采用复合中间层的钛金属材料与不锈钢电子束焊接头脆性相控制方法

摘要

采用复合中间层的钛金属材料与不锈钢电子束焊接头脆性相控制方法，属于异种难焊金属焊接领域。本发明解决了现有钛金属材料与不锈钢焊接方法无法避免脆性相生成问题。本发明方法是将纯铜和纯钒作为中间层组成由不锈钢-纯铜-纯钒-钛金属材料组成的待焊件，然后将待焊件用丙酮超声清洗，再经酸洗、水洗后烘干，然后真空条件下进行二次电子束焊接。本发明方法获得接头中无脆性相，接头的抗拉强度299MPa以上，屈服强度260MPa以上。本发明方法适用于航空发动机推力室身部、核工业核燃料处理设备、化工以及医疗设备中钛/钢复合构件及钛合金/钢复合构件的制造。

主权项

采用复合中间层的钛金属材料与不锈钢电子束焊接头脆性相控制方法，其特征在于采用复合中间层的钛金属材料与不锈钢电子束焊接头脆性相控制方法是通过下述步骤实现的：一、将厚度0.3～0.6mm的纯钒和厚度为0.5～1.0mm的纯铜作为中间层置于钛金属材料与不锈钢连接面之间，使纯铜靠近不锈钢，再用TIG焊点焊固定，使每个对接面的间隙均小于0.15mm，即得到由不锈钢‑纯铜‑纯钒‑钛金属材料组成的待焊件；二、然后将待焊件用丙酮超声清洗，再经酸洗、水洗后烘干；三、采用刚性固定法将经步骤二处理的待焊件固定于夹具内，然后置于真空电子束焊机的真空室内，抽真空至真空度为4.5×10‑5Pa，分两次进行焊接，第一次焊接将电子束作用于铜上并控制电子束聚焦斑点距离纯铜与不锈钢对接中线的偏移距离为0～0.3mm，第一次焊接参数：焊接速度为300～500mm/min、加速电压为50～100kV、聚焦电流为2300～2500mA、电子束流为8～13mA，第二次焊接将电子束作用在纯钒的中部并控制电子束聚焦斑点距离第一次焊接电子束聚焦斑点的距离为0.4～1.0mm，第二次焊接参数：焊接速度为300～500mm/min、加速电压为50～100kV、聚焦电流为2300～2500mA、电子束流为8～13mA，其中第一次焊接与第二次焊接时间间隔为0.5～2min；即完成了钛金属材料与不锈钢电子束焊接头脆性相控制。