一种基于枝状界面层控制的钛钢复合板及其焊接方法技术

本发明专利技术公开一种基于枝状界面层控制的钛钢复合板搅拌摩擦焊接方法，所述方法包括在氩气保护条件下，在搅拌摩擦设备上对待焊接的钛钢复合板钛复层进行搅拌摩擦焊接，得到半焊接的钛钢复合板；根据设定的焊接参数确定由超声辅助设备施加的超声频率；以确定的焊接参数和超声频率完成钛钢复合板钢基层的超声辅助搅拌摩擦焊接。本发明专利技术方法通过确定焊接参数与超声频率之间的关系，在搅拌摩擦焊接剧烈塑性变形的基础上，引入高频机械振动，在Fe‑Ti界面产生拉伸/压缩的交变应力，形成了枝状界面层，与常见的层状界面层相比，这种枝状界面层可以使Fe‑Ti界面形成更为紧密的机械锁合结构，有助于阻碍裂纹扩展，减少局部应力集中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于焊接，具体涉及一种基于枝状界面层控制的钛钢复合板及其焊接方法。

技术介绍

1、钛及钛合金因其高比强度、低密度以及优异的耐腐蚀性而备受青睐，但是过高的成本限制了其应用范围。为了解决这一问题，兼具钛优异耐腐蚀性和钢低成本优势的钛钢复合板成为耐蚀环境设备制造的理想选材。值得注意的是，应用于上述环境中的大型钛钢复合板材结构件，通常需要采用焊接的方式进行连接，以提高材料利用率，降低生产成本。

2、钛钢复合板焊接接头界面金属间化合物的种类、分布和尺寸等特征是影响其服役性能的关键性因素。因此，定向诱导和优化金属间化合物的分布特征是获得高效优质钛钢复合板的关键核心技术。现有技术中，钛钢复合板焊接方法仅对钢侧进行焊接，再通过附加钛填条的方式进行“补偿”，附加钛填条的缺陷在于：会导致钢基层与钛复层之间产生缝隙，容易诱发裂纹从而导致接头断裂。熔化焊常伴随着较高的热输入，使得fe-ti界面的元素扩散反应剧烈，且难以控制，虽然通过在fe-ti界面处添加糊状金属粉末的形式可以抑制界面的化学反应，获得完整的接头，但是，添加糊状金属粉末仍存在以下缺陷：无法有效调本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于枝状界面层控制的钛钢复合板搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述方法包括在氩气保护条件下，在搅拌摩擦设备上对待焊接的钛钢复合板钛复层进行搅拌摩擦焊接，得到半焊接的钛钢复合板；根据设定的焊接参数确定由超声辅助设备施加的超声频率；以确定的焊接参数和超声频率完成钛钢复合板钢基层的超声辅助搅拌摩擦焊接。

2.如权利要求1所述的基于枝状界面层控制的钛钢复合板搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的基于枝状界面层控制的钛钢复合板搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述步骤1中，搅拌摩擦焊接的旋转速度为80～200r/min，焊接速度为50～...

【技术特征摘要】

1.一种基于枝状界面层控制的钛钢复合板搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述方法包括在氩气保护条件下，在搅拌摩擦设备上对待焊接的钛钢复合板钛复层进行搅拌摩擦焊接，得到半焊接的钛钢复合板；根据设定的焊接参数确定由超声辅助设备施加的超声频率；以确定的焊接参数和超声频率完成钛钢复合板钢基层的超声辅助搅拌摩擦焊接。

2.如权利要求1所述的基于枝状界面层控制的钛钢复合板搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

3.如权利要求2所述的基于枝状界面层控制的钛钢复合板搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，所述步骤1中，搅拌摩擦焊接的旋转速度为80～200r/min，焊接速度为50～120mm/min，焊接轴向压力为8～14kn，焊接压下量为0.1mm。

4.如权利要求2所述的基于枝状界面层控制的钛钢复合板搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，步骤1中所述的在氩气保护条件下对钛钢复合板钛复层进行搅拌摩擦焊接具体包括：在对钛钢复合板钛复层进行搅拌摩擦焊接的过程中，持续向焊接位置输送冷却用氩气，且氩气流速为1.7×10-3～1.9×10-3m3/s。

5.如权利要求2所述的基于枝状界面层控制的钛钢复合板搅拌摩擦焊接方法，其特征在于，步骤1所述的搅拌摩擦焊接中选用的搅拌针针长等于钛复层厚度减去0.2mm，轴肩直径为12mm，搅...

【专利技术属性】
技术研发人员：王文，霍可越，王快社，韩鹏，兰青，刘艺，郑鹏飞，张旭，
申请(专利权)人：西安建筑科技大学，
类型：发明
国别省市：