[发明专利]一种TA15和Ti60异种钛合金材料的电子束焊接方法

权利要求书

1.一种TA15和Ti60异种钛合金材料的电子束焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤(1)，将待焊接工件的对接接头固定并将所述对接接头置于真空环境中，所述待焊接工件为TA15和Ti60异种钛合金材料；

步骤(2)，采用电子束对所述待焊接工件的对接接头进行定位焊；定位焊的参数为：每段焊缝的长度20～25mm，工作距离400mm，加速电压50～60kV，聚焦电流表面焦+(0.01～0.03)A，电子束流10～25mA，焊接速度600～800mm/min；

步骤(3)，采用电子束对所述对接接头进行正式焊接，正式焊接的参数为：工作距离400mm，加速电压50～60kV，聚焦电流表面焦(-0.01～+0.02)A，电子束流40～85mA，焊接速度600～800mm/min；

步骤(4)，采用电子束对所述对接接头进行修饰焊接，修饰焊接的参数为：工作距离400mm，加速电压50～60kV，聚焦电流表面焦+(0.02～0.04)A，电子束流30～50mA，焊接速度600～800mm/min；

步骤(5)，焊接完成后，真空冷却，焊后清理。

2.根据权利要求1所述的TA15和Ti60异种钛合金材料的电子束焊接方法，其特征在于，所述TA15钛合金成分为Ti-6.5Al-2Zr-1 Mo-1V，Ti60钛合金的成分按重量比分比为：Al：5.8％，Sn：4.0％，Zr：4.0％，Nb：0.7％，Ta：1.5％，Si：0.4％，C：0.06％，Ti：余量。

3.根据权利要求1所述的TA15和Ti60异种钛合金材料的电子束焊接方法，其特征在于，步骤(1)中，所述对接接头的厚度为2～10mm。

4.根据权利要求1所述的TA15和Ti60异种钛合金材料的电子束焊接方法，其特征在于，步骤(1)中，所述对接接头之间的间隙不大于0.15mm，阶差不大于10％母材壁厚。

5.根据权利要求1所述的TA15和Ti60异种钛合金材料的电子束焊接方法，其特征在于，步骤(1)中，所述待焊接工件预先经过焊前清理，所述焊前清理包括：将距离所述对接接头中心周围20～50mm范围内的氧化皮和油污清理干净，所述对接接头的对接面采用刮刀进行刮削，直至母材表面露出白色金属本体，然后采用酒精或丙酮将所述待焊接工件的表面擦拭干净。

6.根据权利要求1所述的TA15和Ti60异种钛合金材料的电子束焊接方法，其特征在于，步骤(3)中，随着所述对接接头的厚度由2mm增加至10mm，正式焊接的电子束流由40mA线性增加至85mA。

7.根据权利要求1所述的TA15和Ti60异种钛合金材料的电子束焊接方法，其特征在于，步骤(4)中，随着所述对接接头的厚度由2mm增加至10mm，修饰焊接的电子束流由30mA线性增加至50mA。

8.根据权利要求1所述的TA15和Ti60异种钛合金材料的电子束焊接方法，其特征在于，步骤(5)中，焊接完成后，TA15和Ti60异种钛合金焊缝接头表面光滑，焊缝内部无未熔合、未焊透和裂纹缺陷，焊缝达到GJB1718A-2005《电子束焊接》标准I级焊缝要求；焊缝截面组织呈现典型的柱状晶组织，内部无明显气孔存在；TA15和Ti60异种钛合金接头平均抗拉强度不低于1010MPa，超过TA15钛合金母材强度的90％以上，断后延伸率不低于7％。