The invention relates to the field of laser welding and laser augmentation manufacturing, in particular to an Al Ti alloy dissimilar metal welding method. This method transforms welding between dissimilar metals into welding between the same metals by using transition metal plates with gradient change in composition. It effectively solves the problem of difficult welding between Al and Ti due to the large difference of melting points, and effectively avoids the formation of brittle phase of Al Ti during welding of dissimilar Al Ti metals. Thus, the welding quality of dissimilar metal of Al-Ti alloy is improved, and the service life of dissimilar metal welding parts of Al-Ti alloy is improved.
【技术实现步骤摘要】
一种Al-Ti合金异种金属焊接方法
本专利技术涉及激光焊接和激光增材制造领域,具体涉及一种Al-Ti合金异种金属焊接方法,能够通过使用成分梯度变化的过渡金属板连接Al-Ti合金异种金属的方式,有效地解决了Al和Ti合金由于熔点相差较大而造成的难以焊接的问题,并且有效的避免了Al-Ti异种金属焊接过程中Al-Ti脆性相的形成,从而改善了Al-Ti合金异种金属焊接质量,提高了Al-Ti合金异种金属焊接件的使用寿命。
技术介绍
钛及钛合金具有比重小、比强度高、抗腐蚀性能强、高温和低温力学性能良好等优点,广泛应用于航空、航天、舰船、化工、汽车和生物医学等各个领域。铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料,在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用。Al合金和Ti合金异种金属焊接件主要应用于航空航天领域。激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法。激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现,激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光深熔焊接。功率密度小于104-105W/cm2为热传导焊,此时熔深浅、焊接速度慢;功率密度大于105-107W/cm2时,金属表面受热作用下凹成“孔穴”,形成深熔焊,具有焊接速度快、深宽比大的特点。Al合金和Ti合金由于在熔点和反射率等物理和化学性质的差异,造成了焊接的困难。由于Al合金和Ti合金在物理和化学成分上的差异,导致直接焊接这两种金属容易导致脆性金属间化合物相Al-Ti相的产生。Al-Ti脆性相的产生会导致Al-Ti合金异种金属焊接件发生脆性断裂,显著地降低焊接件的使用寿命。
技术实现思路
为了解决 ...
【技术保护点】
1.一种Al‑Ti合金异种金属焊接方法,其特征在于,使用送粉式激光增材制造的方法,通过改变Al‑Ti混合粉末比例的方式,制备出元素梯度变化的Al‑Ti合金焊接过渡金属板,然后使用激光焊接的方法,将过渡金属板分别与Al‑Ti合金待焊基体相互连接,从而达到Al‑Ti合金异种金属连接的目的;具体步骤如下:(1)将两个送粉器同时置于工作台表面,开始成分梯度变化的过渡金属板的激光增材制备;(2)每完成一层粉末的打印,分别改变两个送粉器的送粉速度以改变混合粉末的比例,进行下一层金属的打印;(3)完成整个过渡金属增材制造过程后,取出制备完成的过渡金属板,元素的梯度沿过渡金属的长度方向变化;(4)对过渡金属板和待焊合金基体待焊部位进行打磨,直至两者的待焊表面的氧化层被去除;(5)将过渡金属板置于待焊异种金属中间,使用激光焊接技术分别焊接过渡金属和Al合金基体以及Ti合金基体,从而完成整个Al‑Ti合金异种金属焊接过程。
【技术特征摘要】
1.一种Al-Ti合金异种金属焊接方法,其特征在于,使用送粉式激光增材制造的方法,通过改变Al-Ti混合粉末比例的方式,制备出元素梯度变化的Al-Ti合金焊接过渡金属板,然后使用激光焊接的方法,将过渡金属板分别与Al-Ti合金待焊基体相互连接,从而达到Al-Ti合金异种金属连接的目的;具体步骤如下:(1)将两个送粉器同时置于工作台表面,开始成分梯度变化的过渡金属板的激光增材制备;(2)每完成一层粉末的打印,分别改变两个送粉器的送粉速度以改变混合粉末的比例,进行下一层金属的打印;(3)完成整个过渡金属增材制造过程后,取出制备完成的过渡金属板,元素的梯度沿过渡金属的长度方向变化;(4)对过渡金属板和待焊合金基体待焊部位进行打磨,直至两者的待焊表面的氧化层被去除;(5)将过渡金属板置于待焊异种金属中间,使用激光焊接技术分别焊接过渡金属和Al合金基体以及Ti合金基体,从而完成整个Al-Ti合金异种金属焊接过程。2.如权利要求1所述的一种Al-Ti合金异种金属焊接方法,其特征在于,步骤(1)中,激光增材制备的参数为:激光功率280-320W,送粉速度为100-1000mm/min,光斑直径为0.12-0.14mm,每层增材的厚度...
【专利技术属性】
技术研发人员:顾成义,徐刚,鲁金忠,沈华宾,罗开玉,
申请(专利权)人:江苏海宇机械有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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