一种钽钨合金‑钢异种金属激光焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种钽钨合金‑钢异种金属的激光焊接方法，包括如下步骤：1)将待焊接钽钨合金板与钢板水平对接放置，组成待焊件；2)将待焊件在两端夹紧固定，使钽钨合金/钢对接面的间隙小于0.1mm；3)采用偏束焊接工艺进行焊接，即将激光束的光斑中心从钽钨合金/钢对接面处偏向钽钨合金一侧进行焊接。该方法可有效的降低钽钨合金与钢异种金属焊缝热裂纹敏感性，获得良好的焊缝内部质量及外观质量，焊缝接头平整美观，无裂纹、气孔、咬边、未熔合等缺陷，焊接接头性能良好，同时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.

【技术实现步骤摘要】
一种钽钨合金-钢异种金属激光焊接方法
本专利技术属于异种金属焊接领域，更具体地，涉及一种钽钨合金与钢异种金属激光焊接方法。
技术介绍
钽钨合金具有耐高温、化学稳定和加工性能好等特点，是航空航天、化学、核工业和高温技术等领域不可缺少的重要材料，具有广阔的应用前景。但钽钨合金价格昂贵，且密度大，大量使用会增加成本和产品重量，采用钽钨合金与钢的焊接结构可降低成本和重量。但是钽钨合金熔点高达3000℃以上，而钢的熔点一般为1000多摄氏度，相差悬殊；且二者的热导率、线胀系数等热物理性能的差异较大，焊接过程中对焊接热输入较为敏感，容易出现未融合、咬边、焊接热裂纹、焊缝力学性能较低等问题，焊接难度较大。激光焊接具有能量密度高、焊接速度快、焊接热输入小、适应性强、易于实现自动化等优点，可以满足产品结构复杂多样的需求，特别适用于对焊接热输入要求较为严格的材料焊接。但目前对钽钨合金与钢异种金属激光焊接的研究较少，缺乏一种控制钽钨合金与钢异种金属激光焊缝力学性能及焊接热裂纹、氧化等缺陷的激光焊接工艺方法。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题提出一种钽钨合金与钢异种金属激光焊接方法，该方法有效的降低钽钨合金与钢异种金属焊缝热裂纹敏感性，获得良好的焊缝内部质量及外观质量，即焊缝接头平整美观，无裂纹、气孔、咬边、未熔合等缺陷，焊接接头性能良好，同时可以有效的降低成本。为实现上述技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种钽钨合金-钢异种金属的激光焊接方法，包括如下步骤：1)将待焊接钽钨合金板与钢板水平对接放置，组成待焊件；2)将待焊件在两端夹紧固定，使钽钨合金/钢对接面的间隙小于0.1mm；3)采用偏束焊接工艺进行焊接，即将激光束的光斑中心从钽钨合金/钢对接面处偏向钽钨合金一侧进行焊接。上述方案中，焊接主保护气为氩气，主保护气流量为25L/min～30L/min。上述方案中，焊接背保护气为氩气，背保护气流量为15L/min～20L/min。上述方案中，所述的钽钨合金包括Ta-2.5W或Ta-10W合金。上述方案中，所述的钢包括普通碳素结构钢Q235A或304奥氏体不锈钢(304ss)。上述方案中，所述的钽钨合金板与钢板的厚度均为1mm～2mm。上述方案中，所述偏束焊接工艺的偏束距离da＝0.2mm～0.4mm。上述方案中，偏束焊接工艺的焊接参数为：激光功率P＝2.4kW～3.0kW。上述方案中，偏束焊接工艺的焊接参数为：焊接速度v＝3.3m/min～6.0m/min。上述方案中，偏束焊接工艺的焊接参数为：离焦量Δf＝+3mm。为了进一步提高焊接效果，在步骤1)中，所述的钢板和钽钨合金板在水平对接放置前，先耐水砂纸打磨表面以去除表面氧化膜和油污，再用脱脂棉分别蘸取丙酮和酒精清洗试件表面，确保材料表面清洁没有污染。本专利技术的有益效果：激光焊具有热输入小、焊接能量和加热位置精确可控等特点，是当前异种金属焊接的主要方法之一。本专利技术将采用激光焊焊接钽钨合金与钢，通过偏束焊接工艺实现二者的可靠连接，获得高质量的焊接接头。获得良好的焊缝内部质量及外观质量，保证焊缝及热影响区无裂纹、气孔、咬边、未焊透、未熔合等焊接缺陷，焊接接头性能良好，同时可以有效的降低成本。附图说明图1是待焊件示意图；图2是激光束作用位置示意图；图3是焊接接头横截面宏观形貌照片；其中，图1和图2中1表示钢，2表示钽钨合金；图2中3表示激光束。具体实施方式一种钽钨合金-钢异种金属的激光焊接方法，包括如下步骤：1)将钽钨合金板与钢板先用80#耐水砂纸打磨表面以去除表面氧化膜和油污，再用脱脂棉分别蘸取丙酮和酒精清洗试件表面，确保材料表面清洁没有污染；2)将钽钨合金板与钢板水平对接放置，组成待焊件(如图1所示)，将待焊件在两端夹紧固定，使钽钨合金/钢对接面的间隙小于0.1mm；3)采用偏束焊接工艺进行焊接，即将激光束的光斑中心从钽钨合金/钢对接面处偏向钽钨合金一侧进行焊接(如图2所示)：偏束距离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，离焦量Δf＝+3mm；焊接主保护气为氩气，保护气流量为25L/min～30L/min，背保护气也为氩气，保护气流量为15L/min～20L/min。下面对本专利技术的具体实施方式进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。实施例1一种钽钨合金-钢异种金属的激光焊接方法，包括如下步骤：(1)母材为Ta-2.5W合金和普通碳素结构钢Q235A，尺寸为40mm×20mm×1mm；(2)将Ta-2.5W合金板与Q235A板先用80#耐水砂纸打磨表面以去除表面氧化膜和油污，再用脱脂棉分别蘸取丙酮和酒精清洗试件表面，确保材料表面清洁没有污染；(3)将Ta-2.5W合金板板与Q235A板水平对接放置，组成待焊件，将待焊件在两端夹紧固定，使钽钨合金/钢对接面的间隙小于0.1mm；(4)采用偏束焊接工艺进行焊接，即将激光束的光斑中心从钽钨合金/钢对接面处偏向钽钨合金一侧进行焊接，偏束距离da＝0.2mm，激光功率P＝2.4kW，焊接速度v＝3.3m/min，离焦量Δf＝+3mm；焊接主保护气为氩气，保护气流量为25L/min，背保护气也为氩气，保护气流量为15L/min。对本实施方式接头的显微组织进行了观察，结果如图3所示。从图3可以看出在焊缝及热影响区没有出现裂纹、气孔、夹杂等缺陷，两种材料之间形成了冶金结合。经拉伸试验，接头抗拉强度为263MPa。实施例2本实施例焊接方法基本同实施例1，不同的是，本实施例中偏束距离da＝0.4mm。经拉伸试验，本实施方式焊接的接头抗拉强度为238MPa。实施例3本实施例焊接方法基本同实施例1，不同的是，本实施例中钽钨合金母材使用的是Ta-10W合金板。经拉伸试验，本实施方式焊接的接头抗拉强度为276MPa。实施例4本实施例焊接方法基本同实施例1，不同的是，本实施例中钢母材使用的是304奥氏体不锈钢(304ss)。经拉伸试验，本实施方式焊接的接头抗拉强度为281MPa。实施例5本实施例焊接方法基本同实施例1，不同的是，本实施例中激光功率P＝3.0kW，焊接速度v＝6.0m/min。经拉伸试验，本实施方式焊接的接头抗拉强度为254MPa。以上内容是结合具体的优选实施方式对本专利技术所做的进一步详细说明，便于该
的技术人员能理解和应用本专利技术，不能认定本专利技术的具体实施只局限于这些说明。对于本专利技术所属
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下还可以做出若干简单推演或替换，而不必经过创造性的劳动。因此，本领域技术人员根据本专利技术的揭示，对本专利技术做出的简单改进都应该在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钽钨合金‑钢异种金属的激光焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将待焊接钽钨合金板与钢板水平对接放置，组成待焊件；2)将待焊件在两端夹紧固定，使钽钨合金/钢对接面的间隙小于0.1mm；3)采用偏束焊接工艺进行焊接，即将激光束的光斑中心从钽钨合金/钢对接面处偏向钽钨合金一侧进行焊接。

【技术特征摘要】
1.一种钽钨合金-钢异种金属的激光焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：1)将待焊接钽钨合金板与钢板水平对接放置，组成待焊件；2)将待焊件在两端夹紧固定，使钽钨合金/钢对接面的间隙小于0.1mm；3)采用偏束焊接工艺进行焊接，即将激光束的光斑中心从钽钨合金/钢对接面处偏向钽钨合金一侧进行焊接。2.如权利要求1所述的钽钨合金-钢异种金属的激光焊接方法，其特征在于，焊接主保护气为氩气，主保护气流量为25L/min～30L/min。3.如权利要求1所述的钽钨合金-钢异种金属的激光焊接方法，其特征在于，焊接背保护气为氩气，背保护气流量为15L/min～20L/min。4.如权利要求1所述的钽钨合金-钢异种金属的激光焊接方法，其特征在于，所述的钽钨合金包括Ta-2.5W或Ta-10W合金。5.如权利要求1所述的钽钨合金-钢异种金...

【专利技术属性】
技术研发人员：章桥新，田文华，周晨，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42