[发明专利]一种高温钛合金脉冲激光焊接方法

说明书

本发明公开了一种高温钛合金脉冲激光焊接方法，其中，所述方法包括：将高温钛合金待焊工件依次进行酸洗、丙酮清洗以及干燥处理；对干燥处理后的所述待焊工件的待焊区域表面进行激光清洗预处理；将所述待焊工件装配固定，其中，相邻待焊接工件间的装配间隙为预设值，相邻待焊接工件的焊接接头对接；采用方波脉冲激光对各待焊接接头进行高温钛合金激光焊接，且在焊接过程中通过惰性气体将所述待焊接工件的正面、背面与空气隔离，其中，方波脉冲激光的激光焊接基值功率为激光焊接峰值功率的一半。通过该方法对高温钛合金待焊工件进行焊接，可有效避免焊接接头易氧化、易脆化、易产生气孔的问题。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，尤其涉及一种高温钛合金脉冲激光焊接方法。

背景技术

高温钛合金具有优良的热强性和高的比强度，在航空航天等领域获得广泛应用，目前已经成为航空航天飞行器的主要结构材料之一。高温钛合金为了提高使用温度、获得良好的高温性能，其合金化程度与TC4等常用钛合金相比显著提高。

焊接是实现结构整体化、轻量化、低成本制造的关键技术手段之一，高温钛合金的高合金化使得该类材料的熔焊接头在焊接时开裂倾向比传统TC4、TA15等钛合金大，焊接过程控制难度大。同时，由于钛合金在高温下活性强，在焊接过程中极易与氢、氧、氮发生反应，也容易被空气、油污、水分等污染，其焊接接头普遍存在易氧化、易脆化、易产生气孔等问题。因此，高温钛合金的焊接是该类材料应用的一项关键技术。

可见，目前迫切需要本领域技术人员提供一种高可靠性的高温钛合金焊接方法。

发明内容

本发明解决的技术问题是：本发明实施例提供了一种高温钛合金脉冲激光焊接方法，以解决现有技术中存在的高温钛合金焊接接头易氧化、易脆化、易产生气孔的问题。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种高温钛合金脉冲激光焊接方法，其中，所述方法包括：将高温钛合金待焊工件依次进行酸洗、丙酮清洗以及干燥处理；对干燥处理后的所述待焊工件的待焊区域表面进行激光清洗预处理；将所述待焊工件装配固定，其中，相邻待焊接工件间的装配间隙为预设值，相邻待焊接工件的焊接接头对接；采用方波脉冲激光对各待焊接接头进行高温钛合金激光焊接，且在焊接过程中通过惰性气体将所述待焊接工件的正面、背面与空气隔离，其中，方波脉冲激光的激光焊接基值功率为激光焊接峰值功率的一半。

可选的，所述方波脉冲激光的脉冲宽度为20ms，脉冲频率为25Hz。

可选的，所述激光焊接峰值功率范围为1600W～2400W。

可选的，所述方波脉冲激光的焊接速度范围为800mm/min～1200mm/min。

可选的，对干燥处理后的所述待焊工件的待焊区域表面进行激光清洗预处理的步骤，包括：采用功率为100W～150W的激光对干燥处理后的各所述待焊工件的、待焊区域表面进行清洗。

可选的，激光清洗范围为焊缝中心至焊缝两侧距焊缝中心10mm～20mm的区域。

可选的，所述在焊接过程中通过惰性气体将所述待焊接工件的正面、背面与空气隔离的步骤，包括：在焊接过程中，以10L/min～15L/min流量向所述待焊接工件的正面、背面充惰性气体，使所述待焊接工件的正面、背面与空气隔离。

可选的，所述惰性气体为氩气和氦气组成的混合气体或者氩气。

可选的，所述预设值为小于0.3mm的正数。

本发明具有以下优点：