间会形成机械互锁的结构，显著提高了焊接部位的强度，避免了坡口的反复设计实验，节省了时间。

Description

一种钛合金板的激光焊接方法
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，尤其是涉及一种钛合金板的激光焊接方法。
背景技术
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的一种焊接方法，焊接时通过激光辐射加热焊接面，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使焊接面熔化。激光焊具有能量密度高、熔深大、焊接速度快、变形小及装配间隙适应强的特点，尤其在应用于精密部件焊接和中、厚板的焊接中具有更大的优势。在焊接时，焊接部位的强度至关重要，在目前的激光焊工艺方法中，主要采用先形成一定Y形或V形坡口，再通过优化焊丝的组分和具体焊接工艺来提高焊接强度，但上述方法对强度提高程度有限，同时对焊料和和具体焊接工艺的反复试验需要耗费大量时间和经费，不适应现代化产业发展的需要。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种尤其适用于钛合金板的激光方法，采用在坡口上设置互锁部件的方式，提高了焊接强度，改善了焊接质量。
本发明完整的技术方案包括：
一种钛合金板的激光焊接方法，所述钛合金板的厚度为5-10mm，其特征在于，包括如下步骤：
1)在接头处加工坡口，所述坡口为采用Y形坡口，钝边间隙为2-3mm，所述坡口两侧斜面上均加工有盲孔，所述的盲孔为圆台形，其中位于坡口表面的圆台表面的直径为3-6mm，位于坡口内部的圆台表面的直径为6-8.5mm，圆台深度为5-7mm，所述盲孔在坡口两侧交替分布，间隔间距为4-8mm，
2)焊接工艺，采用YAG激光器或CO2激光器，进行双层焊接，第一层焊接时，采用单层单道焊方法，激光离焦量为+5mm,激光器功率为6-7KW，焊接速度为0.6-0.8m/min,焊缝熔合线呈圆形或椭圆形，完成第一层焊接；在第二层焊接时，采用单层双道焊方法，光离焦量为0mm,激光器功率为3-4KW，焊接速度为0.3-0.5m/min，焊接过程采用氩气保护气氛，氩气流量12-18L/min。
本发明相对于现有技术的优点在于：采用首先在坡口两面加工出圆台的盲孔结构，在进行焊接时，填充焊料后的盲孔和母材之间会形成机械互锁的结构，显著提高了焊接部位的强度，避免了坡口的反复设计实验，节省了时间。
附图说明
图1为本发明坡口机械互锁示意图。
图中：1为母材，2为盲孔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1：
选择5mm钛合金板，去除表面油污和氧化膜层，随后采用五轴联动数控切割机床在母材1上进行加工坡口，所述坡口为采用Y形坡口，钝边间隙为2mm，所述坡口两侧斜面上均加工有盲孔2，所述的盲孔为圆台形，其中位于坡口表面的圆台表面的直径为3mm，位于坡口内部的圆台表面的直径为6mm，圆台深度为5mm，所述盲孔在坡口两侧交替分布，间隔间距为4mm。
2)焊接工艺，采用YAG激光器或CO2激光器，进行双层焊接，第一层焊接时，采用单层单道焊方法，激光离焦量为+5mm,激光器功率为6KW，焊接速度为0.7m/min,焊缝熔合线呈椭圆形，完成第一层焊接；在第二层焊接时，采用单层双道焊方法，光离焦量为0mm,激光器功率为4KW，焊接速度为0.5m/min，焊接过程采用氩气保护气氛，氩气流量18L/min。
实施例2：
选择8mm钛合金板，去除表面油污和氧化膜层，随后采用五轴联动数控切割机床进行加工坡口，所述坡口为采用Y形坡口，钝边间隙为3mm，所述坡口两侧斜面上均加工有盲孔，所述的盲孔为圆台形，其中位于坡口表面的圆台表面的直径为6mm，位于坡口内部的圆台表面的直径为8.5mm，圆台深度为7mm，所述盲孔在坡口两侧交替分布，间隔间距为4mm。
2)焊接工艺，采用YAG激光器或CO2激光器，进行双层焊接，第一层焊接时，采用单层单道焊方法，激光离焦量为+5mm,激光器功率为7KW，焊接速度为0.8m/min,焊缝熔合线呈圆形或椭圆形，完成第一层焊接；在第二层焊接时，采用单层双道焊方法，光离焦量为0mm,激光器功率为4KW，焊接速度为0.3m/min，焊接过程采用氩气保护气氛，氩气流量18L/min。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (2)

1.一种钛合金板的激光焊接方法，所述钛合金板的厚度为5-10mm，其特征在于，包括如下步骤：
1)在接头处加工坡口，所述坡口为采用Y形坡口，钝边间隙为2-3mm，所述坡口两侧斜面上均加工有盲孔，所述的盲孔为圆台形，位于坡口表面的圆台面直径小于位于坡口内部的圆台面直径；
2)焊接工艺，采用YAG激光器或CO2激光器，进行双层焊接，第一层焊接时，采用单层单道焊方法，激光离焦量为+5mm,激光器功率为6-7KW，焊接速度为0.6-0.8m/min,焊缝熔合线呈圆形或椭圆形，完成第一层焊接；在第二层焊接时，采用单层双道焊方法，激光离焦量为0mm,激光器功率为3-4KW，焊接速度为0.3-0.5m/min，焊接过程采用氩气保护气氛，氩气流量12-18L/min。
2.根据权利要求1所述的激光焊接方法，其特征在于，其中位于坡口表面的圆台表面的直径为3-6mm，位于坡口内部的圆台表面的直径为6-8.5mm，圆台深度为5-7mm，所述盲孔在坡口两侧交替分布，间隔间距为4-8mm。
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