ICS25.160.10CCSJ33團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)Recommendedprocedureforlaserwelding-brazingprocessofaluminum/titaniumdissimilaralloys2025-01-24發(fā)布T/CWAN0139—2025前言 2規(guī)范性引用文件 3術(shù)語與定義 24一般要求 25工藝要求 56焊接質(zhì)量要求 77焊接檢驗 8附錄A（資料性）鋁-鈦異種金屬激光熔釬焊工藝規(guī)程 9T/CWAN0139—2025本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由中國焊接協(xié)會提出并歸口。本文件起草單位：杭州華光焊接新材料股份有限公司、中國機(jī)械總院集團(tuán)哈爾濱焊接研究所有限公司、杭州孚晶焊接科技有限公司、上海中巽科技股份有限公司、廣東省鑫全利激光智能裝備有限公司、北京博清科技有限公司、山東光之聚激光科技有限公司、中國機(jī)械總院集團(tuán)鄭州機(jī)械研究所有限公司、洛陽船舶材料研究所（中國船舶集團(tuán)有限公司第七二五研究所）、哈工大蘇州研究院、上海工程技術(shù)大學(xué)、哈爾濱理工大學(xué)。本文件主要起草人：黃魏青、武鵬博、余丁坤、王銘秋、王萍、李海波、鄒吉鵬、石凱、曹浩、馮消冰、廖志謙，韓偉、呂逸帆、秦建、雷小偉、孫徠博、張?zhí)炖?、王雷、常云峰、方乃文?T/CWAN0139—2025本文件規(guī)定了鋁-鈦異種金屬激光熔釬焊的一般要求、工藝要求、質(zhì)量要求和焊接檢驗等內(nèi)容。本文件適用于板厚≤5mm的鋁-鈦異種金屬的激光熔釬焊。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T985.1氣焊、焊條電弧焊、氣體保護(hù)焊和高能束焊的推薦坡口GB/T2650金屬材料焊縫破壞性試驗沖擊試驗GB/T2651焊接接頭拉伸試驗方法GB/T2653焊接接頭彎曲試驗方法GB/T2654焊接接頭硬度試驗方法GB/T3323.1焊縫無損檢測射線檢測第1部分：X和伽瑪射線的膠片技術(shù)GB/T3375焊接術(shù)語GB7247.1激光產(chǎn)品的安全第1部分：設(shè)備分類、要求GB7247.4激光產(chǎn)品的安全第4部分：激光防護(hù)屏GB7247.14激光產(chǎn)品的安全第14部分：用戶指南GB/T9445無損檢測人員資格鑒定與認(rèn)證GB9448焊接與切割安全GB/T11345焊縫無損檢測超聲檢測技術(shù)、檢測等級和評定GB/T18851.1無損檢測滲透檢測第1部分：總則GB/T26955金屬材料焊縫破壞性試驗焊縫宏觀和微觀檢驗GB30863個體防護(hù)裝備眼面部防護(hù)激光防護(hù)鏡GB/T31910潛水器用鈦合金板材GB/T32259焊縫無損檢測熔焊接頭目視檢測GB/T39255焊接與切割用保護(hù)氣GB/T42793航空用鋁合金板材通用技術(shù)規(guī)范GJB2505A航空用鈦及鈦合金板材和帶材規(guī)范T/CWAN0009焊接術(shù)語熔化焊2T/CWAN0139—20253術(shù)語與定義GB/T3375和T/CWAN0009界定的及下列術(shù)語與定義適用于本文件。激光熔釬焊laserwelding-brazing采用激光束作為熱源將低熔點金屬熔化形成熔焊接頭，高熔點金屬處于固態(tài)形成釬焊接頭的一種焊接方法。3.2激光束偏置距離laserbeamoffsetdistance激光束實際焊接位置偏離焊縫中心的距離稱為激光束偏置距離，示意如圖1所示。圖1激光偏置距離示意圖3.3離焦量defocusamount激光焦點與作用物質(zhì)間的距離。4一般要求鋁-鈦異種金屬激光熔釬焊接除滿足本文件規(guī)定外，還需要遵循相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)要求。4.2人員資格4.2.1產(chǎn)品組裝人員應(yīng)經(jīng)過系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，上崗操作前應(yīng)通過工藝培訓(xùn)考核。4.2.2焊接操作人員應(yīng)經(jīng)過系統(tǒng)的理論學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，具備足夠的激光焊接技術(shù)知識和技能，通過考核并取得考試機(jī)構(gòu)頒發(fā)的資格證書，且證書應(yīng)在有效期內(nèi)。4.2.3焊接檢驗人員應(yīng)按照GB/T9445的要求進(jìn)行資格評定，若檢測時使用了未包含在GB/T9445中的方法，則制造商應(yīng)負(fù)責(zé)參照GB/T9445的要求提供培訓(xùn)、書面操作規(guī)程、考核和現(xiàn)場操作演示，以保證檢3T/CWAN0139—2025驗檢測人員對指定檢驗檢測方法具備操作能力。檢驗檢測人員應(yīng)經(jīng)過相關(guān)檢驗知識理論學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，并取得相應(yīng)的資格證書，且證書應(yīng)在有效期內(nèi)。其中，無損檢測人員應(yīng)取得GB/T9445中規(guī)定的2級以上資格證書。4.2.4破壞性試驗人員應(yīng)通過相應(yīng)試驗操作培訓(xùn)考核。4.3設(shè)備及儀器儀表4.3.1激光器、傳輸光纖、激光焊接槍頭、行走機(jī)構(gòu)、氣體壓力表、氣體流量表和溫度測量表等相關(guān)儀器儀表應(yīng)經(jīng)過檢定合格方可使用，并按照相關(guān)要求定期進(jìn)行檢修及檢定。4.3.2相關(guān)設(shè)備在安裝、搬遷、大修或停止使用1年以上時，應(yīng)進(jìn)行檢定并進(jìn)行工藝參數(shù)確認(rèn)，合格后方可使用。4.3.3相關(guān)設(shè)備連入的電源網(wǎng)路電壓波動范圍不應(yīng)超過額定值的±10%，否則應(yīng)配備穩(wěn)壓器。4.3.4焊接設(shè)備應(yīng)安裝惰性氣體保護(hù)裝置。宜根據(jù)坡口形式及尺寸采用相應(yīng)的保護(hù)罩形式進(jìn)行氣體保護(hù)，以保證焊縫高溫區(qū)域得到防護(hù)，焊縫背面需增加惰性氣體保護(hù)措施。4.4材料4.4.1母材的性能應(yīng)符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范要求，生產(chǎn)廠家提供的質(zhì)量保證書，如有必要應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行復(fù)驗。4.4.1.1鈦合金板材應(yīng)符合GB/T31910和GJB2505A等標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定。4.4.1.2鋁合金板材應(yīng)符合GB/T42793等標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定。4.4.2材料的運輸和存放過程中為避免損壞，鈦及鈦合金、鋁及鋁合金應(yīng)分類存放并做清晰的標(biāo)識。母材應(yīng)存放在干燥、通風(fēng)良好的庫房中，不允許露天存放或放在有有害氣體和腐蝕性介質(zhì)的室內(nèi)，室內(nèi)溫度應(yīng)控制在5℃~25℃,相對濕度≤60%；堆放時不宜直接放在地面上，宜放在離地面和墻壁≥300mm的架子或墊板上，以保持空氣流通，防止受潮。4.4.3加工后的工件或試件須清理切口處殘留毛刺。工件或試件的尺寸公差、形狀公差等應(yīng)符合設(shè)計要求，并滿足鋁-鈦異種金屬激光熔釬焊接裝配的精度要求。4.4.4工件或試件應(yīng)按照要求進(jìn)行焊前清理，待焊接頭表面可用干凈紗布或清洗劑清除油漬及污物。4.4.4.1為保證鈦合金焊接前表面質(zhì)量，應(yīng)在焊接前4h以內(nèi)進(jìn)行打磨、清洗鈦合金試板待焊位置，以去除其表面氧化膜和油污。推薦使用體積配比為5%HF+30%（HNO3+H2O）溶液進(jìn)行清洗，清洗10min~30min后用清水沖洗并吹干。4.4.4.2為保證鋁合金焊接前表面質(zhì)量，應(yīng)在焊接前4h以內(nèi)進(jìn)行打磨、清洗鋁合金試板待焊位置，去除坡口表面氧化膜和油污。推薦使用10%NaOH溶液清洗10min去除氧化膜，再用30%HNO3溶液亮化處理1min后用清水沖洗并吹干。4.4.5保護(hù)氣體應(yīng)符合GB/T39255相關(guān)規(guī)定，焊接過程建議使用99.999%的Ar。4T/CWAN0139—20254.4.6焊接長度較大的鋁/鈦異種金屬構(gòu)件時，建議使用較大流量惰性保護(hù)氣體或更換氣體流量表為壓力表進(jìn)行焊縫及附近區(qū)域保護(hù)。4.5環(huán)境4.5.1焊接環(huán)境應(yīng)保持通風(fēng)良好，為防止激光器結(jié)露，工作環(huán)境的溫度、濕度應(yīng)控制在對應(yīng)型號激光器結(jié)露點以上。4.5.2操作區(qū)照度不小于300lx，噪聲不大于80dB，焊接煙塵的最高允許濃度不大于4mg/m3。4.5.3焊接作業(yè)環(huán)境風(fēng)速應(yīng)≤1.5m/s。4.5.4焊接作業(yè)環(huán)境濕度應(yīng)＜50%。4.5.5禁止在下雨、下雪等室外環(huán)境作業(yè)。4.5.6環(huán)境溫度應(yīng)≥5℃。4.5.7焊接作業(yè)區(qū)應(yīng)符合相應(yīng)的安全要求，并有必要的防護(hù)隔離措施。4.6坡口制備對接接頭形式可采用單面焊接或雙面焊接，鋁及鋁合金和鈦及鈦合金異種金屬激光熔釬焊坡口可按GB/T985.1規(guī)定選擇、設(shè)計；鋁及鋁合金和鈦及鈦合金異種金屬激光熔釬焊對接推薦采用的坡口形式見表1，其他形式接頭由供需雙方協(xié)商確定。表1推薦采用坡口形式單位為毫米序號坡口形式坡口種類母材厚度δ允許最大坡口間隙b1無坡口對接δ≤1.5b≤0.21.5<δ≤3b≤0.33<δ≤5b≤0.52卷邊接δ≤1.5b≤0.251.5<δ≤3b≤0.33<δ≤5b≤0.555T/CWAN0139—2025表1推薦采用坡口形式（續(xù)）單位為毫米序號坡口形式坡口種類母材厚度δ允許最大坡口間隙b3無坡口角接δ≤1.5b≤0.151.5<δ≤3b≤0.253<δ≤5b≤0.454搭接δ≤1.5b≤0.251.5<δ≤3b≤0.353<δ≤5b≤0.554.7安全防護(hù)4.7.1焊接操作的環(huán)境條件應(yīng)符合GB7247.1、GB7247.4等標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。4.7.2焊接操作要求及防護(hù)措施應(yīng)符合GB7247.14、GB9448、GB30863等標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。5工藝要求5.1坡口加工5.1.1鋁及鋁合金、鈦及鈦合金試板待焊坡口內(nèi)應(yīng)平整、光潔、無毛刺、裂紋、氧化皮、油污及銹斑等，表面粗糙度Ra≤3.2μm，坡口的加工精度應(yīng)控制在±0.5mm。5.1.2鋁及鋁合金、鈦及鈦合金試板應(yīng)根據(jù)厚度設(shè)計反變形，保證焊后焊接試板平整和根部不致開裂。5.1.3為了減少氣孔和裂紋等缺陷的產(chǎn)生，在焊接前4h以內(nèi)應(yīng)采用打磨、酸洗清理鋁及鋁合金、鈦及鈦合金待焊坡口兩側(cè)≥50mm區(qū)域內(nèi)的表面氧化膜和油污。5.2工裝夾具6T/CWAN0139—20255.2.1鋁及鋁合金、鈦及鈦合金焊接工裝在焊接過程中不允許與激光槍頭和保護(hù)氣罩等可移動部件發(fā)生干涉。5.2.2焊接工裝應(yīng)使對接試件的裝配間隙及錯邊量在規(guī)定范圍內(nèi)，對接試件焊接裝配間隙推和錯邊量推薦范圍見表2。表2對接試件焊接裝配間隙和錯邊量推薦范圍單位為毫米母材厚度δ局部最大間隙b允許的最大錯邊量t0.5≤δ≤2≤0.1或10%，取較小值0.12<δ≤3.5≤0.3或10%，取較小值0.23.5<δ≤5≤0.5或10%，取較小值0.35.3設(shè)備狀態(tài)檢查5.3.1檢查激光設(shè)備、激光保護(hù)鏡片、激光光路、激光控制軟件狀態(tài)（是否存在報警、錯誤等提示）、保護(hù)氣體、側(cè)吹氣體、焊接整套程序等是否滿足焊接工藝要求，確認(rèn)無誤后方可準(zhǔn)備焊接。5.3.2為了確保氣路的通暢、潔凈，可在焊接之前先送氣排出氣路內(nèi)的空氣、水分等。5.4焊接工藝要求5.4.1出光之前，應(yīng)確保激光頭側(cè)吹氣及焊接保護(hù)氣處于開啟狀態(tài)。5.4.2保護(hù)氣拖罩應(yīng)對準(zhǔn)熔池中心并距離焊件表面一定高度，防止拖罩強(qiáng)氣流影響焊縫成形。5.4.3激光入射方向宜與工件法向呈5°~10°夾角，以防止激光反射損壞激光頭。5.4.4定位焊長度宜控制在2mm~5mm之間，間距宜控制在50mm~150mm之間。當(dāng)采用定位焊方法固定工件時，若定位焊縫不構(gòu)成焊接接頭的一部分，則在焊前或焊接過程中應(yīng)將其完全清除；若定位焊縫熔入焊接接頭，則其表面上應(yīng)無縮孔、弧傷、裂紋、氣孔、咬邊和可能影響焊接實施的其他缺陷；施焊定位焊應(yīng)采用與主焊縫相同的焊接工藝進(jìn)行焊接；若定位焊縫質(zhì)量不合格，應(yīng)將它全部清除，且不得在同一部位重新實施定位焊。5.4.5進(jìn)行單面焊雙面成形的焊接工藝焊接時焊縫背面需要通入惰性氣體進(jìn)行保護(hù)。5.4.6單面焊雙面成形焊接后應(yīng)觀察焊縫正面和背面成形情況，如發(fā)現(xiàn)焊縫正面和背面成形不良或熔深不足應(yīng)進(jìn)行焊縫修正或返修焊接修補(bǔ)。5.4.7在每道次焊接之前應(yīng)清理干凈焊縫內(nèi)待焊區(qū)域內(nèi)及周圍氧化物和飛濺。5.4.8焊接過程可采用拖罩、拖罩與噴嘴結(jié)合的方式對焊接熔池和高溫區(qū)域進(jìn)行保護(hù)，特殊情況下可在惰性氣體保護(hù)艙或真空艙內(nèi)焊接。5.4.9焊接過程中應(yīng)至少提前15s送氣，焊后直到焊縫及熱影響區(qū)金屬冷卻到300℃以下時方可移開焊槍7T/CWAN0139—2025停氣，若在惰性氣體保護(hù)艙內(nèi)焊接時，保護(hù)艙內(nèi)氧氣含量應(yīng)不大于213mg/m3。若在真空艙內(nèi)焊接時，真空艙內(nèi)環(huán)境壓力應(yīng)低于5Pa。5.4.10儲存惰性氣體的氣瓶壓力小于0.5MPa時應(yīng)停止使用。5.4.11焊接環(huán)境要求見4.5。5.4.12鋁-鈦異種金屬激光熔釬焊推薦焊接工藝參數(shù)如表3所示。表3鋁-鈦異種金屬激光熔釬焊推薦焊接工藝參數(shù)母材厚度δ/mm激光功率P/W焊接速度離焦量F/mm激光偏移量D/mm保護(hù)罩氣體流量Q1/L·min-1背面保護(hù)氣體流量Q2//L·min-12<δ≤3.53.5<δ≤55.5焊后處理焊縫正面、背面余高過高或向母材急劇過渡時，可采用機(jī)械打磨對余高進(jìn)行修整至圓滑過渡。修整余高時應(yīng)避免過熱，防止發(fā)生氧化。6焊接質(zhì)量要求6.1焊縫表面成形應(yīng)均勻、致密、平滑向母材過渡，不應(yīng)有裂紋、未熔合、咬邊及氣孔等缺陷。焊縫寬度和余高應(yīng)符合表4要求。表4焊縫外觀要求單位為毫米母材厚度δ0.5≤δ≤22<δ≤3.53.5<δ≤5焊縫寬度W1焊縫余高HH≤0.5H≤1H≤1.56.2焊縫允許存在的焊縫內(nèi)部缺陷范圍如表5和表6所示。焊縫表面的氣孔、夾雜物、焊瘤、飛濺、裂紋可采用機(jī)械打磨進(jìn)行修整，并重新修飾焊接。8T/CWAN0139—2025表5允許存在的焊縫內(nèi)部氣孔和夾渣缺陷范圍每100mm長度焊縫允許存在的缺陷最大尺寸/mm相鄰缺陷的最小間距/mm個數(shù)總面積/mm21/2δ或1.5取較小值較大缺陷尺寸的3倍26注1：相鄰缺陷的間距小于規(guī)定要求時，按其分布區(qū)域計算面積；注2：缺陷尺寸均按其最大尺寸計算；注3：不允許存在有尖角的缺陷；注4：缺陷之間的距離不超過其最大尺寸時，并且與缺陷數(shù)量和分布無關(guān)的缺陷集群可看做1個缺陷；注5：焊件厚度不小于1mm時，缺陷尺寸≤0.3mm，判別時可不考慮；直徑和總面積不大于表5規(guī)定的最大尺寸50%的表面氣孔、允許不修補(bǔ)。表6允許存在的未焊透、咬邊、凹陷缺陷每100mm長度焊縫允許存在的缺陷未焊透咬邊最大深度/mm占焊縫長度比值/%最大深度/mm占焊縫長度最大深度/mm占焊縫長度00≤5%δ或0.2取較小值≤10≤5%δ或0.3取較小值≤206.3焊接接頭整體變形度應(yīng)符合表7的規(guī)定。表7焊接接頭整體變形度母材厚度/mm0.5≤δ≤22<δ≤3.53.5<δ≤5整體變形度/°≤0.1≤0.2≤0.36.4焊接接頭拉伸強(qiáng)度及合格指標(biāo)由供需雙方協(xié)商確定。6.5焊接接頭沖擊性能試驗溫度及合格指標(biāo)由供需雙方協(xié)商確定。6.6焊接接頭彎曲性能合格指標(biāo)由供需雙方協(xié)商確定。6.7焊接接頭硬度合格指標(biāo)由供需雙方協(xié)商確定。6.8焊接接頭宏觀金相與微觀金相試樣均不得有裂紋、未熔合、夾渣和氣孔等焊接缺陷。7焊接檢驗焊接接頭的檢驗項目與數(shù)量或范圍見表8，試樣截取位置示意見圖2。若有特殊的使用條件所需的試驗由供需雙方協(xié)商確定補(bǔ)充檢驗項目和數(shù)量。9T/CWAN0139—2025表8焊接接頭的檢驗項目與數(shù)量或范圍試件狀態(tài)檢驗項目檢驗數(shù)量或范圍焊后檢驗外觀檢驗射線檢驗拉伸試驗沖擊試樣彎曲試樣硬度檢驗焊接變形宏觀金相檢驗微觀金相檢驗252111圖2試樣截取位置示意圖1、去除25mm；2、焊接方向；3、該部位：1個拉伸試樣，1個正彎式樣；4、該部位：5個沖擊試樣；5、該部位：1個拉伸試樣，1個背彎式樣；6、該部位：1個金相試樣，1個硬度試樣。7.1外觀檢驗可通過肉眼或放大鏡對焊縫宏觀形貌尺寸及表面質(zhì)量進(jìn)行檢查，檢測方法應(yīng)按照GB/T32259的規(guī)定進(jìn)行。7.2焊接接頭變形檢驗焊接試板變形度檢驗可通過對接試件焊后表面夾角進(jìn)行測定，為保證測量精度，測定儀器推薦采用Faro三坐標(biāo)形位公差測量儀。T/CWAN0139—20257.3無損檢測滲透檢測應(yīng)按照GB/T18851.1的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。超聲檢測應(yīng)按照GB/T11345的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。射線檢測應(yīng)按照GB/T3323.1的相關(guān)規(guī)定進(jìn)行。7.4拉伸性能檢驗7.4.1焊接接頭拉伸試樣尺寸及拉伸試驗應(yīng)按照GB/T2651規(guī)定進(jìn)行。7.4.2焊接接頭拉伸試樣的焊縫余高應(yīng)以機(jī)械方法去除，使之與母材齊平并應(yīng)覆蓋焊縫全厚度。7.5沖擊性能檢驗7.5.1焊接接頭沖擊試樣尺寸及沖擊試驗應(yīng)按照GB/T2650規(guī)定進(jìn)行。7.5.2焊接接頭沖擊試樣應(yīng)覆蓋焊縫全