[发明专利]钛金属材料与铝合金材料的填丝电子束焊接方法

摘要

本发明公开了一种钛金属材料与铝合金材料的填丝电子束焊接方法，其特征在于焊接时所述钛合金与铝合金对接面填充铝合金焊丝，所述铝合金焊丝经电子束焊接方法将钛合金与铝合金焊接在一起，通过对钛合金与合金的异种金属电子束焊接过程引入填丝焊接工艺，显著改善焊缝的成形、提高焊缝的力学性能，避免了焊接缺陷，并且可以高效稳定地完成异种金属的连接，并且由于所述钛合金与铝合金的电子束填丝焊是在真空中进行，并且铝合金焊丝对焊缝熔池有冶金改善作用，所以焊缝不会生成氧化物夹杂，同时可以显著抑制金属间化合物的产生，解决了现有技术中钛合金与铝合金异种金属不能通过电子束焊接进行可靠连接的实质性技术问题。

主权项

1.一种钛合金材料与铝合金材料的填丝电子束焊接方法，其特征在于焊接时钛合金与铝合金对接面填充铝合金焊丝，所述铝合金焊丝的成分按质量百分比组成采用Mg为3%‑8%、Mn为0.1%‑2%、Ti为0.05‑0.1%和余量为Al；或者，采用Mg 为3%‑8%、Mn为0.1%‑2%、Ti为0.05‑0.1%、Si为1%‑5%和余量为Al；或者，采用Si为5%‑13%、Mg为0.5‑1%和余量为Al，所述铝合金焊丝经电子束焊接方法将钛合金与铝合金焊接在一起，所述电子束焊接方法步骤为：一、使用800#或者600#的水砂纸对钛合金和铝合金的表面进行打磨，将表面的氧化膜杂质去除，使它们露出无锈无杂质的待焊接面，之后用蘸有丙酮的无纺布对待焊接面进行擦拭，然后将钛合金与铝合金以对接的方式固定在真空装置中的夹具上，所述钛合金与铝合金的间隙在0‑0.3mm范围内，并且保证间隙方向与电子束的束流移动方向平行，然后将电子束的束流下束点对准待焊接头间隙的中间部位；二、将直径为0.8‑1.2mm的铝合金焊丝从送丝机构中送出，并经过送丝喷嘴送至电子束束流下束的位置上，铝合金焊丝从喷嘴伸出的长度为1‑2cm，其长度为干伸长；三、检查待焊件与电子束焊接系统准备到位，然后将真空室关闭并抽真空，当真空室内的气压低于5×10‑2Pa时开始焊接，焊接时采用前置送丝焊方位，将焊丝插入熔池前端，以一定速度匀速进行焊接，电子枪的工作高度为50mm；所述铝合金焊丝在焊接时的待焊部位的电子束束流作用点的位置可偏向铝侧的距离d为0.1‑1.5mm，通过填充铝合金焊丝，使电子束流将焊丝熔化，在钛合金侧，熔化的铝合金焊丝在钛合金表面铺展，发生钎焊反应， 在铝合金侧，熔化的铝合金焊丝所带来的热量将部分铝母材熔化，而发生熔焊，使填充铝合金焊丝防止钛合金母材熔化，而直接与熔化的铝合金发生发应，所述铝合金焊丝在焊接时，电子束束流为20mA，加速电压100kV，焊接速度800mm/min，所述焊接母材厚度为0.5‑5mm，所述铝合金焊丝与电子束束流的夹角为30‑60°，且电子束束流与焊丝的作用点与试板上表面距离h在2mm范围内，所述铝合金焊丝从喷嘴伸出的长度为1‑2cm。