一種鉭鎢合金?鋼異種金屬激光焊接方法技術

本發明專利技術提供了一種鉭鎢合金?鋼異種金屬的激光焊接方法，包括如下步驟：1)將待焊接鉭鎢合金板與鋼板水平對接放置，組成待焊件；2)將待焊件在兩端夾緊固定，使鉭鎢合金/鋼對接面的間隙小于0.1mm；3)采用偏束焊接工藝進行焊接，即將激光束的光斑中心從鉭鎢合金/鋼對接面處偏向鉭鎢合金一側進行焊接。該方法可有效的降低鉭鎢合金與鋼異種金屬焊縫熱裂紋敏感性，獲得良好的焊縫內部質量及外觀質量，焊縫接頭平整美觀，無裂紋、氣孔、咬邊、未熔合等缺陷，焊接接頭性能良好，同時可以有效的降低成本。

A kind of dissimilar metal laser welding method tantalum tungsten alloy steel

The present invention provides a method for laser welding of tantalum tungsten alloy steel, which comprises the following steps: 1) to be welded tantalum tungsten alloy plate and the steel plate is placed horizontally butted, composed of parts to be welded; 2) the parts to be welded at both ends of the fixed tantalum tungsten alloy / steel butt joint surface of the gap is less than 0.1mm 3); by welding partial beam welding, laser beam spot center is welded from tantalum tungsten alloy / steel butt joint surface at one side of tantalum tungsten alloy. This method can effectively reduce the tantalum tungsten alloy and steel dissimilar metal weld hot crack sensitivity, good weld appearance quality and internal quality of weld joints, smooth appearance, no cracks, porosity, undercut, lack of fusion defects such as welding joints with good performance, and can effectively reduce the cost.

【技術實現步驟摘要】
一種鉭鎢合金-鋼異種金屬激光焊接方法
本專利技術屬于異種金屬焊接領域，更具體地，涉及一種鉭鎢合金與鋼異種金屬激光焊接方法。
技術介紹
鉭鎢合金具有耐高溫、化學穩定和加工性能好等特點，是航空航天、化學、核工業和高溫技術等領域不可缺少的重要材料，具有廣闊的應用前景。但鉭鎢合金價格昂貴，且密度大，大量使用會增加成本和產品重量，采用鉭鎢合金與鋼的焊接結構可降低成本和重量。但是鉭鎢合金熔點高達3000℃以上，而鋼的熔點一般為1000多攝氏度，相差懸殊；且二者的熱導率、線脹系數等熱物理性能的差異較大，焊接過程中對焊接熱輸入較為敏感，容易出現未融合、咬邊、焊接熱裂紋、焊縫力學性能較低等問題，焊接難度較大。激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、焊接熱輸入小、適應性強、易于實現自動化等優點，可以滿足產品結構復雜多樣的需求，特別適用于對焊接熱輸入要求較為嚴格的材料焊接。但目前對鉭鎢合金與鋼異種金屬激光焊接的研究較少，缺乏一種控制鉭鎢合金與鋼異種金屬激光焊縫力學性能及焊接熱裂紋、氧化等缺陷的激光焊接工藝方法。
技術實現思路
本專利技術為解決上述技術問題提出一種鉭鎢合金與鋼異種金屬激光焊接方法，該方法有效的降低鉭鎢合金與鋼異種金屬焊縫熱裂紋敏感性，獲得良好的焊縫內部質量及外觀質量，即焊縫接頭平整美觀，無裂紋、氣孔、咬邊、未熔合等缺陷，焊接接頭性能良好，同時可以有效的降低成本。為實現上述技術目的，本專利技術采用的技術方案如下：一種鉭鎢合金-鋼異種金屬的激光焊接方法，包括如下步驟：1)將待焊接鉭鎢合金板與鋼板水平對接放置，組成待焊件；2)將待焊件在兩端夾緊固定，使鉭鎢合金/鋼對接面的間隙小于0.1mm；3)采用偏束焊接工藝進行焊接，即將激光束的光斑中心從鉭鎢合金/鋼對接面處偏向鉭鎢合金一側進行焊接。上述方案中，焊接主保護氣為氬氣，主保護氣流量為25L/min～30L/min。上述方案中，焊接背保護氣為氬氣，背保護氣流量為15L/min～20L/min。上述方案中，所述的鉭鎢合金包括Ta-2.5W或Ta-10W合金。上述方案中，所述的鋼包括普通碳素結構鋼Q235A或304奧氏體不銹鋼(304ss)。上述方案中，所述的鉭鎢合金板與鋼板的厚度均為1mm～2mm。上述方案中，所述偏束焊接工藝的偏束距離da＝0.2mm～0.4mm。上述方案中，偏束焊接工藝的焊接參數為：激光功率P＝2.4kW～3.0kW。上述方案中，偏束焊接工藝的焊接參數為：焊接速度v＝3.3m/min～6.0m/min。上述方案中，偏束焊接工藝的焊接參數為：離焦量Δf＝+3mm。為了進一步提高焊接效果，在步驟1)中，所述的鋼板和鉭鎢合金板在水平對接放置前，先耐水砂紙打磨表面以去除表面氧化膜和油污，再用脫脂棉分別蘸取丙酮和酒精清洗試件表面，確保材料表面清潔沒有污染。本專利技術的有益效果：激光焊具有熱輸入小、焊接能量和加熱位置精確可控等特點，是當前異種金屬焊接的主要方法之一。本專利技術將采用激光焊焊接鉭鎢合金與鋼，通過偏束焊接工藝實現二者的可靠連接，獲得高質量的焊接接頭。獲得良好的焊縫內部質量及外觀質量，保證焊縫及熱影響區無裂紋、氣孔、咬邊、未焊透、未熔合等焊接缺陷，焊接接頭性能良好，同時可以有效的降低成本。附圖說明圖1是待焊件示意圖；圖2是激光束作用位置示意圖；圖3是焊接接頭橫截面宏觀形貌照片；其中，圖1和圖2中1表示鋼，2表示鉭鎢合金；圖2中3表示激光束。具體實施方式一種鉭鎢合金-鋼異種金屬的激光焊接方法，包括如下步驟：1)將鉭鎢合金板與鋼板先用80#耐水砂紙打磨表面以去除表面氧化膜和油污，再用脫脂棉分別蘸取丙酮和酒精清洗試件表面，確保材料表面清潔沒有污染；2)將鉭鎢合金板與鋼板水平對接放置，組成待焊件(如圖1所示)，將待焊件在兩端夾緊固定，使鉭鎢合金/鋼對接面的間隙小于0.1mm；3)采用偏束焊接工藝進行焊接，即將激光束的光斑中心從鉭鎢合金/鋼對接面處偏向鉭鎢合金一側進行焊接(如圖2所示)：偏束距離da＝0.2mm～0.4mm，激光功率P＝2.4kW～3.0kW，焊接速度v＝3.3m/min～6.0m/min，離焦量Δf＝+3mm；焊接主保護氣為氬氣，保護氣流量為25L/min～30L/min，背保護氣也為氬氣，保護氣流量為15L/min～20L/min。下面對本專利技術的具體實施方式進行詳細說明，但是本專利技術的保護范圍不局限于所述實施例。實施例1一種鉭鎢合金-鋼異種金屬的激光焊接方法，包括如下步驟：(1)母材為Ta-2.5W合金和普通碳素結構鋼Q235A，尺寸為40mm×20mm×1mm；(2)將Ta-2.5W合金板與Q235A板先用80#耐水砂紙打磨表面以去除表面氧化膜和油污，再用脫脂棉分別蘸取丙酮和酒精清洗試件表面，確保材料表面清潔沒有污染；(3)將Ta-2.5W合金板板與Q235A板水平對接放置，組成待焊件，將待焊件在兩端夾緊固定，使鉭鎢合金/鋼對接面的間隙小于0.1mm；(4)采用偏束焊接工藝進行焊接，即將激光束的光斑中心從鉭鎢合金/鋼對接面處偏向鉭鎢合金一側進行焊接，偏束距離da＝0.2mm，激光功率P＝2.4kW，焊接速度v＝3.3m/min，離焦量Δf＝+3mm；焊接主保護氣為氬氣，保護氣流量為25L/min，背保護氣也為氬氣，保護氣流量為15L/min。對本實施方式接頭的顯微組織進行了觀察，結果如圖3所示。從圖3可以看出在焊縫及熱影響區沒有出現裂紋、氣孔、夾雜等缺陷，兩種材料之間形成了冶金結合。經拉伸試驗，接頭抗拉強度為263MPa。實施例2本實施例焊接方法基本同實施例1，不同的是，本實施例中偏束距離da＝0.4mm。經拉伸試驗，本實施方式焊接的接頭抗拉強度為238MPa。實施例3本實施例焊接方法基本同實施例1，不同的是，本實施例中鉭鎢合金母材使用的是Ta-10W合金板。經拉伸試驗，本實施方式焊接的接頭抗拉強度為276MPa。實施例4本實施例焊接方法基本同實施例1，不同的是，本實施例中鋼母材使用的是304奧氏體不銹鋼(304ss)。經拉伸試驗，本實施方式焊接的接頭抗拉強度為281MPa。實施例5本實施例焊接方法基本同實施例1，不同的是，本實施例中激光功率P＝3.0kW，焊接速度v＝6.0m/min。經拉伸試驗，本實施方式焊接的接頭抗拉強度為254MPa。以上內容是結合具體的優選實施方式對本專利技術所做的進一步詳細說明，便于該
的技術人員能理解和應用本專利技術，不能認定本專利技術的具體實施只局限于這些說明。對于本專利技術所屬
的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下還可以做出若干簡單推演或替換，而不必經過創造性的勞動。因此，本領域技術人員根據本專利技術的揭示，對本專利技術做出的簡單改進都應該在本專利技術的保護范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鉭鎢合金?鋼異種金屬的激光焊接方法，其特征在于，包括如下步驟：1)將待焊接鉭鎢合金板與鋼板水平對接放置，組成待焊件；2)將待焊件在兩端夾緊固定，使鉭鎢合金/鋼對接面的間隙小于0.1mm；3)采用偏束焊接工藝進行焊接，即將激光束的光斑中心從鉭鎢合金/鋼對接面處偏向鉭鎢合金一側進行焊接。

【技術特征摘要】
1.一種鉭鎢合金-鋼異種金屬的激光焊接方法，其特征在于，包括如下步驟：1)將待焊接鉭鎢合金板與鋼板水平對接放置，組成待焊件；2)將待焊件在兩端夾緊固定，使鉭鎢合金/鋼對接面的間隙小于0.1mm；3)采用偏束焊接工藝進行焊接，即將激光束的光斑中心從鉭鎢合金/鋼對接面處偏向鉭鎢合金一側進行焊接。2.如權利要求1所述的鉭鎢合金-鋼異種金屬的激光焊接方法，其特征在于，焊接主保護氣為氬氣，主保護氣流量為25L/min～30L/min。3.如權利要求1所述的鉭鎢合金-鋼異種金屬的激光焊接方法，其特征在于，焊接背保護氣為氬氣，背保護氣流量為15L/min～20L/min。4.如權利要求1所述的鉭鎢合金-鋼異種金屬的激光焊接方法，其特征在于，所述的鉭鎢合金包括Ta-2.5W或Ta-10W合金。5.如權利要求1所述的鉭鎢合金-鋼異種金...

【專利技術屬性】
技術研發人員：章橋新，田文華，周晨，
申請(專利權)人：武漢理工大學，
類型：發明
國別省市：湖北,42