[发明专利]TA15/Ti2AlNb异种材料的激光焊接方法

权利要求书

1.一种TA1₅/Ti₂AlNb异种材料的激光焊接方法，其特征在于：焊接前将TA1₅钛合金及Ti₂AlNb金属间化合物酸洗、烘干后机械打磨，将表面氧化皮、油污清理干净，试板清理后在8小时内完成焊接；焊接前保证二者对接装配间隙小于0.05mm，然后用Nd：YAG固体激光器脉冲模式进行焊接，焊接时采用并排双光斑模式，并采用99.99％的高纯氩气进行焊缝正反面保护，焊缝收弧时，选用连续衰减的锯齿形激光输出，使焊接弧坑在反复熔化凝固过程中逐渐缩小封闭。

2.根据权利要求1所述的TA1₅/Ti₂AlNb异种材料的激光焊接方法，其特征在于：其具体步骤如下：

一、清理：焊前将距TA1₅钛合金和Ti₂AlNb金属间化合物焊缝中心周围20mm～50mm范围内进行酸洗、机械打磨，保证表面氧化皮、油污清理干净，焊缝对接端面采用刮刀进行刮削，直至露出白亮色金属本体，然后采用丙酮或无水酒精擦拭干净，材料清理后应在8小时内完成焊接，否则应重新进行清理；

二、装配：将清理干净的TA1₅钛合金和Ti₂AlNb金属间化合物板装卡固定，保证对接间隙不大于0.05mm，然后用夹具固定在具有背部充气保护装置的焊接工装上；

三、选取：焊接过程中所选用的激光器为Nd：YAG灯泵浦固体激光器，采用脉冲激光模式进行焊接；

四、调整：焊接前将激光光斑向TA1₅钛合金一侧偏移0.1mm～0.2mm；

五、吹气：焊接过程中采用99.99％的高纯氩气进行正反面保护，正面侧吹气流量为15～20L/min，背部保护气流量为4～6L/min；

六、开始焊接。

3.根据权利要求2所述的TA1₅/Ti₂AlNb异种材料的激光焊接方法，其特征在于：步骤二中：1mm板材对接时阶差应不大于5％母材壁厚，2mm～3mm板材对接时阶差应不大于10％母材壁厚。

4.根据权利要求2所述的TA1₅/Ti₂AlNb异种材料的激光焊接方法，其特征在于：所述激光焊接接头形式为对接接头，激光焊接方式为自熔焊，不填充金属。

5.根据权利要求2所述的TA1₅/Ti₂AlNb异种材料的激光焊接方法，其特征在于：焊接过程中采用并排双光斑模式，光斑间距为0.36mm，光斑能量分配为TA1₅钛合金一侧60％，Ti₂AlNb金属间化合物一侧40％。

6.根据权利要求2所述的TA1₅/Ti₂AlNb异种材料的激光焊接方法，其特征在于：步骤三中：激光焊接工艺参数为：脉冲激光波形为矩形波，激光基值功率P_基为800W～1000W，激光峰值功率P_峰为1400W～1700W，脉冲宽度tp为20ms；焊接速度v为1000mm/min～1300mm/min；光斑直径D为0.45mm，采用表面聚焦，离焦量l为0mm。

7.根据权利要求3或4或5或6所述的TA1₅/Ti₂AlNb异种材料的激光焊接方法，其特征在于：焊接收弧距离为1～2mm，收弧时选用连续衰减的锯齿形激光输出，使焊接弧坑在反复熔化凝固过程中逐渐缩小封闭。

8.根据权利要求3或4或5或6所述的TA1₅/Ti₂AlNb异种材料的激光焊接方法，其特征在于：Ti₂AlNb金属间化合物的成分(wt％)如下，Al：11.1％、Nb：42.22％、Ti：余量；TA1₅钛合金名义成分为Ti-6.5Al-2Zr-1Mo1V。