[发明专利]一种焊接阴极辊钛筒的制备方法

说明书

本发明公开了一种焊接阴极辊钛筒的制备方法，将钛板卷成钛筒，将钛筒待焊接的两端面紧密贴合，清洁钛筒表面；将钛筒的对接缝对齐固定后真空焊接，控制电子束从钛筒的顶端向底端依次焊接；利用X射线对焊接好的钛筒焊缝进行检查，将合格钛筒的焊缝周围加热至800℃～830℃后，进行锤击锻造，首次锻造变形量大于50％，火次锻造变形量控制在25～35％，总锻造变形量大于70％；对变形处进行580～600℃保温8～10min，将钛筒整体加热至550℃并保温20～40min，然后将钛筒空冷至室温；对钛筒进行校型处理、机加工处理，即得到阴极辊钛筒。本发明制备成本低且焊接质量好，焊缝应力小，避免热影响，对原材料纯度要求低，能提升加工成型的效率和精度。

技术领域

本发明涉及钛合金技术领域，具体而言涉及一种焊接阴极辊钛筒的制备方法。

背景技术

铜箔已经被广泛应用于汽车、计算机等工业制造领域，阴极辊是生产铜箔的核心设备，其辊面性能决定电解铜箔的质量。目前，钛阴极辊筒的制备方法主要分为两种，一种采用锻造～轧环～旋压的方法制备出无缝阴极辊筒，这种方法的缺点是旋压过程中钛筒受力不均匀使得表面晶粒不均匀、应力分布不均匀且生产工艺复杂、流程长、制备成本高。第二种方法是采用板材卷筒进行焊接的方法制备阴极辊筒，一般采用氩弧焊、摩擦焊等进行焊接，但是氩弧焊由于受热影响严重使得焊缝和热影响区很宽，同时焊缝晶粒粗大，影响电解铜箔的表面质量。

如专利号为CN111020641A的发明专利中公开的一种钛合金阴极辊筒及其制备方法，将钛合金板进行卷筒得到筒体，所述钛合金板中包含Mo2.0wt.％～4.0wt.％，余量为Ti和不可避免的杂质；采用氩弧焊依次对所述筒体的内表面和外表面进行双面焊接，在对所述外表面进行氩弧焊的同时，对所述外表面形成的焊缝处的红热金属进行强力扭转变形，得到坯体，所述红热金属的温度为比所述筒体的熔点低80～200℃；对所述坯体依次进行热处理、校形和表面处理，得到钛合金阴极辊筒。该方法的优点是焊接效率快、工艺简单，缺点是焊缝晶粒粗大、热影响区宽、焊接质量差，不利于后续的锻造实验。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种焊接阴极辊钛筒的制备方法，制备成本低且焊接质量好，焊缝应力小，避免热影响使得焊缝晶粒粗大对生箔产生影响，对原材料纯度要求低，能提升阴极辊筒加工成型的效率和精度。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种焊接阴极辊钛筒的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

步骤一、将钛板卷成钛筒，将所述钛筒待焊接的两端面紧密贴合，并清洁钛筒表面；

步骤二、将所述钛筒的对接缝对齐固定，在真空度为0.001～0.005Pa的真空室中对其焊接，将电子束接头垂直于焊接缝中心线上，控制电子束从所述钛筒的顶端向底端依次进行焊接；

步骤三、将焊接好的钛筒竖起，利用X射线对焊缝进行检查，并对合格的钛筒的内外、以焊缝为中心、焊缝左右各2cm以内的范围进行加热，将焊缝加热至800℃～830℃后进行锤击锻造，首次锻造变形量须大于50％，火次锻造变形量控制在25～35％，总锻造变形量大于70％；对变形处进行580～600℃保温8～10min的热处理，将钛筒整体加热至550℃并保持保温20～40min，然后撤掉加热，将焊缝空冷却至室温；

步骤四、对钛筒进行校型处理、机加工处理后，即得到阴极辊钛筒。

进一步地，所述步骤一中，所述钛板为TA2板，所述钛板的成分主要是Fe为0.25wt.％～0.45wt.％，Ti为99.2wt.％，其余是不可避免的杂质；所述钛板的厚度为大于等于16mm小于24mm，钛晶粒度平均为8～9级。

进一步地，所述步骤二中，所述电子束的焊接工艺参数为，加速电压150～200kV、聚焦电流2000～2500mA、焊接速度500～800mm/min、焊接束流90mA、扫描频率6000Hz、电子束焦点位于表面以下1/3。