基于激光同步预热沉积钢/钛异种金属的梯度过渡连接方法技术

本发明专利技术涉及激光加工技术领域，具体涉及一种基于激光同步预热沉积钢/钛异种金属的梯度过渡连接方法，包括以下步骤：(1)基板加工和清理：接头形式为对接或角接；(2)预热：采用激光预热钛合金基材的沉积位置的截面；(3)粉末准备：不锈钢和钛合金称重后分别和镍基合金混合；(4)激光沉积及同步预热：激光沉积一定时间后对沉积层进行预热，然后继续沉积，交替进行；(5)后热：激光继续运行对沉积层进行后热处理；(6)焊接：获取钛/镍/钢梯度沉积层并进行焊接。本发明专利技术解决了目前钛合金与不锈钢采用传统熔化焊、高能束焊及固相连接过程中，由于界面处极易形成连续且高脆性的金属间化合物，从而导致焊接接头强度低、韧性差的问题。

Gradient joining method based on laser synchronous preheating deposition of steel / titanium dissimilar metals

【技术实现步骤摘要】
基于激光同步预热沉积钢/钛异种金属的梯度过渡连接方法
本专利技术涉及激光加工
，具体涉及一种基于激光同步预热沉积钢/钛异种金属的梯度过渡连接方法。
技术介绍
异种材料的焊接在节约成本、减轻重量、产品设计灵活性以及增强产品功能性等方面具有潜在的优势，不断受到业界的关注。然而，异种金属材料连接仍存在一些未解决的问题，特别是焊缝中脆性金属间相的形成导致的力学性能弱化问题。钛合金与不锈钢异种连接在化工、能源、航空航天和核应用领域具有广泛的应用前景。然而，钛合金和不锈钢直接焊接过程FeTi和Fe2Ti等脆性金属间化合物很难避免，从而引起接头开裂，焊接接头的力学性能严重下降。传统的熔化焊常用于连接相同或相似的金属，当用于焊接异种金属时，无论是引入中间层或采用激光焊接等高能束焊接，焊缝仍会出现开裂或脆化等问题。这是由于合金元素溶解度不足、原子结构失配、热膨胀变化以及脆性金属间相引起的。为了尽量减少异种金属焊接过程金属间相的形成，克服焊接材料之间物理、化学和热性能的差异，目前异种材料连接多采用固相连接如摩擦焊接或扩散焊接，但是仍会形成脆性的金属间化合物，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光同步预热沉积钢/钛异种金属的梯度过渡连接方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)沉积及焊接用基板的加工和清理：接头形式为对接或搭接，沉积及焊接用基板截面加工完成后采用丙酮或酒精进行清理；/n(2)沉积前预热：采用激光预热钛合金基材的沉积位置的截面；/n(3)粉末准备：不锈钢和钛合金称重后分别和Inconel625合金采用机械搅拌方式进行混合均匀，并在烘箱中100℃保温1h烘干备用；/n(4)激光沉积及同步预热：采用双筒送粉机自动送粉方式进行激光沉积，一种成分配比的合金粉末沉积完成，另一送粉筒开始工作，同时更换沉积完成后的合金粉末，依据焊接件尺寸和形式可选择同轴送粉或旁轴送粉，...

【技术特征摘要】
1.一种基于激光同步预热沉积钢/钛异种金属的梯度过渡连接方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)沉积及焊接用基板的加工和清理：接头形式为对接或搭接，沉积及焊接用基板截面加工完成后采用丙酮或酒精进行清理；
(2)沉积前预热：采用激光预热钛合金基材的沉积位置的截面；
(3)粉末准备：不锈钢和钛合金称重后分别和Inconel625合金采用机械搅拌方式进行混合均匀，并在烘箱中100℃保温1h烘干备用；
(4)激光沉积及同步预热：采用双筒送粉机自动送粉方式进行激光沉积，一种成分配比的合金粉末沉积完成，另一送粉筒开始工作，同时更换沉积完成后的合金粉末，依据焊接件尺寸和形式可选择同轴送粉或旁轴送粉，在换粉过程进行激光同步预热沉积区；
(5)后热：激光沉积完成后，送粉停止，激光继续运行对沉积层进行后热处理；
(6)焊接：对镍基合金的沉积层上部表面进行机加工，满足焊接面要求，焊接采用高功率光纤激光进行单面焊双面成形，得到激光焊接接头。


2.根据权利要求1所述的基于激光同步预热沉积钢/钛异种金属的梯度过渡连接方法，其特征在于，所述步骤(2)中基材采用激光进行同步预热，预热时间为5min，激光功率650W，扫描速度0.008m/s，偏移0.62mm，负离焦量5mm。


3.根据权利要求1所述的基于激光同步预热沉积钢/钛异种金属的梯度过渡连接方法，其特征在于，所述步骤(4)中不同合金成分含量的间隔梯度变化为30％，不锈钢和钛合金作为基材，分别在其截面上沉积混合粉末，沉积区包含4个成分变化区间，每一成分区沉积8层，沉积件分为钛合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟威，尹孝辉，张文浩，丁晨师，崔冰，陈双双，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34