[发明专利]一种提高钛合金材料焊接性能的表面处理方法

权利要求书

1.一种提高钛合金材料焊接性能的表面处理方法，其特征在于：钛合金材料与金属材料焊接时包括以下步骤：

S1、先利用硬质合金刀刮削待焊接钛合金材料焊接处表面的氧化膜，并通过机械加工的方式在钛合金材料焊接处预留凸凹相对的V字型对接接头，然后利用丙酮溶剂去除钛合金材料表面以及焊丝表面的有机物质与油污；

S2、将清理后的钛合金材料先经过10-15分钟碱性溶液的碱洗，碱洗后取出并用清水冲洗，再经过10-15分钟酸性溶液的酸洗，然后取出清水冲洗干净，并将钛合金材料浸泡在氟化氢、硝酸与水的混合液中15-20分钟，浸泡结束后利用清水冲洗干净并烘干，防止钛合金材料焊接处出现新的氧化膜；

S3、在钛合金材料焊接处的表面利用双辉等离子表面冶金方法制备一层镍合金层；

S4、将S3中具有镍合金层的钛合金材料放置含有高浓度的经过预热的惰性气体密封箱中，并放置在带孔垫板的上表面，将待焊接的材料预热至150-250℃后，选择适宜的焊丝利用钨极氩弧焊对钛合金材料与金属材料进行焊接。

2.根据权利要求1所述的一种提高钛合金材料焊接性能的表面处理方法，其特征在于：钛合金与非金属材料焊接时，钛合金材料与非金属材料焊接时，在S1中，在钛合金材料焊接处预留凹下的圆弧形对接接头，在非金属材料焊接位置预留相应的凸起的圆弧形对接接头；在S3中，在钛合金材料焊接处的表面利用双辉等离子表面冶金方法制备一层镍合金层；将非金属材料焊接处清洗干净，然后利用离子注入技术在非金属材料的表面注入Ti离子，使非金属材料焊接处的表面金属化，并对非金属材料的表面进行清洁处理；步骤S4中，将S3中具有镍合金层的钛合金材料和经过表面金属化的非金属材料放置在含有高浓度的经过预热的惰性气体密封箱中，并放置在带孔垫板的上表面，然后选择适宜的焊丝利用钨极氩弧焊对钛合金材料与金属材料进行焊接。

3.根据权利要求1或2所述的一种提高钛合金材料焊接性能的表面处理方法，其特征在于：步骤S4中，惰性气体温度为200-300℃。

4.根据权利要求1或2所述的一种提高钛合金材料焊接性能的表面处理方法，其特征在于：步骤S4中，焊接结束后，以1-3℃每秒的速度缓慢降低惰性气体的温度，直至温度降低为室温之后，再将焊接后的部件取出。

5.根据权利要求1所述的一种提高钛合金材料焊接性能的表面处理方法，其特征在于：在S1中，硬质合金刀刮削厚度不小于0.1毫米，且在利用丙酮溶剂去除钛合金材料表面以及焊丝表面的有机物质与油污时利用人造纤维进行刷洗。

6.根据权利要求1所述的一种提高钛合金材料焊接性能的表面处理方法，其特征在于：所述镍合金层包括镍沉积层和互扩散层，所述镍沉积层的厚度为20-25微米，所述互扩散层的厚度为5-8微米，且互扩散层中包括有Ti、Ni和Al元素。

7.根据权利要求1所述的一种提高钛合金材料焊接性能的表面处理方法，其特征在于：所述碱性溶液包括烧碱和碳酸氢钠混合浓碱液，所述酸性溶液包括硝酸、盐酸和氟氢酸混合溶液。

8.根据权利要求1所述的一种提高钛合金材料焊接性能的表面处理方法，其特征在于：所述带孔垫板的材料为散热效果好的紫铜，所述高浓度的惰性气体为氩气，且氩气的纯度为99.99％，露点在-40℃以下。