一种钛合金高负压单面焊双面成型的控制方法技术

本发明专利技术涉及钛合金高负压激光焊接单面焊双面成型工艺技术领域，且公开了一种钛合金高负压单面焊双面成型的控制方法，包括以下步骤：S1、选择钛合金板，厚度15

【技术实现步骤摘要】
一种钛合金高负压单面焊双面成型的控制方法


[0001]本专利技术涉及钛合金高负压激光焊接单面焊双面成型工艺
，具体为一种钛合金高负压单面焊双面成型的控制方法。

技术介绍

[0002]钛合金作为一种广泛应用航空航天、汽车工业等领域的重要合金，其高强度、高耐蚀性、高稳定性的特征广受好评，因此在焊接领域的出现也日益增加。但由于焊接过程温度较高，而钛合金在温度较高的情况下会显著提高其活性，容易造成氧化等缺陷因此，一种能提高稳定性的焊接工艺方法就显得尤为重要。
[0003]目前钛合金的单道焊接方法主要为TIG焊、电子束焊等。TIG焊接由于无法确保对工件的完全气体保护，常常会产生易使钛合金焊缝氧化、裂纹等缺陷，且效率较低。而电子束焊接虽然焊缝质量较好，但存在着明显的焊接局限性，受限于真空室尺寸且成本较高。而高负压激光焊接既保证了对工件的环境保护，成本上也低于电子束焊接具有更广泛的应用前景。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种钛合金高负压单面焊双面成型的控制方法，解决了上述
技术介绍
中所提出的问题。
[0006](二)技术方案
[0007]本专利技术提供如下技术方案：一种钛合金高负压单面焊双面成型的控制方法，包括以下步骤：
[0008]S1、选择钛合金板，厚度15
‑
20mm。
[0009]S2、采用丙酮去除正反两面及对接面污垢后，用酒精擦拭，并用压缩空气吹干。
[0010]S3、装配固定：采用双夹具，装配间隙为0
‑
0.2mm，无需开坡口，并用点焊法进行固定。
[0011]S4、将点焊好的试板至于负压仓中，采用高负压激光焊对其一面进行焊接，激光功率为20
‑
22kW、焊接速度为2.0
‑
2.4m/min，离焦量为
‑5‑‑
10mm、焊枪倾斜角度为10
‑
15
°
、舱体气压≤100pa。
[0012]优选的，所述钛合金板材采用锁紧型夹具固定。
[0013]优选的，所述钛合金板始端与末端正、背面点焊不少于4点。
[0014]优选的，所述点焊功率为7
‑
8kW，点焊长度10mm，钛合金板材上下两面皆添加保护气，采用体积分数为99.9
‑
99.999％的氩气。
[0015]优选的，所述采用高负压激光焊接单面焊，焊接后双面成型。
[0016]优选的，所述高负压激光焊焊接过程中负压仓的气压为≤100Pa。
[0017]优选的，所述采用高负压激光焊焊接过程中，激光头倾斜角度为10
‑
15
°
。
[0018]优选的，所述采用高负压激光焊，效率较TIG焊接大幅提升，切成半远低于真空电子束焊。
[0019]优选的，所述采用高负压激光焊，拉伸试样断裂处位于母材，符合标准。
[0020]与现有技术相比，本专利技术提供了一种钛合金高负压单面焊双面成型的控制方法，具备以下有益效果：
[0021]该钛合金高负压单面焊双面成型的控制方法，将点焊固定后的20mm厚TC4钛合金板材真空激光舱体中，调节气压降至100Pa以下，使用倾斜角度为10
‑
15
°
的30kW激光头进行单面焊接，激光功率25kW，焊接速度2.4m/min，离焦量
‑
10mm。焊接后形成了双面成型且凹凸均匀的焊缝，这种工艺控制方法有效地解决了钛合金在焊接时由于高温活性提高而造成的氧化、裂纹、气孔等缺陷，提升匙孔稳定性，大幅提升焊接质量，同时，由于单面焊接双面成型，本专利技术大幅提升了焊接效率，是传统TIG焊效率的数十倍，较真空电子束焊接显著的降低了焊接成本。
附图说明
[0022]图1为本专利技术电焊示意图；
[0023]图2为本专利技术真空负压仓焊接示意图；
[0024]图3为本专利技术焊缝形貌图。
具体实施方式
[0025]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0026]请参阅图1
‑
2，一种钛合金高负压单面焊双面成型的控制方法，包括以下步骤：
[0027]S1、选择钛合金板，厚度15
‑
20mm。
[0028]S2、采用丙酮去除正反两面及对接面污垢后，用酒精擦拭，并用压缩空气吹干。
[0029]S3、装配固定：采用双夹具，装配间隙为0
‑
0.2mm，无需开坡口，并用点焊法进行固定。
[0030]S4、将点焊好的试板至于负压仓中，采用高负压激光焊对其一面进行焊接，激光功率为20
‑
22kW、焊接速度为2.0
‑
2.4m/min，离焦量为
‑5‑‑
10mm、焊枪倾斜角度为10
‑
15
°
、舱体气压≤100pa。
[0031]钛合金板材采用锁紧型夹具固定。
[0032]钛合金板始端与末端正、背面点焊不少于4点。
[0033]点焊功率为7
‑
8kW，点焊长度10mm，钛合金板材上下两面皆添加保护气，采用体积分数为99.9
‑
99.999％的氩气。
[0034]采用高负压激光焊接单面焊，焊接后双面成型。
[0035]高负压激光焊焊接过程中负压仓的气压为≤100Pa。
[0036]采用高负压激光焊焊接过程中，激光头倾斜角度为10
‑
15
°
。
[0037]采用高负压激光焊，效率较TIG焊接大幅提升，切成半远低于真空电子束焊。
[0038]采用高负压激光焊，拉伸试样断裂处位于母材，符合标准。
[0039]首先使用丙酮将20mm厚钛合金正反两面以及对接面擦拭干净，带丙酮挥发后将两块钛合金板材拼接好并用工装固定，在板材上方、下方使用纯度为99.99％的氩气进行保护，防止其氧化。之后使用YLS
‑
10000激光器激光器在大气环境下对拼接板材进行两侧正反两面点焊，功率8kW，点焊长度10mm(点焊为固定用，点焊长度仅为10mm，不影响实验主体部分)。将点焊好的板材置于真空负压仓内，调节焊枪角度为13
°
，调节焊枪使激光离焦量为
‑
10mm。调节焊接长度，试验长度约为板材的90％，打开指导光，使用操作系统在不出激光的情况下进行模拟，使得指导光路径完全处于对接板材对接线中心。待人员撤离后，关闭安全门，使用操作系统调整真空室为真空模式，关闭空气补气阀、氩气补气阀打本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钛合金高负压单面焊双面成型的控制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1、选择钛合金板，厚度15
‑
20mm。S2、采用丙酮去除正反两面及对接面污垢后，用酒精擦拭，并用压缩空气吹干。S3、装配固定：采用双夹具，装配间隙为0
‑
0.2mm，无需开坡口，并用点焊法进行固定。S4、将点焊好的试板至于负压仓中，采用高负压激光焊对其一面进行焊接，激光功率为20
‑
22kW、焊接速度为2.0
‑
2.4m/min，离焦量为
‑5‑‑
10mm、焊枪倾斜角度为10
‑
15
°
、舱体气压≤100pa。根据权利要求1所述的一种钛合金高负压单面焊双面成型的控制方法，其特征在于：所述钛合金板材采用锁紧型夹具固定。2.根据权利要求1所述的一种钛合金高负压单面焊双面成型的控制方法，其特征在于：所述钛合金板始端与末端正、背面点焊不少于4点。3.根据权利要求1所述的一种钛合金高负压单面焊双面成...

【专利技术属性】
技术研发人员：王聪，张国瑜，徐国建，邢飞，唱丽丽，徐灵芝，
申请(专利权)人：苏州中科煜宸激光智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：