CN114682869B - 消除带衬底板tc17对接板材未焊透的复合焊接方法 - Google Patents

消除带衬底板tc17对接板材未焊透的复合焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种消除带衬底板TC17对接板材未焊透的复合焊接方法：先准备钎料和三块TC17板材；并在衬底板上涂一层钎料；再将第一对接板、第二对接板和衬底板组成“T”型结构固定在夹具里；然后调整TIG焊接设备的参数：焊接弧长1.5mm，焊接电流130A～150A，焊接速度2mm/s；用TIG焊枪对第一对接板、第二对接板和衬底板的交汇处进行焊接，完成焊接过程。本发明以TIG焊和钎焊结合的方式，TIG焊接温度使钎料熔化，熔化的钎料填充在对接缝中，第一对接板、第二对接板和衬底板的交汇处在高温作用下形成熔池，熔池冷却后形成焊缝，最终焊接成“T”型TC17焊件，焊件的未焊透深度小于0.5mm。

Description

消除带衬底板TC17对接板材未焊透的复合焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种消除带衬底板TC17对接板材未焊透的复合焊接方法。
背景技术
TC17钛合金是一种十分重要的工程材料，由于比强度高，耐热耐腐蚀性能好而广泛应用于航空航天、医疗器械等领域。航空航天壳体整体采用TC17钛合金封装对焊，焊接过程中，在TC17钛合金壳体对接缝隙内部焊接衬底板，形成“T”型焊接接头；这种焊接接头形式可以保护焊件内部器件在焊接过程中不受影响，还能有效提高焊接接头的强度，提升壳体的使用寿命。
现有技术中，对“T”型带衬底板的TC17焊件多采用电子束焊接方法进行焊接，传统的电子束焊接方法具有高的能量密度，焊缝成形截面具有高深宽比的特点。在对“T”型带衬底板TC17对接板材进行焊接过程中，往往焊缝熔深超过衬底板厚度时，衬底板左右两侧与对接板之间会存在未焊透缺陷。这种缺陷会在焊件服役过程中产生应力集中，从而降低焊件使用寿命。如果进一步调整电子束焊接设备的焊接参数，虽然会使未焊透缺陷消失，但热输入能量会持续增加，导致衬底板被“焊穿”，对壳体内部器件产生危害。故单一电子束焊接方法已无法满足衬底板TC17对接板材焊接需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种消除带衬底板TC17对接板材未焊透的复合焊接方法，以解决现有的电子束焊接方法焊接“T”型带衬底板TC17对接板材，得到的焊件未焊透深度较深的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
消除带衬底板TC17对接板材未焊透的复合焊接方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1，准备好钎料和三块TC17板材；三块TC17板材分别为第一对接板、第二对接板和衬底板；其中，钎料为带有钛成分的银基钎料，钎料的组成成分为Ag-59.5wt％、Cu-24wt％、In-15wt％、Ti-1.5wt％；
步骤S2，对第一对接板、第二对接板和衬底板分别进行表面处理，以清理掉表面的脏污和氧化物；
步骤S3，在衬底板的上表面均匀涂覆一层0.5mm厚的钎料；
步骤S4，先将衬底板放置在夹具的底部，再将第一对接板和第二对接板横向对接，第一对接板和第二对接板之间留有对接缝；对接好后，将第一对接板和第二对接板固定在夹具上；第一对接板、第二对接板和衬底板组成“T”型结构，衬底板在第一对接板和第二对接板的下方，并且衬底板覆有钎料的一面紧贴着第一对接板和第二对接板的对接缝；
步骤S5，用夹具将第一对接板、第二对接板和衬底板固定好后，调整TIG焊接设备的焊接参数：焊接弧长为1.5mm，焊接电流为130A～150A，焊接速度为2mm/s；再将TIG焊接设备的TIG焊枪对着第一对接板和第二对接板的对接缝，然后沿着对接缝的延伸方向移动TIG焊枪，对第一对接板、第二对接板和衬底板三者的交汇处进行焊接，完成整个焊接过程；
步骤S6，焊接结束后，待焊件自然冷却，去除夹具，获得“T”型带衬底板的TC17焊件。
上述步骤S1中，第一对接板和第二对接板的形状和尺寸完全相同。
上述步骤S2中，依次使用400#、800#、1200#和2000#砂纸对三块TC17板材进行表面打磨，以清理表面脏污和氧化物，然后将打磨后的三块TC17板材进行超声波清洗。
上述步骤S4中，对接缝的缝隙为1mm。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1.本发明所提供的复合焊接方法，以TIG焊和钎焊结合的方式，TIG焊为主要热源输出来辅助钎焊完成焊件连接；具体为，TIG焊接温度通过金属热传导使衬底板上表面的钎料熔化，熔化的钎料填充在第一对接板与第二对接板之间的对接缝中，第一对接板、第二对接板和衬底板三者的交汇处在高温作用下形成熔池，熔池冷却后形成焊缝，最终焊接成“T”型带衬底板的TC17焊件。
2.钎料熔化温度(755℃)远小于TC17板材熔化温度(1640℃)，利用TIG焊和钎焊结合的方式，能够最大限度地保证焊接质量的同时，缩小了衬底板与第一对接板、第二对接板之间的未焊透区域，使得未焊透深度小于0.5mm；并且焊后熔合区成形好，提高了“T”型TC17焊件的力学性能和使用寿命。
附图说明
图1为本发明TIG焊和钎焊复合焊接方法中，第一对接板、第二对接板和衬底板固定在夹具里的结构示意图；
图2为本发明TIG焊和钎焊复合焊接方法中，TIG焊枪焊接第一对接板、第二对接板和衬底板的示意图；
图3为第一对接板或第二对接板的结构示意图；
图4为衬底板的结构示意图；
图5为本发明实施例1、实施例2和实施例3中，第一对接板、第二对接板和衬底板组成的“T”型结构示意图；
图6为本发明实施例1、实施例2和实施例3中，TIG焊枪焊接第一对接板、第二对接板和衬底板的示意图；
图7为本发明实施例1中，最终获得“T”型带衬底板TC17焊件的宏观形貌图；
图8为本发明实施例2中，最终获得“T”型带衬底板TC17焊件的宏观形貌图；
图9为本发明实施例3中，最终获得“T”型带衬底板TC17焊件的宏观形貌图；
图10为对比例1中，最终获得“T”型带衬底板TC17焊件的宏观形貌图；
图11为对比例2中，最终获得“T”型带衬底板TC17焊件的宏观形貌图；
图12为对比例3中，最终获得“T”型带衬底板TC17焊件的宏观形貌图；
图13为对比例4和对比例5中，第一对接板、第二对接板和衬底板固定在夹具里的结构示意图；
图14为对比例4和对比例5中，第一对接板、第二对接板和衬底板组成的“T”型结构示意图；
图15为对比例4中，最终获得“T”型带衬底板TC17焊件的宏观形貌图；
图16为对比例5中，最终获得“T”型带衬底板TC17焊件的宏观形貌图。
图中标号：1、TIG焊枪；2、对接缝；3、夹具；4、钎料；5、第一对接板；6、第二对接板；7、衬底板；8、焊缝；9、未焊透区域。
具体实施方式
本发明提供一种消除带衬底板TC17对接板材未焊透的复合焊接方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1，准备好钎料4和三块TC17板材；三块TC17板材分别为第一对接板5、第二对接板6和衬底板7，第一对接板5和第二对接板6的形状和尺寸完全相同；其中，钎料4为带有钛成分的银基钎料，钎料4的组成成分为Ag-59.5wt％、Cu-24wt％、In-15wt％、Ti-1.5wt％；
步骤S2，依次使用400#、800#、1200#和2000#砂纸对三块TC17板材进行表面打磨，以清理表面脏污和氧化物，然后将打磨后的三块TC17板材进行超声波清洗；
步骤S3，在衬底板7的上表面均匀涂覆一层0.5mm厚的钎料4；
步骤S4，如图1所示，先将衬底板7放置在夹具3的底部，再将第一对接板5和第二对接板6横向对接，第一对接板5和第二对接板6之间留有对接缝2，对接缝2的缝隙为1mm；对接好后，将第一对接板5和第二对接板6用螺栓固定在夹具3上；第一对接板5、第二对接板6和衬底板7组成“T”型结构，衬底板7在第一对接板5和第二对接板6的下方，并且衬底板7覆有钎料4的一面紧贴着第一对接板5和第二对接板6的对接缝2；
步骤S5，用夹具3将第一对接板5、第二对接板6和衬底板7固定好后，调整TIG焊接设备的焊接参数：焊接弧长为1.5mm，焊接电流为130A～150A，焊接速度为2mm/s；再将TIG焊接设备的TIG焊枪1对着第一对接板5和第二对接板6的对接缝2，然后沿着对接缝2的延伸方向移动TIG焊枪1，对第一对接板5、第二对接板6和衬底板7三者的交汇处进行焊接；如图2所示，在焊接过程中，钎料4熔化，熔化的钎料4填充在第一对接板5和第二对接板6之间的对接缝2中，第一对接板5、第二对接板6和衬底板7三者的交汇处在高温作用下形成熔池；待TIG焊枪1移开后，熔池逐渐冷却形成焊缝8；
步骤S6，焊接结束后，待焊件自然冷却，去除夹具3，获得“T”型带衬底板7的TC17焊件；最后测量该焊件未焊透区域9的深度θ1，获得未焊透深度数据。
实施例1
本发明提供一种消除带衬底板TC17对接板材未焊透的复合焊接方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1，准备好钎料4和三块TC17板材；
三块TC17板材分别为第一对接板5、第二对接板6和衬底板7，第一对接板5和第二对接板6的形状和尺寸完全相同；如图3所示，第一对接板5的长L1为55mm，宽L2为50mm，高L3为2.5mm；如图4所示，衬底板7的长L4为55mm，宽L5为10mm，高L6为2.5mm；
钎料4为带有钛成分的银基钎料，钎料4的组成成分为Ag-59.5wt％、Cu-24wt％、In-15wt％、Ti-1.5wt％；钎料4由郑州金欧焊业有限公司生产，产品型号为472949；
步骤S2，依次使用400#、800#、1200#和2000#砂纸对三块TC17板材进行表面打磨，以清理表面脏污和氧化物，然后将打磨后的三块TC17板材进行超声波清洗；
步骤S3，在衬底板7的上表面均匀涂覆一层0.5mm厚的钎料4；
步骤S4，如图1所示，先将衬底板7放置在夹具3的底部，再将第一对接板5和第二对接板6横向对接，第一对接板5和第二对接板6之间留有对接缝2，对接缝2的缝隙为1mm；对接好后，将第一对接板5和第二对接板6用螺栓固定在夹具3上；第一对接板5、第二对接板6和衬底板7组成“T”型结构，衬底板7在第一对接板5和第二对接板6的下方，并且衬底板7覆有钎料4的一面紧贴着第一对接板5和第二对接板6的对接缝2；组合好的第一对接板5、第二对接板6和衬底板7，如图5所示；
步骤S5，用夹具3将第一对接板5、第二对接板6和衬底板7固定好后，调整TIG焊接设备的焊接参数：焊接弧长为1.5mm，焊接电流为130A，焊接速度为2mm/s；再将TIG焊接设备的TIG焊枪1对着第一对接板5和第二对接板6的对接缝2，然后沿着对接缝2的延伸方向移动TIG焊枪1，对第一对接板5、第二对接板6和衬底板7三者的交汇处进行焊接；如图6所示，在焊接过程中，钎料4熔化，熔化的钎料4填充在第一对接板5和第二对接板6之间的对接缝2中，第一对接板5、第二对接板6和衬底板7三者的交汇处在高温作用下形成熔池；待TIG焊枪1移开后，熔池逐渐冷却形成焊缝8；
步骤S6，焊接结束后，待焊件自然冷却，去除夹具3，获得“T”型带衬底板7的TC17焊件，如图7所示；最后测量该焊件未焊透区域9的深度θ1，获得未焊透深度数据θ1＝0.45mm，如图7所示。
实施例2
本发明提供一种消除带衬底板TC17对接板材未焊透的复合焊接方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1，准备好钎料4和三块TC17板材；
三块TC17板材分别为第一对接板5、第二对接板6和衬底板7，第一对接板5和第二对接板6的形状和尺寸完全相同；如图3所示，第一对接板5的长L1为55mm，宽L2为50mm，高L3为2.5mm；如图4所示，衬底板7的长L4为55mm，宽L5为10mm，高L6为2.5mm；
钎料4为带有钛成分的银基钎料，钎料4的组成成分为Ag-59.5wt％、Cu-24wt％、In-15wt％、Ti-1.5wt％；钎料4由郑州金欧焊业有限公司生产，产品型号为472949；
步骤S2，依次使用400#、800#、1200#和2000#砂纸对三块TC17板材进行表面打磨，以清理表面脏污和氧化物，然后将打磨后的三块TC17板材进行超声波清洗；
步骤S3，在衬底板7的上表面均匀涂覆一层0.5mm厚的钎料4；
步骤S4，如图1所示，先将衬底板7放置在夹具3的底部，再将第一对接板5和第二对接板6横向对接，第一对接板5和第二对接板6之间留有对接缝2，对接缝2的缝隙为1mm；对接好后，将第一对接板5和第二对接板6用螺栓固定在夹具3上；第一对接板5、第二对接板6和衬底板7组成“T”型结构，衬底板7在第一对接板5和第二对接板6的下方，并且衬底板7覆有钎料4的一面紧贴着第一对接板5和第二对接板6的对接缝2；组合好的第一对接板5、第二对接板6和衬底板7，如图5所示；
步骤S5，用夹具3将第一对接板5、第二对接板6和衬底板7固定好后，调整TIG焊接设备的焊接参数：焊接弧长为1.5mm，焊接电流为140A，焊接速度为2mm/s；再将TIG焊接设备的TIG焊枪1对着第一对接板5和第二对接板6的对接缝2，然后沿着对接缝2的延伸方向移动TIG焊枪1，对第一对接板5、第二对接板6和衬底板7三者的交汇处进行焊接；如图6所示，在焊接过程中，钎料4熔化，熔化的钎料4填充在第一对接板5和第二对接板6之间的对接缝2中，第一对接板5、第二对接板6和衬底板7三者的交汇处在高温作用下形成熔池；待TIG焊枪1移开后，熔池逐渐冷却形成焊缝8；
步骤S6，焊接结束后，待焊件自然冷却，去除夹具3，获得“T”型带衬底板7的TC17焊件，如图8所示；最后测量该焊件未焊透区域9的深度θ1，获得未焊透深度数据θ1＝0.30mm，如图8所示。
实施例3
本发明提供一种消除带衬底板TC17对接板材未焊透的复合焊接方法，该方法包括以下步骤：
步骤S1，准备好钎料4和三块TC17板材；
三块TC17板材分别为第一对接板5、第二对接板6和衬底板7，第一对接板5和第二对接板6的形状和尺寸完全相同；如图3所示，第一对接板5的长L1为55mm，宽L2为50mm，高L3为2.5mm；如图4所示，衬底板7的长L4为55mm，宽L5为10mm，高L6为2.5mm；
钎料4为带有钛成分的银基钎料，钎料4的组成成分为Ag-59.5wt％、Cu-24wt％、In-15wt％、Ti-1.5wt％；钎料4由郑州金欧焊业有限公司生产，产品型号为472949；
步骤S2，依次使用400#、800#、1200#和2000#砂纸对三块TC17板材进行表面打磨，以清理表面脏污和氧化物，然后将打磨后的三块TC17板材进行超声波清洗；
步骤S3，在衬底板7的上表面均匀涂覆一层0.5mm厚的钎料4；
步骤S4，如图1所示，先将衬底板7放置在夹具3的底部，再将第一对接板5和第二对接板6横向对接，第一对接板5和第二对接板6之间留有对接缝2，对接缝2的缝隙为1mm；对接好后，将第一对接板5和第二对接板6用螺栓固定在夹具3上；第一对接板5、第二对接板6和衬底板7组成“T”型结构，衬底板7在第一对接板5和第二对接板6的下方，并且衬底板7覆有钎料4的一面紧贴着第一对接板5和第二对接板6的对接缝2；组合好的第一对接板5、第二对接板6和衬底板7，如图5所示；
步骤S5，用夹具3将第一对接板5、第二对接板6和衬底板7固定好后，调整TIG焊接设备的焊接参数：焊接弧长为1.5mm，焊接电流为150A，焊接速度为2mm/s；再将TIG焊接设备的TIG焊枪1对着第一对接板5和第二对接板6的对接缝2，然后沿着对接缝2的延伸方向移动TIG焊枪1，对第一对接板5、第二对接板6和衬底板7三者的交汇处进行焊接；如图6所示，在焊接过程中，钎料4熔化，熔化的钎料4填充在第一对接板5和第二对接板6之间的对接缝2中，第一对接板5、第二对接板6和衬底板7三者的交汇处在高温作用下形成熔池；待TIG焊枪1移开后，熔池逐渐冷却形成焊缝8；
步骤S6，焊接结束后，待焊件自然冷却，去除夹具3，获得“T”型带衬底板7的TC17焊件，如图9所示；最后测量该焊件未焊透区域9的深度θ1，获得未焊透深度数据θ1＝0.37mm，如图9所示。
综上所述，本发明实施例1、实施例2和实施例3的性能参数如表1所示：
表1
通过表1可以看出：在钎料作用下，当TIG焊接电流为130A～150A时，未焊透深度均低于0.5mm。
下面通过对比试验对本发明复合焊接方法的焊接效果作进一步详细说明。
对比试验(一)
本试验提供三个对比例，分别是对比例1、对比例2和对比例3，具体如下：
(1.1)将本发明实施例1和对比例1进行对比
对比例1
对比例1与本发明实施例1唯一不同的是，对比例1的衬底板7上没有涂覆钎料4；其余都与本发明实施例1相同，在此不做赘述。最终，利用对比例1焊接方法得到的“T”型带衬底板7的TC17焊件，如图10所示；测量该焊件未焊透区域9的深度θ2，获得未焊透深度数据θ2＝10mm，如图10所示。
将本发明实施例1与对比例1的性能参数进行对比，对比数据如表2所示：
表2
通过表2可以看出：在相同TIG焊接电流(130A)下，钎料涂覆在衬底板上表面能有效地降低了未焊透深度，未焊透深度从10mm降低至0.45mm。
(1.2)将本发明实施例2和对比例2进行对比
对比例2
对比例2与本发明实施例2唯一不同的是，对比例2的衬底板7上没有涂覆钎料4，其余都与本发明实施例2相同，在此不做赘述。最终，利用对比例2焊接方法得到的“T”型带衬底板7的TC17焊件，如图11所示；测量该焊件未焊透区域9的深度θ2，获得未焊透深度数据θ2＝10mm，如图11所示。
将本发明实施例2与对比例2的性能参数进行对比，对比数据如表3所示：
表3
通过表3可以看出：在相同TIG焊接电流(140A)下，钎料涂覆在衬底板上表面能有效地降低了未焊透深度，未焊透深度从10mm降低至0.30mm。
(1.3)将本发明实施例3和对比例3进行对比
对比例3
对比例3与本发明实施例3唯一不同的是，对比例3的衬底板7上没有涂覆钎料4；其余都与本发明实施例3相同，在此不做赘述。最终，利用对比例3焊接方法得到的“T”型带衬底板7的TC17焊件，如图12所示；测量该焊件未焊透区域9的深度θ2，获得未焊透深度数据θ2＝10mm，如图12所示。
将本发明实施例3与对比例3的性能参数进行对比，对比数据如表4所示：
表4
通过表4可以看出：在相同TIG焊接电流(150A)下，钎料涂覆在衬底板上表面能有效地降低了未焊透深度，未焊透深度从10mm降低至0.37mm。
对比试验(二)
本试验提供两个对比例，分别是对比例4和对比例5，这两个对比例是利用现有的电子束焊接方法来焊接“T”带衬底板的TC17焊件的。
对比例4
利用现有的电子束焊接方法来焊接“T”型带衬底板的TC17焊件，具体操作方法如下：
步骤S1，准备好三块TC17板材；
三块TC17板材分别为第一对接板5、第二对接板6和衬底板7；第一对接板5和第二对接板6的形状和尺寸完全相同；如图3所示，第一对接板5的长L1为55mm，宽L2为50mm，高L3为2.5mm；如图4所示，衬底板7的长L4为55mm，宽L5为10mm，高L6为2.5mm；
步骤S2，依次使用400#、800#、1200#和2000#砂纸对三块TC17板材进行表面打磨，以清理表面脏污和氧化物，然后将打磨后的三块TC17板材进行超声波清洗；
步骤S3，如图13所示，先将衬底板7放置在夹具3的底部，再将第一对接板5和第二对接板6横向对接，第一对接板5和第二对接板6之间无需留缝隙；对接好后，将第一对接板5和第二对接板6用螺栓固定在夹具3上；第一对接板5、第二对接板6和衬底板7组成“T”型结构，衬底板7在第一对接板5和第二对接板6的下方，并且衬底板7的上表面紧贴着第一对接板5和第二对接板6的连接处；组合好的第一对接板5、第二对接板6和衬底板7，如图14所示；
步骤S4，用夹具3将第一对接板5、第二对接板6和衬底板7固定好后，调整电子束焊接设备的焊接参数：加速电压为65KV，聚焦电流600mA，焊接速度为8mm/s；再将电子束焊接设备的电子束对着第一对接板5和第二对接板6的连接处，对第一对接板5、第二对接板6和衬底板7三者的交汇处进行焊接；在焊接过程中，第一对接板5、第二对接板6和衬底板7三者的交汇处在高温作用下形成熔池；待电子束移开后，熔池逐渐冷却形成焊缝8；
步骤S5，焊接结束后，待焊件自然冷却，去除夹具3，获得“T”型带衬底板7的TC17焊件，如图15所示；最后测量该焊件的未焊透区域9的深度θ3，获得未焊透深度数据θ3＝1.14mm，如图15所示。
对比例5
利用现有的电子束焊接方法来焊接“T”型带衬底板的TC17焊件，具体操作方法如下：
步骤S1，准备好三块TC17板材；
三块TC17板材分别为第一对接板5、第二对接板6和衬底板7，第一对接板5和第二对接板6的形状和尺寸完全相同；如图3所示，第一对接板5的长L1为55mm，宽L2为50mm，高L3为2.5mm；如图4所示，衬底板7的长L4为55mm，宽L5为10mm，高L6为2.5mm；
步骤S2，依次使用400#、800#、1200#和2000#砂纸对三块TC17板材进行表面打磨，以清理表面脏污和氧化物，然后将打磨后的三块TC17板材进行超声波清洗；
步骤S3，如图13所示，先将衬底板7放置在夹具3的底部，再将第一对接板5和第二对接板6横向对接，第一对接板5和第二对接板6之间无需留缝隙；对接好后，将第一对接板5和第二对接板6用螺栓固定在夹具3上；第一对接板5、第二对接板6和衬底板7组成“T”型结构，衬底板7在第一对接板5和第二对接板6的下方，并且衬底板7的上表面紧贴着第一对接板5和第二对接板6的连接处；组合好的第一对接板5、第二对接板6和衬底板7，如图14所示；
步骤S4，用夹具3将第一对接板5、第二对接板6和衬底板7固定好后，调整电子束焊接设备的焊接参数：加速电压为65KV，聚焦电流600mA，焊接速度为14mm/s；再将电子束焊接设备的电子束对着第一对接板5和第二对接板6的连接处，对第一对接板5、第二对接板6和衬底板7三者的交汇处进行焊接；在焊接过程中，第一对接板5、第二对接板6和衬底板7三者的交汇处在高温作用下形成熔池；待电子束移开后，熔池逐渐冷却形成焊缝8；
步骤S5，焊接结束后，待焊件自然冷却，去除夹具3，获得“T”型带衬底板7的TC17焊件，如图16所示；最后测量该焊件的未焊透区域9的深度θ3，获得未焊透深度数据θ3＝5.52mm，如图16所示。
对比例4和对比例5的性能参数如表5所示：
表5
通过表5可以看出：对于现有的电子束焊接方法，通过降低焊接速度可以有效地减小未焊透深度；另外，由图15可以看出，当焊接速度为8mm/s时，熔深抵达衬底板底部，此时未焊透深度为1.14mm。
通过表1和表5对比可以看出：本发明以TIG焊和钎焊结合的方式焊接“T”型带衬底板的TC17焊件，所得焊件的未焊透深度远远小于电子束焊接方法所得焊件的未焊透深度。

Claims (4)

1.消除带衬底板TC17对接板材未焊透的复合焊接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
步骤S1，准备好钎料(4)和三块TC17板材；三块TC17板材分别为第一对接板(5)、第二对接板(6)和衬底板(7)；其中，钎料(4)为带有钛成分的银基钎料，钎料(4)的组成成分为Ag-59.5wt％、Cu-24wt％、In-15wt％、Ti-1.5wt％；
步骤S2，对第一对接板(5)、第二对接板(6)和衬底板(7)分别进行表面处理，以清理掉表面的脏污和氧化物；
步骤S3，在衬底板(7)的上表面均匀涂覆一层0.5mm厚的钎料(4)；
步骤S4，先将衬底板(7)放置在夹具(3)的底部，再将第一对接板(5)和第二对接板(6)横向对接，第一对接板(5)和第二对接板(6)之间留有对接缝(2)；对接好后，将第一对接板(5)和第二对接板(6)固定在夹具(3)上；第一对接板(5)、第二对接板(6)和衬底板(7)组成“T”型结构，衬底板(7)在第一对接板(5)和第二对接板(6)的下方，并且衬底板(7)覆有钎料(4)的一面紧贴着第一对接板(5)和第二对接板(6)的对接缝(2)；
步骤S5，用夹具(3)将第一对接板(5)、第二对接板(6)和衬底板(7)固定好后，调整TIG焊接设备的焊接参数：焊接弧长为1.5mm，焊接电流为130A～150A，焊接速度为2mm/s；再将TIG焊接设备的TIG焊枪(1)对着第一对接板(5)和第二对接板(6)的对接缝(2)，然后沿着对接缝(2)的延伸方向移动TIG焊枪(1)，对第一对接板(5)、第二对接板(6)和衬底板(7)三者的交汇处进行焊接，完成整个焊接过程；
步骤S6，焊接结束后，待焊件自然冷却，去除夹具(3)，获得“T”型带衬底板(7)的TC17焊件。
2.根据权利要求1所述的消除带衬底板TC17对接板材未焊透的复合焊接方法，其特征在于：所述步骤S1中，第一对接板(5)和第二对接板(6)的形状和尺寸完全相同。
3.根据权利要求1所述的消除带衬底板TC17对接板材未焊透的复合焊接方法，其特征在于：所述步骤S2中，依次使用400#、800#、1200#和2000#砂纸对三块TC17板材进行表面打磨，以清理表面脏污和氧化物，然后将打磨后的三块TC17板材进行超声波清洗。
4.根据权利要求1所述的消除带衬底板TC17对接板材未焊透的复合焊接方法，其特征在于：所述步骤S4中，对接缝(2)的缝隙为1mm。
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Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1058132A (ja) * 1996-08-23 1998-03-03 Niigata Eng Co Ltd ろう接方法
CN101745709A (zh) * 2009-12-21 2010-06-23 哈尔滨工业大学 适用于铝/钢异种合金对接的辅助涂层tig熔-钎焊方法
CN101862873A (zh) * 2010-05-13 2010-10-20 重庆大学 一种电磁激励tig电弧熔-钎焊复合焊接方法和设备
CN103143803A (zh) * 2013-03-15 2013-06-12 哈尔滨工业大学 一种预镀层钛合金与铝合金电弧熔钎焊方法
WO2014173060A1 (zh) * 2013-04-26 2014-10-30 中国化学工程第三建设有限公司 不锈钢焊件加衬垫的组合焊接方法
CN110560868A (zh) * 2019-07-25 2019-12-13 沈阳富创精密设备有限公司 一种6系铝合金薄板真空电子束焊接工艺
CN112756769A (zh) * 2020-12-28 2021-05-07 西安理工大学 一种基于热力耦合条件的钛合金摩擦焊接头优化方法
CN113909717A (zh) * 2021-11-02 2022-01-11 中国人民解放军陆军工程大学 一种钛/铝/钛双面多层复合材料熔钎焊方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1058132A (ja) * 1996-08-23 1998-03-03 Niigata Eng Co Ltd ろう接方法
CN101745709A (zh) * 2009-12-21 2010-06-23 哈尔滨工业大学 适用于铝/钢异种合金对接的辅助涂层tig熔-钎焊方法
CN101862873A (zh) * 2010-05-13 2010-10-20 重庆大学 一种电磁激励tig电弧熔-钎焊复合焊接方法和设备
CN103143803A (zh) * 2013-03-15 2013-06-12 哈尔滨工业大学 一种预镀层钛合金与铝合金电弧熔钎焊方法
WO2014173060A1 (zh) * 2013-04-26 2014-10-30 中国化学工程第三建设有限公司 不锈钢焊件加衬垫的组合焊接方法
CN110560868A (zh) * 2019-07-25 2019-12-13 沈阳富创精密设备有限公司 一种6系铝合金薄板真空电子束焊接工艺
CN112756769A (zh) * 2020-12-28 2021-05-07 西安理工大学 一种基于热力耦合条件的钛合金摩擦焊接头优化方法
CN113909717A (zh) * 2021-11-02 2022-01-11 中国人民解放军陆军工程大学 一种钛/铝/钛双面多层复合材料熔钎焊方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
结合钎焊和氩弧焊方法对钛合金/Nb/不锈钢接头的连接;叶雷;熊华平;李晓红;毛唯;程耀永;;航空材料学报(第02期);全文 *

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