一种用于超薄板异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法

1.本发明属于焊接技术领域，尤其涉及一种用于超薄板异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法
。


背景技术：

2.异种金属连接结构能够最大限度地发挥材料各自的性能优势，实现材尽其用，在轨道交通
、
航空航天
、
能源化工
、
海洋装备
、
日用器皿
、
体育器械和医疗器械等领域应用前景广阔
。
异种金属的连接厚度需求涵盖了超薄板到大厚板，尤其是近些年来，随着经济的迅速发展和新型材料的广泛使用，对超薄板异种金属的连接需求日益广泛，然而，由于超薄板异种金属在物理性能
、
化学性能等方面的显著差异以及板材厚度很薄，使得可使用的焊接方法受限，实现高效可靠连接难度极大
。
3.目前超薄板异种金属连接技术整体上存在焊接效率低
、
成本高
、
性能差的问题，焊接接头在强度
、
密封性方面仍不能达到使用要求
。
例如，钎焊的钎料较贵，装配要求较高，力学性能低，对于气密性要求高的结构仍不能满足要求；电阻点焊的设备复杂，维修困难，成本较高；激光焊设备昂贵，加工精度要求高，难以连接反射率高的异种金属；摩擦焊仅适用于圆断面件，其设备同样较为复杂
。
针对超薄板异种金属连接，各种方法的主要劣势如下：
4.(1)
焊接柔性差，如采用复合过渡接头，无法适应复杂异种金属构件的连接；
5.(2)
焊接效率较低，焊接成本较高，如扩散焊连接时间长，电子束焊成本较高；
6.(3)
焊接接头形式和尺寸受限，如钎焊大多采用搭接，电子束焊的真空条件限制了尺寸；
7.(4)
焊接接头性能较低，密封性能较差，如钎焊类方法；
8.(5)
焊接工艺复杂，焊缝成形较差，容易产生气孔
、
裂纹
、
焊穿
、
未熔合等缺陷；
9.(6)
难以完全避免脆性组织的生成，降低了焊接接头的综合性能；
10.(7)
连接结构应力和残余变形大，成形精度难以满足使用要求
。
11.综上所述，如何高效率大规模实现超薄板异种金属的连接以期降低成本，如何有效避免焊缝脆性组织的生成所导致的性能下降甚至开裂，如何减小由于异种金属物理性能的差异所导致的较大焊接应力和变形，如何高质量实现超薄板异种金属连接以满足性能要求和避免各种焊接缺陷是超薄板异种金属连接需要解决的核心问题
。
为了解决这些连接难题，需要采用新的组合焊接材料，开发新的连接工艺，精确控制连接区域的热输入和温度，消除脆性组织，控制应力和变形，形成新型超薄板异种金属连接技术
。


技术实现要素：

12.针对超薄板异种金属连接时的焊接方法存在焊接工艺复杂，效率低，成本高，连接区热输入和温度精确控制难度大，易产生脆性组织，焊缝成形不佳，存在较大的焊接应力和变形，容易产生气孔
、
裂纹
、
焊穿
、
未熔合等缺陷，焊接接头的组织调控难度大，密封性能和力学性能差等问题，本发明提出了一种用于超薄板异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方
法
。
13.为达到上述发明目的，本发明是采用如下技术方案实现的：
14.一种用于超薄板异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法，包括以下步骤：
15.(1)
根据需要连接的异种金属中的母材a和母材b的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点以及形状特征，设计并制备一种金属过渡段c；
16.(2)
根据需要连接的母材a和金属过渡段c的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材a和金属过渡段c的化学相容性均好的焊丝1的类型
、
成分及含量，并制备焊丝1；
17.(3)
母材a的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面具有合适的间距，确定气体保护电弧焊类型，设定气体保护电弧焊焊接模式和焊接工艺参数，启动焊接供气系统和焊接设备，焊丝1的轴向延伸线指向被连接端面处，实施气体保护电弧焊；
18.(4)
根据需要连接的母材b和金属过渡段c的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材b和金属过渡段c的化学相容性均好的焊丝2的类型
、
成分及含量，并制备焊丝2；
19.(5)
母材b的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面具有合适的间距，确定气体保护电弧焊类型，设定气体保护电弧焊焊接模式和焊接工艺参数，启动焊接供气系统和焊接设备，焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段c的表面交点与距离金属过渡段c的被连接端面最近的点相距合适的距离，并在焊接过程中保持该距离不变，实施气体保护电弧焊
。
20.一种用于超薄板异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法的基本原理如下：
21.首先，设计一种金属过渡段c，要求金属过渡段c与母材a的化学相容性好，并且设计的焊丝1要求与母材a和金属过渡段c的化学相容性均好，从而，避免母材a和金属过渡段c的连接接头形成如脆性的金属间化合物等脆性组织，导致焊缝性能变差甚至开裂
。
由于母材a和母材b的化学相容性差，若直接熔化连接会形成脆性金属间化合物
。
因此，采用金属过渡段c进行隔离，实现母材a和金属过渡段c的连接，设计的金属过渡段c与母材a的化学相容性好，并且采用的焊丝1与金属过渡段c和母材a的化学相容性均好，母材a的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面具有合适的间距，因此，金属过渡段c与母材a的连接接头能够消除脆性组织，使得焊缝成形良好，确保母材a和金属过渡段c之间的焊接质量
。
22.其次，设计的金属过渡段c的熔点大于母材b，并且通过设计焊丝
2、
调节焊丝2的焊接位置
、
调控被连接金属过渡段c的端面和母材b的端面间距，精确控制连接区热输入和温度，从而避免母材b和金属过渡段c的连接接头形成脆性组织
。
由于异种金属母材a和母材b的物理性能差异大，化学相容性差，采用一种金属过渡段c难以同时满足与母材a和母材b均具有良好的化学相容性，若为了满足化学相容性，需要再增加金属过渡段的种类和数量，则会导致焊接工艺复杂，焊缝数量增多，成本加大，焊接效率降低，焊接应力和变形较大，因此，必须采用单一的金属过渡段
。
但是由于金属过渡段c和母材b的化学相容性不好，为了避免两者连接时，形成金属间化合物等脆性组织，需要对金属过渡段
c、
母材b和焊丝2的物理和化学性能以及焊接工艺进行严格要求
。
因此，一方面，要求母材b的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面具有合适的间距，以起到隔离母材b和金属过渡段c的作用，同时，要求焊丝2与金属过渡段c和母材b的化学相容性均好，这样焊丝2熔化后填充到母材b的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面之间的间隙，避免金属过渡段c和母材b的直接接触，消除脆性组织；另一方面，要求金属过渡段c的熔点大于母材b，母材b的熔点大于焊丝2的熔点，设定焊丝2的位置，要求焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段c的表面交点与距离金属过渡段c的被连接端面最近的点的距离合适，因此，首先由于金属过渡段c的熔点最高，通过将焊丝2指向金属过渡段c一侧，也就是将相应的电弧指向金属过渡段c一侧，使得金属过渡段c微量熔化，在金属过渡段c侧实现微熔化连接，避免形成钎焊连接，同时也避免金属过渡段c熔化过多，也就是金属过渡段稀释率较高，导致金属过渡段c熔化的元素扩散进入熔池过多，从而与进入熔池的母材b的元素混合接触，形成金属间化合物等脆性组织，其次，将焊丝2指向金属过渡段c一侧，也就是将电弧中心偏离母材b，从而降低了母材b的热输入，使得母材b吸收的热量降低，母材b的温度较低，避免母材温度过高和熔化过多导致母材b被焊穿，同时也避免母材b稀释率过大，导致母材b熔化的元素扩散进入熔池过多，从而与进入熔池的金属过渡段c的少量元素混合接触，形成金属间化合物等脆性组织
。
因此，通过设计金属过渡段c和焊丝
2、
设定被连接端面间距
、
调节焊丝2位置，能够避免脆性组织形成，避免高熔点金属过渡段一侧形成钎焊接头，从而降低力学性能和密封性能，避免低熔点母材b被焊穿和母材b稀释率过大，消除焊接缺陷和脆性组织，从而确保母材b和金属过渡段c之间的焊接质量和性能
。
23.再次，采用合适的气体保护电弧焊类型
、
焊接模式和焊接工艺，以及精确调节焊丝2的位置和调控母材b的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面的间距，从而精确控制母材b和金属过渡段c的连接区的热输入和温度，确保金属过渡段c一侧形成稀释率较低的微熔化连接，避免形成钎焊所导致的密封性下降以及连接接头力学性能较低，避免稀释率较高所导致的焊缝区形成脆性组织甚至开裂
。
24.从次，母材
a、
母材b和金属过渡段c的形状包括平面型和立体型，根据被连接母材a和母材b的形状和被连接构件的要求，确定金属过渡段c的形状
。
如被连接母材a和母材b的形状为圆环平面型，那么金属过渡段c的形状可为圆环平面型，也可为圆筒立体型，若被连接母材a和母材b的形状为圆筒立体型，那么金属过渡段c的形状也为圆筒立体型，从而确保能够连接任何形状的超薄板异种金属，制备复杂的超薄板异种金属连接构件
。
25.最后，采用合适的气体保护电弧焊类型
、
焊接模式和焊接工艺，优化被连接端面间距，精确调节焊丝的位置，对母材a和金属过渡段
c、
母材b和金属过渡段c的连接区的热输入和温度进行精确控制，从而实现各连接区组织和性能综合调控，降低应力和减少变形，避免焊穿
、
未熔合
、
裂纹
、
未焊透等缺陷，焊缝成形优良，使焊缝内部质量和接头综合性能优良
。
26.相对于现有技术，本发明提供的用于超薄板异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法的有益效果是，能够解决由于物理性能差异大
、
化学相容性差以及板材过薄所导致的较大的应力和变形
、
焊缝易形成脆性组织
、
焊接接头性能差以及易焊穿等超薄板异种金属连接问题，本发明提供的焊接方法，焊接工艺简单，焊接柔性好，焊接效率高，成本低，连接区热输入和温度精确可控，能够避免热影响区晶粒粗大，能够避免形成脆性组织，能够避免形成钎焊，焊接应力和变形小，焊缝成形好，焊接接头组织和性能调控容易，焊缝内部质量优良，无气孔
、
裂纹
、
焊穿
、
未熔合及未焊透等缺陷，焊接接头综合性能优良
。
附图说明
27.图1是用于超薄板异种金属连接的气体保护电弧焊焊接流程图
。
28.图2是用于超薄板异种金属连接的气体保护电弧焊焊接过程示意图，其中，1为母材a，2为金属过渡段c，3为母材b，4为焊丝1，5为焊丝2，6为母材a的被连接端面和金属过渡
段c的被连接端面的间距，7为母材b的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面的间距，8为焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段c的表面交点与距离金属过渡段c的被连接端面最近的点的距离，9为连接母材a和金属过渡段c的焊接方向，
10
为连接母材b和金属过渡段c的焊接方向
。
具体实施方式
29.为了使本发明的目的
、
技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明
。
30.本发明实施例提供一种用于超薄板异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法
。
该方法包括以下步骤：
31.(1)
根据需要连接的异种金属中的母材a和母材b的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点以及形状特征，设计并制备一种金属过渡段c；
32.(2)
根据需要连接的母材a和金属过渡段c的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材a和金属过渡段c的化学相容性均好的焊丝1的类型
、
成分及含量，并制备焊丝1；
33.(3)
母材a的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面具有合适的间距，确定气体保护电弧焊类型，设定气体保护电弧焊焊接模式和焊接工艺参数，启动焊接供气系统和焊接设备，焊丝1的轴向延伸线指向被连接端面处，实施气体保护电弧焊；
34.(4)
根据需要连接的母材b和金属过渡段c的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材b和金属过渡段c的化学相容性均好的焊丝2的类型
、
成分及含量，并制备焊丝2；
35.(5)
母材b的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面具有合适的间距，确定气体保护电弧焊类型，设定气体保护电弧焊焊接模式和焊接工艺参数，启动焊接供气系统和焊接设备，焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段c的表面交点与距离金属过渡段c的被连接端面最近的点相距合适的距离，并在焊接过程中保持该距离不变，实施气体保护电弧焊
。
36.具体地，步骤
(1)
中，根据需要连接的异种金属中的母材a和母材b的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点以及形状特征，设计一种金属过渡段c，形成母材a和金属过渡段c连接，金属过渡段c和母材b连接，也就是形成母材a和母材b间接连接，避免母材a和母材b直接连接所导致的由于化学元素相容性差所形成的脆性组织，使焊缝性能变差甚至开裂
。
37.步骤
(2)
中，根据需要连接的母材a和金属过渡段c的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材a和金属过渡段c的化学相容性均好的焊丝1，采用该焊丝1连接母材a和金属过渡段c，由于三者的化学相容性好，使得熔化的焊丝1与部分熔化的母材a和部分熔化的金属过渡段c混合形成熔池，凝固后形成的焊缝能够避免形成脆性组织
。
38.步骤
(3)
中，母材a的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面具有合适的间距，设定气体保护电弧焊焊接模式和焊接工艺参数，焊丝1的轴向延伸线指向被连接端面处，通过优化被连接端面间距
、
焊接模式
、
工艺参数和焊丝位置，精确控制连接区热输入和温度，确保焊丝熔化后能够实现母材a和金属过渡段c的高质量连接，焊缝成形优良，应力和变形小
。
39.步骤
(4)
中，根据需要连接的母材b和金属过渡段c的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材b和金属过渡段c的化学相容性均好的焊丝2，这样焊丝2熔化后填充到母材b的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面之间的间隙，将母材b和金属过渡段c连接起
来，避免金属过渡段c和母材b的直接接触，消除脆性组织
。
40.步骤
(5)
中，母材b的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面具有合适的间距，设定气体保护电弧焊焊接模式和焊接工艺参数，焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段c的表面交点与距离金属过渡段c的被连接端面最近的点相距合适的距离，并在焊接过程中保持该距离不变，这样通过设定最佳的被连接端面间距，优化焊接模式
、
工艺参数和焊丝位置，精确控制连接区热输入和温度，能够避免脆性组织形成，避免高熔点金属过渡段c连接处形成钎焊接头从而降低力学性能和密封性，避免低熔点母材b被焊穿和母材b稀释率过大，从而消除焊接缺陷和脆性组织，确保焊接质量和性能，一方面，将焊丝2指向金属过渡段c一侧，也就是将相应电弧指向金属过渡段c一侧，使高熔点金属过渡段c微量熔化，在金属过渡段c侧实现微熔化连接，避免形成钎焊连接，同时也避免金属过渡段c熔化过多，使得金属过渡段c稀释率较高，导致金属过渡段c熔化的元素扩散进入熔池过多，从而与进入熔池的母材b的元素混合接触，形成脆性组织，此外，通过控制被连接端面间距，以起到隔离母材b和金属过渡段c的作用，避免部分熔化的金属过渡段c的元素与部分熔化的母材b的元素接触反应，形成脆性组织，另一方面，将焊丝2指向金属过渡段c一侧，也就是电弧中心偏离母材b，从而降低了母材b热输入，使母材b吸收热量降低，母材b温度降低，避免熔化过多导致母材b焊穿，同时也避免母材b稀释率过大，导致母材b熔化的元素扩散进入熔池过多，从而与进入熔池的金属过渡段c的少量元素混合接触，形成脆性组织
。
41.优选地，所述母材
a、
母材b和金属过渡段c的形状包括平面型和立体型，从而根据被连接母材a和母材b的形状和被连接构件的要求，确定金属过渡段c的形状，从而实现任何形状的超薄板异种金属连接，制备各种复杂的超薄板异种金属连接构件
。
42.优选地，所述母材a与金属过渡段c的化学相容性好，从而避免母材a和金属过渡段c的连接接头形成金属间化合物等脆性组织，导致焊缝性能变差甚至开裂
。
43.优选地，所述金属过渡段c的熔点大于母材b的熔点，母材b的熔点大于焊丝2的熔点，使得金属过渡段c微量熔化，避免形成钎焊连接，同时避免金属过渡段c熔化过多，从而金属过渡段c元素扩散进入熔池过多，与进入熔池的母材b的元素混合接触，形成脆性组织，此外，使得母材b熔化合适，避免焊穿，也避免母材b熔化过多导致稀释率过大，使得母材b元素扩散进入熔池过多，与进入熔池的金属过渡段c的少量元素混合接触，形成脆性组织
。
44.优选地，所述异种金属中的母材
a、
母材b和金属过渡段c的厚度为
0.2
～
1.5mm
，从而满足超薄板异种金属的连接厚度要求
。
45.优选地，所述焊丝的类型包括实心焊丝和药芯焊丝，使得用于连接母材a和金属过渡段c的焊丝1和用于连接母材b和金属过渡段c的焊丝2的成分和含量设计更加容易和高效
。
46.优选地，所述母材a的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面的间距为0～
2mm
，通过调节优化母材a的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面的间距，便于调控热输入和温度，控制焊缝成形，消除焊接缺陷，提高焊接质量
。
47.优选地，所述母材b的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面的间距为
0.1
～
2mm
，通过调节优化母材b的被连接端面和金属过渡段c的被连接端面的间距，以起到隔离母材b和金属过渡段c的作用，让熔化的焊丝容易填充到间隙中，避免母材b和金属过渡段c中的元素直接接触，也就是能够消除由于化学相容性差所导致的脆性组织，同时，便于调控热
输入和温度使，得焊缝成形优良，消除焊接缺陷，避免形成钎焊连接，提高焊接质量和性能
。
48.优选地，所述焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段c的表面交点与距离金属过渡段c的被连接端面最近的点的距离为
0.1
～
2mm
，一方面，由于金属过渡段c的熔点较高，设定合适的焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段c的表面交点与距离金属过渡段c的被连接端面的最近的点的间距，使得焊丝2指向金属过渡段c一侧，电弧中心加热该部位，由于电弧中心温度较高，能够避免金属过渡段c的被连接处不熔化，实现金属过渡段c微量熔化，从而避免由于金属过渡段c不熔化所形成的钎焊连接，同时由于金属过渡段c熔点较高，使金属过渡段c稀释率较低，避免了金属过渡段c熔化的元素扩散进入熔池过多，与进入熔池的母材b的元素混合接触，形成脆性组织，另一方面，电弧中心偏离母材b，降低了母材b的热输入和温度，使得母材b的稀释率较低，避免母材b熔化的元素扩散进入熔池过多，从而与进入熔池的金属过渡段c的少量元素混合接触，形成脆性组织，也避免母材b熔化过多，造成焊穿，此外，通过低熔点焊丝2的熔化流动，能够确保焊缝成形优良
。
49.优选地，所述气体保护电弧焊类型包括熔化极气体保护电弧焊和非熔化极气体保护电弧焊，便于根据所连接的母材
a、
母材b和金属过渡段c的板厚及物理化学性能特点，选择合适的气体保护电弧焊焊接方法
。
50.优选地，所述非熔化极气体保护电弧焊包括钨极氩弧焊和等离子弧焊，便于根据所连接母材
a、
母材b和金属过渡段c的板厚及物理化学性能特点，选择合适的非熔化极气体保护电弧焊焊接方法
。
51.优选地，所述供气系统的保护气体为
ar、he、co2、o2、n2中的至少一种，根据母材
a、
母材b以及金属过渡段c的种类
、
连接成本以及效率，选用不同的保护气体，使连接在气体保护下进行，确保焊缝内部质量和焊缝成形优良，同时，保护气体作为产生电弧的介质，维持电弧稳定燃烧，确保焊接过程稳定
。
52.优选地，所述熔化极气体保护电弧焊焊接模式为
cmt
模式
、
脉冲模式
、
直流模式或交流模式，所述非熔化极气体保护电弧焊焊接模式为脉冲模式
、
直流模式或交流模式，便于根据母材
a、
母材
b、
金属过渡段c和两种焊丝的成分
、
物理及化学性能，母材
a、
母材b和金属过渡段c的厚度，以及两种焊丝直径等，选择合适的焊接模式，从而精确控制各连接区热输入和温度，避免热影响区晶粒粗大，避免热输入过大造成焊穿，避免母材b和金属过渡段c稀释率较大导致焊缝区形成脆性组织甚至开裂，避免热输入不足造成金属过渡段c未熔化形成钎焊等问题，使得消除焊接缺陷，焊缝成形优良，焊接质量和性能优良
。
53.优选地，所述熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
20
～
200a
，平均电弧电压为6～
20v
，焊接速度为
0.3
～
4m/min
，焊丝干伸长度为6～
20mm
，焊丝直径为
0.6
～
1.6mm
，气体流量为5～
30l/min
，通过调节焊接工艺参数，对焊接热输入及温度进行精确控制，控制焊丝和母材的熔化量，避免热影响区晶粒粗大，避免热输入过大造成焊穿，避免母材b和金属过渡段c稀释率较大导致焊缝区形成脆性组织甚至开裂，避免热输入不足造成金属过渡段c未熔化形成钎焊等问题，使得焊接过程稳定，焊缝成形美观，消除气孔
、
裂纹
、
焊穿
、
未熔合及未焊透等缺陷，焊缝内部质量优良，形成综合性能优良的连接接头
。
54.优选地，所述非熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
20
～
150a
，平均电弧电压为6～
15v
，焊接速度为
0.3
～
2m/min
，焊丝直径为
0.6
～
1.6mm
，气体流量为5～
30l/min
，通过调节焊接工艺参数，通过调节焊接工艺参数，对焊接热输入及温度进行
精确控制，控制焊丝和母材的熔化量，避免热影响区晶粒粗大，避免热输入过大造成焊穿，避免母材b和金属过渡段c稀释率较大导致焊缝区形成脆性组织甚至开裂，避免热输入不足造成金属过渡段c未熔化形成钎焊等问题，使得焊接过程稳定，焊缝成形美观，消除气孔
、
裂纹
、
焊穿
、
未熔合及未焊透等缺陷，焊缝内部质量优良，形成综合性能优良的连接接头
。
55.本超薄板异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法具有焊接工艺简单，焊接柔性好，焊接效率高，焊接成本低，连接区热输入和温度精确可控，能够避免热影响区晶粒粗大，避免形成脆性组织，避免形成钎焊，焊接应力和变形小，焊缝成形优良，焊接接头组织和性能调控容易，焊缝内部质量优良，无气孔
、
裂纹
、
焊穿
、
未熔合及未焊透等缺陷，焊接接头综合性能优良，能够有效解决超薄板异种金属连接存在的较大的应力和变形
、
焊缝易形成脆性组织
、
焊接接头性能差以及易焊穿等连接问题
。
56.为了更好的说明本发明提供的用于超薄板异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法，下面通过实施例做进一步的举例说明
。
57.实施例158.一种用于超薄板
tc4
钛合金和
316l
不锈钢异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法，连接母材为
tc4
钛合金和
316l
不锈钢，
tc4
钛合金的厚度为
0.6mm
，
316l
不锈钢的厚度为
0.6mm,
形状均为圆筒立体型，两种材料化学相容性差，
tc4
钛合金中的
ti
元素和
316l
不锈钢中的
fe、ni、cr
元素容易生成脆性组织，
tc4
钛合金和
316l
不锈钢的线膨胀系数
、
热导率及比热容等物理性能差异也较大，为实施超薄板
tc4
钛合金和
316l
不锈钢异种金属连接，具体包括以下步骤：
59.(1)
根据需要连接的异种金属中的母材
tc4
钛合金和
316l
不锈钢的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点以及形状特征，设计金属过渡段为纯钒，厚度为
0.6mm
，形状为圆筒立体型，其成分如表1所示，母材
tc4
钛合金与金属过渡段纯钒的化学相容性好，金属过渡段纯钒的熔点大于母材
316l
不锈钢的熔点，制备金属过渡段纯钒；
60.(2)
根据需要连接的母材
tc4
钛合金和金属过渡段纯钒的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
tc4
钛合金和金属过渡段纯钒的化学相容性均好的焊丝1，焊丝1的类型
、
成分及含量见表1，并制备焊丝1；
61.(3)
设定母材
tc4
钛合金的被连接端面和金属过渡段纯钒的被连接端面的间距为
0.2mm
，确定气体保护电弧焊类型为熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为
cmt
模式，设定熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
70a
，平均电弧电压为
9v
，焊接速度为
1.6m/min
，焊丝干伸长度为
8mm
，焊丝直径为
0.8mm
，保护气体为
ar
和
he
的混合气体，气体流量为
10l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，焊丝1的轴向延伸线指向被连接端面处，实施熔化极气体保护电弧焊；
62.(4)
根据需要连接的母材
316l
不锈钢和金属过渡段纯钒的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
316l
不锈钢和金属过渡段纯钒的化学相容性均好的焊丝2，焊丝2的类型
、
成分及含量见表1，并制备焊丝2；
63.(5)
设定母材
316l
不锈钢的被连接端面和金属过渡段纯钒的被连接端面的间距为
0.7mm
，确定气体保护电弧焊类型为非熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为脉冲模式，设定非熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
30a
，平均电弧电压为
7v
，焊接速度为
0.3m/min
，焊丝直径为
0.8mm
，保护气体为
ar
气体，气体流量为
7l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，设定焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段纯钒的表面交点与距离金属过渡段纯钒的被连接端面最近的点的距离为
0.5mm
，并在焊接过程中保持该距离不变，实施非熔化极气体保护电弧焊
。
64.表1金属过渡段及焊丝的类型
、
成分及含量
[0065][0066]
实施例2[0067]
一种用于超薄板
ta0
纯钛和
304
不锈钢异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法，连接母材为
ta0
纯钛和
304
不锈钢，
ta0
纯钛的厚度为
0.2mm
，
304
不锈钢的厚度为
0.2mm,
形状均为圆环平面型，两种材料化学相容性差，
ta0
纯钛中的
ti
元素和
304
不锈钢中的
fe、ni、cr
元素容易生成脆性组织，
ta0
纯钛和
304
不锈钢的线膨胀系数
、
热导率及比热容等物理性能差异也较大，为实施超薄板
ta0
纯钛和
304
不锈钢异种金属连接，具体包括以下步骤：
[0068]
(1)
根据需要连接的异种金属中的母材
ta0
纯钛和
304
不锈钢的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点以及形状特征，设计金属过渡段为纯铌，厚度为
0.2mm
，形状为圆环平面型，其成分如表2所示，母材
ta0
纯钛与金属过渡段纯铌的化学相容性好，金属过渡段纯铌的熔点大于母材
304
不锈钢的熔点，制备金属过渡段纯铌；
[0069]
(2)
根据需要连接的母材
ta0
纯钛和金属过渡段纯铌的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
ta0
纯钛和金属过渡段纯铌的化学相容性均好的焊丝1，焊丝1的类型
、
成分及含量见表2，并制备焊丝1；
[0070]
(3)
设定母材
ta0
纯钛的被连接端面和金属过渡段纯铌的被连接端面的间距为
0mm
，确定气体保护电弧焊类型为熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为
cmt
模式，设定熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
30a
，平均电弧电压为
8v
，焊接速度为
0.4m/min
，焊丝干伸长度为
6mm
，焊丝直径为
0.6mm
，保护气体为
ar
气体，气体流量为
6l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，焊丝1的轴向延伸线指向被连接端面处，实施熔化极气体保护电弧焊；
[0071]
(4)
根据需要连接的母材
304
不锈钢和金属过渡段纯铌的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
304
不锈钢和金属过渡段纯铌的化学相容性均好的焊丝2，焊丝2的类型
、
成分及含量见表2，并制备焊丝2；
[0072]
(5)
设定母材
304
不锈钢的被连接端面和金属过渡段纯铌的被连接端面的间距为
0.3mm
，确定气体保护电弧焊类型为熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为
cmt
模式，设定熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
45a
，平均电弧电压为
8.6v
，焊接速度为
1.2m/min
，焊丝干伸长度为
7mm
，焊丝直径为
0.6mm
，保护气体为
ar
和
he
的混合气体，气体流量为
15l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，设定焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段纯铌的表面交点与距离金属过渡段纯铌的被连接端面最近的点的距离为
0.1mm
，并在焊接过程中保持该距离不变，实施熔化极气体保护电弧焊
。
[0073]
表2金属过渡段及焊丝的类型
、
成分及含量
[0074][0075]
实施例3[0076]
一种用于超薄板
ta1
纯钛和
316
不锈钢异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法，连接母材为
ta1
纯钛和
316
不锈钢，
ta1
纯钛的厚度为
0.5mm
，
316
不锈钢的厚度为
0.5mm,
形状均为椭圆环平面型，两种材料化学相容性差，
ta1
纯钛中的
ti
元素和
316
不锈钢中的
fe、ni、cr
元素容易生成脆性组织，
ta1
纯钛和
316
不锈钢的线膨胀系数
、
热导率及比热容等物理性能差异也较大，为实施超薄板
ta1
纯钛和
316
不锈钢异种金属连接，具体包括以下步骤：
[0077]
(1)
根据需要连接的异种金属中的母材
ta1
纯钛和
316
不锈钢的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点以及形状特征，设计金属过渡段为铌基合金，厚度为
0.5mm
，形状为椭圆环平面型，其成分如表3所示，母材
ta1
纯钛与金属过渡段铌基合金的化学相容性好，金属过渡段铌基合金的熔点大于母材
316
不锈钢的熔点，制备金属过渡段铌基合金；
[0078]
(2)
根据需要连接的母材
ta1
纯钛和金属过渡段铌基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
ta1
纯钛和金属过渡段铌基合金的化学相容性均好的焊丝1，焊丝1的类型
、
成分及含量见表3，并制备焊丝1；
[0079]
(3)
设定母材
ta1
纯钛的被连接端面和金属过渡段铌基合金的被连接端面的间距为
0.3mm
，确定气体保护电弧焊类型为熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为脉冲模式，设定熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
80a
，平均电弧电压为
14v
，焊接速度为
2.4m/min
，焊丝干伸长度为
14mm
，焊丝直径为
1.2mm
，保护气体为
he
气体，气体流量为
25l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，焊丝1的轴向延伸线指向被连接端面处，实施熔化极气体保护电弧焊；
[0080]
(4)
根据需要连接的母材
316
不锈钢和金属过渡段铌基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
316
不锈钢和金属过渡段铌基合金的化学相容性均好的焊丝2，焊丝2的类型
、
成分及含量见表3，并制备焊丝2；
[0081]
(5)
设定母材
316
不锈钢的被连接端面和金属过渡段铌基合金的被连接端面的间距为
0.5mm
，确定气体保护电弧焊类型为熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为
cmt
模式，设定熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
55a
，平均电弧电压为
8.5v
，焊接速度为
0.8m/min
，焊丝干伸长度为
12mm
，焊丝直径为
0.8mm
，保护气体为
ar
和
he
的混合气体，气体流量为
20l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，设定焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段铌基合金的表面交点与距离金属过渡段铌基合金的被连接端面最近的点的距离为
0.9mm
，并在焊接过程中保持该距离不变，实施熔化极气体保护电弧焊
。
[0082]
表3金属过渡段及焊丝的类型
、
成分及含量
[0083][0084]
实施例4[0085]
一种用于超薄板
ta15
钛合金和
cp800
高强钢异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法，连接母材为
ta15
钛合金和
cp800
高强钢，
ta15
钛合金的厚度为
1.2mm
，
cp800
高强钢的厚度为
1.2mm,
形状均为圆筒立体型，两种材料化学相容性差，
ta15
钛合金中的
ti
元素和
cp800
高强钢中的
fe
元素容易生成脆性组织，
ta15
钛合金和
cp800
高强钢的线膨胀系数
、
热导率及比热容等物理性能差异也较大，为实施超薄板
ta15
钛合金和
cp800
高强钢异种金属连接，具体包括以下步骤：
[0086]
(1)
根据需要连接的异种金属中的母材
ta15
钛合金和
cp800
高强钢的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点以及形状特征，设计金属过渡段为铌基合金，厚度为
1.2mm
，形状为圆筒立体型，其成分如表4所示，母材
ta15
钛合金与金属过渡段铌基合金的化学相容性好，金属过渡段铌基合金的熔点大于母材
cp800
高强钢的熔点，制备金属过渡段铌基合金；
[0087]
(2)
根据需要连接的母材
ta15
钛合金和金属过渡段铌基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
ta15
钛合金和金属过渡段铌基合金的化学相容性均好的焊丝1，焊丝1的类型
、
成分及含量见表4，并制备焊丝1；
[0088]
(3)
设定母材
ta15
钛合金的被连接端面和金属过渡段铌基合金的被连接端面的间距为
1.2mm
，确定气体保护电弧焊类型为非熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为直流模式，设定非熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
80a
，平均电弧电压为
9v
，焊接速度为
0.9m/min
，焊丝直径为
1.0mm
，保护气体为
ar
和
he
的混合气体，气体流量为
15l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，焊丝1的轴向延伸线指向被连接端面处，实施非熔化极气体保护电弧焊；
[0089]
(4)
根据需要连接的母材
cp800
高强钢和金属过渡段铌基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
cp800
高强钢和金属过渡段铌基合金的化学相容性均好的焊丝2，焊丝2的类型
、
成分及含量见表4，并制备焊丝2；
[0090]
(5)
设定母材
cp800
高强钢的被连接端面和金属过渡段铌基合金的被连接端面的间距为
1.5mm
，确定气体保护电弧焊类型为非熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为脉冲模式，设定非熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
60a
，平均电弧电压为
10v
，焊接速度为
0.8m/min
，焊丝直径为
0.8mm
，保护气体为
he
气体，气体流量为
28l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，设定焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段铌基合金的表面交点与距离金属过渡段铌基合金的被连接端面最近的点的距离为
2mm
，并在焊接过程中保持该距离不变，实施非熔化极气体保护电弧焊
。
[0091]
表4金属过渡段及焊丝的类型
、
成分及含量
[0092][0093]
实施例5[0094]
一种用于超薄板
tib
p
/tc4
复合材料和
316l
不锈钢异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法，连接母材为
tib
p
/tc4
复合材料和
316l
不锈钢，
tib
p
/tc4
复合材料的厚度为
0.6mm
，
316l
不锈钢的厚度为
0.8mm,
形状均为矩形平面型，两种材料化学相容性差，
tib
p
/tc4
复合材料中的
ti
元素和
316l
不锈钢中的
fe、ni、cr
元素容易生成脆性组织，
tibp/tc4
复合材料和
316l
不锈钢的线膨胀系数
、
热导率及比热容等物理性能差异也较大，为实施超薄板
tibp/tc4
复合材料和
316l
不锈钢异种金属连接，具体包括以下步骤：
[0095]
(1)
根据需要连接的异种金属中的母材
tib
p
/tc4
复合材料和
316l
不锈钢的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点以及形状特征，设计金属过渡段为铌基合金，厚度为
0.7mm
，形状为矩形平面型，其成分如表5所示，母材
tib
p
/tc4
复合材料与金属过渡段铌基合金的化学相容性好，金属过渡段铌基合金的熔点大于母材
316l
不锈钢的熔点，制备金属过渡段铌基合金；
[0096]
(2)
根据需要连接的母材
tib
p
/tc4
复合材料和金属过渡段铌基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
tib
p
/tc4
复合材料和金属过渡段铌基合金的化学相容性均好的焊丝1，焊丝1的类型
、
成分及含量见表5，并制备焊丝1；
[0097]
(3)
设定母材
tib
p
/tc4
复合材料的被连接端面和金属过渡段铌基合金的被连接端面的间距为
0.8mm
，确定气体保护电弧焊类型为熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为
cmt
模式，设定熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
100a
，平均电弧电压为
12v
，焊接速度为
2.8m/min
，焊丝干伸长度为
16mm
，焊丝直径为
1.2mm
，保护气体为
ar
和
o2的混合气体，气体流量为
28l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，焊丝1的轴向延伸线指向被连接端面处，实施熔化极气体保护电弧焊；
[0098]
(4)
根据需要连接的母材
316l
不锈钢和金属过渡段铌基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
316l
不锈钢和金属过渡段铌基合金的化学相容性均好的焊丝2，焊丝2的类型
、
成分及含量见表5，并制备焊丝2；
[0099]
(5)
设定母材
316l
不锈钢的被连接端面和金属过渡段铌基合金的被连接端面的间距为
0.9mm
，确定气体保护电弧焊类型为熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为交流模式，设定熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
190a
，平均电弧电压为
19v
，焊接速度为
3.6m/min
，焊丝干伸长度为
20mm
，焊丝直径为
1.6mm
，保护气体为
ar
和
he
的混合气体，气体流量为
19l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，设定焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段铌基合金的表面交点与距离金属过渡段铌基合金的被连接端面最近的点的距离为
1.2mm
，并在焊接过程中保持该距离不变，实施熔化极气体保护电弧焊
。
[0100]
表5金属过渡段及焊丝的类型
、
成分及含量
[0101][0102]
实施例6[0103]
一种用于超薄板
tc4
钛合金和
inconel718
镍基合金异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法，连接母材为
tc4
钛合金和
inconel718
镍基合金，
tc4
钛合金的厚度为
1.5mm
，
inconel718
镍基合金的厚度为
1.5mm,tc4
钛合金形状为椭圆环平面型，
inconel718
镍基合金形状为椭圆平面型，两种材料化学相容性差，
tc4
钛合金中的
ti
元素和
inconel718
镍基合金中的
fe、ni、cr
元素容易生成脆性组织，
tc4
钛合金和
inconel718
镍基合金的线膨胀系数
、
热导率及比热容等物理性能差异也较大，为实施超薄板
tc4
钛合金和
inconel718
镍基合金异种金属连接，具体包括以下步骤：
[0104]
(1)
根据需要连接的异种金属中的母材
tc4
钛合金和
inconel718
镍基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点以及形状特征，设计金属过渡段为铌基合金，厚度为
1.5mm
，形状为椭圆环平面型，其成分如表6所示，母材
tc4
钛合金与金属过渡段铌基合金的化学相容性好，金属过渡段铌基合金的熔点大于母材
inconel718
镍基合金的熔点，制备金属过渡段铌基合金；
[0105]
(2)
根据需要连接的母材
tc4
钛合金和金属过渡段铌基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
tc4
钛合金和金属过渡段铌基合金的化学相容性均好的焊丝1，焊丝1的类型
、
成分及含量见表6，并制备焊丝1；
[0106]
(3)
设定母材
tc4
钛合金的被连接端面和金属过渡段铌基合金的被连接端面的间距为
1.6mm
，确定气体保护电弧焊类型为非熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为交流模式，设定非熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
100a
，平均电弧电压为
12v
，焊接速度为
1.4m/min
，焊丝直径为
1.0mm
，保护气体为
ar
和
he
的混合气体，气体流量为
20l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，焊丝1的轴向延伸线指向被连接端面处，实施非熔化极气体保护电弧焊；
[0107]
(4)
根据需要连接的母材
inconel718
镍基合金和金属过渡段铌基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
inconel718
镍基合金和金属过渡段铌基合金的化学相容性均好的焊丝2，焊丝2的类型
、
成分及含量见表6，并制备焊丝2；
[0108]
(5)
设定母材
inconel718
镍基合金的被连接端面和金属过渡段铌基合金的被连接端面的间距为
1.6mm
，确定气体保护电弧焊类型为熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为直流模式，设定熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
140a
，平均电弧电压为
15v
，焊接速度为
1.8m/min
，焊丝干伸长度为
12mm
，焊丝直径为
0.8mm
，保护气体为
ar
气体，气体流量为
15l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，设定焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段铌基合金的表面交点与距离金属过渡段铌基合金的被连接端面最近的点的距离为
1.6mm
，并在焊接过程中保持该距离不变，实施熔化极气体保护电弧焊
。
[0109]
表6金属过渡段及焊丝的类型
、
成分及含量
[0110][0111]
实施例7[0112]
一种用于超薄板
taw2.5
钽合金和
inconel625
镍基合金异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法，连接母材为
taw2.5
钽合金和
inconel625
镍基合金，
taw2.5
钽合金的厚度为
0.3mm
，
inconel625
镍基合金的厚度为
0.4mm,
形状均为圆筒立体型，两种材料化学相容性差，
taw2.5
钽合金中的
ta、w
元素和
inconel625
镍基合金中的
fe、ni、cr
元素容易生成脆性组织，
taw2.5
钽合金和
inconel625
镍基合金的线膨胀系数
、
热导率及比热容等物理性能差异也较大，为实施超薄板
taw2.5
钽合金和
inconel625
镍基合金异种金属连接，具体包括以下步骤：
[0113]
(1)
根据需要连接的异种金属中的母材
taw2.5
钽合金和
inconel625
镍基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点以及形状特征，设计金属过渡段为钒基合金，厚度为
0.3mm
，形状为圆筒立体型，其成分如表7所示，母材
taw2.5
钽合金与金属过渡段钒基合金的化学相容性好，金属过渡段钒基合金的熔点大于母材
inconel625
镍基合金的熔点，制备金属过渡段钒基合金；
[0114]
(2)
根据需要连接的母材
taw2.5
钽合金和金属过渡段钒基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
taw2.5
钽合金和金属过渡段钒基合金的化学相容性均好的焊丝1，焊丝1的类型
、
成分及含量见表7，并制备焊丝1；
[0115]
(3)
设定母材
taw2.5
钽合金的被连接端面和金属过渡段钒基合金的被连接端面的间距为
0.6mm
，确定气体保护电弧焊类型为熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为
cmt
模式，设定熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
190a
，平均电弧电压为
17v
，焊接速度为
3.8m/min
，焊丝干伸长度为
19mm
，焊丝直径为
1.6mm
，保护气体为
ar
和
co2的混合气体，气体流量为
27l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，焊丝1的轴向延伸线指向被连接端面处，实施熔化极气体保护电弧焊；
[0116]
(4)
根据需要连接的母材
inconel625
镍基合金和金属过渡段钒基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
inconel625
镍基合金和金属过渡段钒基合金的化学相容性均好的焊丝2，焊丝2的类型
、
成分及含量见表7，并制备焊丝2；
[0117]
(5)
设定母材
inconel625
镍基合金的被连接端面和金属过渡段钒基合金的被连接端面的间距为
1.2mm
，确定气体保护电弧焊类型为熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为
cmt
模式，设定熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
150a
，平均电弧电压为
14v
，焊接速度为
1.9m/min
，焊丝干伸长度为
15mm
，焊丝直径为
1.2mm
，保护气体为
ar
和
n2的混合气体，气体流量为
22l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，设定焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段钒基合金的表面交点与距离金属过渡段铌基合金的被连接端面最近的点的距离为
0.4mm
，并在焊接过程中保持该距离不变，实施熔化极气体保护电
弧焊
。
[0118]
表7金属过渡段及焊丝的类型
、
成分及含量
[0119][0120]
实施例8[0121]
一种用于超薄板
w1
钨合金和
304
不锈钢异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法，连接母材为
w1
钨合金和
304
不锈钢，
w1
钨合金的厚度为
1.0mm
，
304
不锈钢的厚度为
1.1mm,
形状均为圆环平面型，两种材料化学相容性差，
w1
钨合金中的w元素和
304
不锈钢中的
fe、ni、cr
元素容易生成脆性组织，
w1
钨合金和
304
不锈钢的线膨胀系数
、
热导率及比热容等物理性能差异也较大，为实施超薄板
w1
钨合金和
304
不锈钢异种金属连接，具体包括以下步骤：
[0122]
(1)
根据需要连接的异种金属中的母材
w1
钨合金和
304
不锈钢的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点以及形状特征，设计金属过渡段为铌基合金，厚度为
1.0mm
，形状为圆环平面型，其成分如表8所示，母材
w1
钨合金与金属过渡段铌基合金的化学相容性好，金属过渡段铌基合金的熔点大于母材
304
不锈钢的熔点，制备金属过渡段铌基合金；
[0123]
(2)
根据需要连接的母材
w1
钨合金和金属过渡段铌基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
w1
钨合金和金属过渡段铌基合金的化学相容性均好的焊丝1，焊丝1的类型
、
成分及含量见表8，并制备焊丝1；
[0124]
(3)
设定母材
w1
钨合金的被连接端面和金属过渡段铌基合金的被连接端面的间距为
2mm
，确定气体保护电弧焊类型为非熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为交流模式，设定非熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
150a
，平均电弧电压为
15v
，焊接速度为
1.8m/min
，焊丝直径为
1.2mm
，保护气体为
ar
和
co2的混合气体，气体流量为
16l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，焊丝1的轴向延伸线指向被连接端面处，实施非熔化极气体保护电弧焊；
[0125]
(4)
根据需要连接的母材
304
不锈钢和金属过渡段铌基合金的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
304
不锈钢和金属过渡段铌基合金的化学相容性均好的焊丝2，焊丝2的类型
、
成分及含量见表8，并制备焊丝2；
[0126]
(5)
设定母材
304
不锈钢的被连接端面和金属过渡段铌基合金的被连接端面的间距为
2mm
，确定气体保护电弧焊类型为非熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为直流模式，设定非熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
130a
，平均电弧电压为
13v
，焊接速度为
1.6m/min
，焊丝直径为
1.6mm
，保护气体为
ar
和
o2的混合气体，气体流量为
24l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，设定焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段铌基合金的表面交点与距离金属过渡段铌基合金的被连接端面最近的点的距离为
0.6mm
，并在焊接过程中保持该距离不变，实施非熔化极气体保护电弧焊
。
[0127]
表8金属过渡段及焊丝的类型
、
成分及含量
[0128][0129]
实施例9[0130]
一种用于超薄板
ta2
纯钛和
304
不锈钢异种金属连接的气体保护电弧焊焊接方法，连接母材为
ta2
纯钛和
304
不锈钢，
ta2
纯钛的厚度为
0.5mm
，
304
不锈钢的厚度为
0.5mm,
形状均为矩形环平面型，两种材料化学相容性差，
ta2
纯钛中的
ti
元素和
304
不锈钢中的
fe、ni、cr
元素容易生成脆性组织，
ta2
纯钛和
304
不锈钢的线膨胀系数
、
热导率及比热容等物理性能差异也较大，为实施超薄板
ta2
纯钛和
304
不锈钢异种金属连接，具体包括以下步骤：
[0131]
(1)
根据需要连接的异种金属中的母材
ta2
纯钛和
304
不锈钢的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点以及形状特征，设计金属过渡段为纯铌，厚度为
0.5mm
，形状为矩形环平面型，其成分如表9所示，母材
ta2
纯钛与金属过渡段纯铌的化学相容性好，金属过渡段纯铌的熔点大于母材
304
不锈钢的熔点，制备金属过渡段纯铌；
[0132]
(2)
根据需要连接的母材
ta2
纯钛和金属过渡段纯铌的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
ta2
纯钛和金属过渡段纯铌的化学相容性均好的焊丝1，焊丝1的类型
、
成分及含量见表9，并制备焊丝1；
[0133]
(3)
设定母材
ta2
纯钛的被连接端面和金属过渡段纯铌的被连接端面的间距为
0.4mm
，确定气体保护电弧焊类型为熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为
cmt
模式，设定熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
65a
，平均电弧电压为
11v
，焊接速度为
0.8m/min
，焊丝干伸长度为
12mm
，焊丝直径为
1.0mm
，保护气体为
ar
气体，气体流量为
20l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，焊丝1的轴向延伸线指向被连接端面处，实施熔化极气体保护电弧焊；
[0134]
(4)
根据需要连接的母材
304
不锈钢和金属过渡段纯铌的成分
、
组分
、
物理及化学性能特点，设计与母材
304
不锈钢和金属过渡段纯铌的化学相容性均好的焊丝2，焊丝2的类型
、
成分及含量见表9，并制备焊丝2；
[0135]
(5)
设定母材
304
不锈钢的被连接端面和金属过渡段纯铌的被连接端面的间距为
0.1mm
，确定气体保护电弧焊类型为熔化极气体保护电弧焊，设定气体保护电弧焊焊接模式为
cmt
模式，设定熔化极气体保护电弧焊焊接工艺参数为：平均焊接电流为
54a
，平均电弧电压为
8.8v
，焊接速度为
0.9m/min
，焊丝干伸长度为
12mm
，焊丝直径为
1.0mm
，保护气体为
ar
和
he
的混合气体，气体流量为
25l/min
，启动焊接供气系统和焊接设备，设定焊丝2的轴向延伸线与金属过渡段纯铌的表面交点与距离金属过渡段纯铌的被连接端面最近的点的距离为
1mm
，并在焊接过程中保持该距离不变，实施熔化极气体保护电弧焊
。
[0136]
表9金属过渡段及焊丝的类型
、
成分及含量
[0137][0138]
以上各实施例由于设计和采用了合适的金属过渡段及匹配的焊丝，采用了合适的被连接端面间距，对焊丝位置进行了最佳布置，选择了合适的气体保护焊焊接方法
、
焊接模式和焊接工艺参数，进行了有效的焊接气体保护，解决了超薄板异种金属由于物理性能差异大
、
化学相容性差以及板材过薄所导致的较大的应力和变形
、
焊缝易形成脆性组织
、
焊接接头性能差以及易焊穿等连接问题，该焊接方法焊接工艺简单，焊接柔性好，焊接效率高，焊接成本低，连接区热输入和温度精确可控，避免了热影响区晶粒粗大，避免了形成金属间化合物等脆性组织，避免了形成钎焊，焊接应力和变形小，焊缝成形优良，容易调控焊接接头组织和性能，焊缝内部质量优良，消除了气孔
、
裂纹
、
焊穿
、
未熔合及未焊透等缺陷，连接接头综合性能优良，满足技术要求
。
[0139]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改
、
等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内
。