[发明专利]一种基于激光清洗处理的钛合金电子束焊接方法

权利要求书

1.一种基于激光清洗处理的钛合金电子束焊接方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

S1、焊接面处理：采用机械加工方法，将钛合金待焊接试件的待焊接面进行加工处理，提高待焊接面的表面质量；

S2、焊前准备：采用激光清洗设备对待焊接试件的待焊接面进行激光清洗处理，去除试件表面的油污与非金属杂质；

S3、装配：使用焊接夹具与工装装配待焊接试件，保证待焊接试件的焊接面对齐、夹紧并固定；

S4、电子束焊接：使用电子束焊机对待焊接试件进行焊接。

2.如权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述钛合金为TA15钛合金。

3.如权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，在所述步骤S1中，保证焊接面的表面粗糙度Ra最大允许值为3.2μm，且平整、光洁、无毛刺，并保持棱角。

4.如权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述激光清洗设备采用脉冲激光器，最大功率100W，频率0～100kHz，清洗宽度5～60mm，焦距250mm。

5.如权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，在所述步骤S3中，两个待焊接试件的焊接面间隙不大于0.15mm，错边不大于0.15mm，局部任意100mm内累计长度不大于20mm范围内间隙和错边不大于0.2mm。

6.如权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括：

S4.1、采用高压真空电子束焊机，将焊接夹具与工装放置在焊机的焊接平台上并固定，然后开始焊接；

S4.2、定位焊：先采用小电流找出焊接轨迹，保证电子束斑点位于焊缝中间位置；然后对待焊接试件进行定位焊；

S4.3、正式焊：定位焊后对焊缝进行正式焊接，正式焊接时采用圆形波且采用下聚焦的方式进行焊接；

S4.4、修饰焊：正式焊接后对焊缝进行修饰焊；修饰焊起弧、熄弧距离均与正式焊一致，修饰焊时采用圆形波且采用上聚焦的方式进行焊接；

S4.5、焊后将试件在电子束真空室内冷却冷却后取出。

7.如权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，在所述步骤S4.1中，当电子束枪真空度低于1×10^-5mbar，真空室真空度低于7×10^-4mbar后开始焊接。

8.如权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，在所述步骤S4.2中，所述定位焊工艺参数为：加速电压150kV；聚焦电流2130mA～2140mA；电子束流2.5mA～3.5mA；焊接速度8mm/s；偏摆X＝1.5mm～2.0mm、Y＝0mm。

9.如权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，在所述步骤S4.3中，所述正式焊工艺参数为：加速电压150kV；聚焦电流2130mA～2140mA；电子束流2.5mA～3.5mA；焊接速度8mm/s～9mm/s；偏摆X＝2mm～3mm、Y＝0mm；扫描频率20Hz。

10.如权利要求1所述的电子束焊接方法，其特征在于，在所述步骤S4.4中，所述修饰焊工艺参数为：加速电压150kV；聚焦电流2170mA～2180mA；电子束流2mA～3mA；焊接速度8mm/s～9mm/s；偏摆X＝2.5mm～3.5mm、Y＝0mm；扫描频率20Hz。