[发明专利]一种钛金属材料与不锈钢的无裂纹电子束焊接方法

权利要求书

1.一种钛金属材料与不锈钢的无裂纹电子束焊接方法，其特征在于该方法按以下步骤实现：一、将厚度为0.5mm～2.0mm、纯度≥99.95％(质量)的铜板(2)作为中间层置于待焊钛金属材料板(1)与不锈钢板(3)之间，组成待焊件；二、将待焊件刚性固定在夹具上，采用钨极惰性气体焊在两端点焊固定，使中间层铜板(2)分别与钛金属材料板(1)、不锈钢板(3)的对接面的间隙为0.05mm～0.25mm；三、将固定好的待焊件先放在丙酮中超声清洗5min～30min，再酸洗，然后烘干；四、用夹具将经步骤三处理后的待焊件固定于电子束焊接真空室内，进行电子束焊接，所述真空室的真空度为10^-5Pa～10^-4Pa，焊接时电子束流(4)正对铜板(2)与不锈钢板(3)间的焊缝或偏向不锈钢板(3)一侧，焊接参数：焊接速度为200mm/min～600mm/min、加速电压为30kV～60kV、聚焦电流为2000mA～3000mA、电子束流为5mA～15mA；五、采用散焦电子束流(4)进行后热，后热电子束流(4)随时间阶梯状降低。

2.根据权利要求1所述的一种钛金属材料与不锈钢的无裂纹电子束焊接方法，其特征在于步骤一中铜板(2)的厚度为0.7mm～1.5mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种钛金属材料与不锈钢的无裂纹电子束焊接方法，其特征在于步骤二中铜板(2)分别与钛金属材料板(1)、不锈钢板(3)的对接面的间隙为0.08mm～0.20mm。

4.根据权利要求3所述的一种钛金属材料与不锈钢的无裂纹电子束焊接方法，其特征在于步骤三中的酸洗是按以下步骤完成的：先按每升水溶液中含有200g的HNO₃和30g的HF配制酸洗液，然后将固定好的待焊件浸没于酸洗液中1min-4min，然后用蒸馏水冲洗干净。

5.根据权利要求1、2或4所述的一种钛金属材料与不锈钢的无裂纹电子束焊接方法，其特征在于步骤四中电子束焊接真空室的真空度为2.0×10^-5Pa～8×10^-5Pa。

6.根据权利要求5所述的一种钛金属材料与不锈钢的无裂纹电子束焊接方法，其特征在于步骤四中焊接时电子束流(4)距铜板(2)与不锈钢板(3)接触面的偏束量为δ，其中0mm≤δ≤0.3mm。 

7.根据权利要求1、2、4或6所述的一种钛金属材料与不锈钢的无裂纹电子束焊接方法，其特征在于步骤四中焊接参数：焊接速度为300mm/min～500mm/min、加速电压为35kV～55kV、聚焦电流为2300mA～2800mA、电子束流(4)为6mA～13mA。

8.根据权利要求7所述的一种钛金属材料与不锈钢的无裂纹电子束焊接方法，其特征在于步骤五中后热参数：速度为300mm/min～700mm/min、加速电压为30kV～60kV、聚焦电流为3000mA～4000mA。

9.根据权利要求1、2、4、6或8所述的一种钛金属材料与不锈钢的无裂纹电子束焊接方法，其特征在于步骤五中后热电子束流(4)以阶梯状降低的形式是：先以7mA～8mA保持7s，接着以5mA～6mA保持7s，再以3mA～4mA保持7s，最后以1mA～2mA保持7s。

10.根据权利要求9所述的一种钛金属材料与不锈钢的无裂纹电子束焊接方法，其特征在于步骤一中所述的钛金属材料板(1)为钛合金板或纯度≥99.99％(质量)的纯钛板，其中铜板(2)的长度与被焊钛金属材料板(1)或不锈钢板(3)长度相同，铜板(2)的宽度与被焊钛金属材料板(1)或不锈钢板(3)的厚度相同，为1mm～20mm。