1.一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法,其特征在于,所述焊接方法具体步骤如下:
(1)取厚度为2mm的TC4钛合金板材和厚度为2mm的304不锈钢板材;所述不锈钢板材一侧开单V型坡口,所述单V型坡口的坡口角为45°,钝边1mm,接头采用对接或搭接方式焊接;
(2)将TC4钛合金和不锈钢板材用砂纸打磨干净,去除氧化层,然后用酒精清洗、吹干;
采用钨极氩弧焊点焊固定TC4钛合金和不锈钢板材;
(3)焊缝中间层金属采用Ni-Cu-Nb-Y2O3复合金属粉末;所述复合金属粉末是由Ni、Cu、Nb和Y2O3按照质量百分数比为48-95%:5.0-40%:0-10%:0-2.0%混合制备,所述Ni、Cu、Nb和Y2O3质量百分数总和为100%;
(4)将步骤(3)中的复合金属粉末按照配比称量,放入球磨机均匀混合2-4小时;再加入适量水玻璃调制成糊状,最后糊状粉末预置在焊接接头上;
(5)预置粉末后的接头在氩气气氛中干燥,烘干温度为100-150℃,保温时间2-5小时;
(6)采用等离子弧焊接,将焊接接头整体放入保护托罩内,通入纯度为99.99%氩气保护;焊接时等离子电弧中心沿焊缝中心向不锈钢一侧偏移0-0.5mm,焊接电流为80-120A,焊接电压为16-22V,焊接速度为0.12-0.60m/min,等离子气流量为10-20L/min;焊接过程中托罩内保护氩气流量为12-20L/min;
(7)熄弧后托罩内继续通氩气,保护钛合金一侧焊缝及热影响区,直到接头冷却至室温;
(8)焊后检验焊缝成形情况和接头显微组织。
2.根据权利要求1所述的钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法,其特征在于,所述步骤(3)中焊缝中间层金属采用Ni-Cu-Nb-Y2O3复合金属粉末;所述复合金属粉末优选成分是由Ni、Cu、Nb和Y2O3按照质量百分数比为76%:18%:5%:1%混合制备。
3.根据权利要求1所述的钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法,其特征在于,所述步骤(3)中焊缝中间层金属采用Ni-Cu-Nb-Y2O3复合金属粉末;所述复合金属粉末优选成分是由Ni、Cu、Nb和Y2O3按照质量百分数比为55%:36%:8%:1%混合制备。
4.根据权利要求1所述的钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法,其特征在于,Ni、Cu、Nb和Y2O3粉末的纯度均为99.9%;Cu粉粒度为300-400目,Nb粉粒度为300-400目,Y2O3粉粒度为400-500目,Ni粉粒度为250-300目。
5.根据权利要求1所述的钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法,其特征在于,步骤(4)中采用对接接头时,预置粉末填充满焊缝并留余高0.5-1mm;采用搭接接头时,预置粉末填充满不锈钢一侧单V型坡口,粉末预置厚度2.5-3mm。
6.根据权利要求1所述的钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法,其特征在于,步骤(1)中采用对接接头时,焊缝留间隙1mm;采用搭接接头时将不锈钢置于钛合金上方,搭接宽度20-30mm。