CN109317794B - 一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种钛合金和不锈钢板的填粉等离子弧焊接方法，属于焊接技术领域。在TC4钛合金和304不锈钢板中间填充粉末状的Ni‑Cu‑Nb‑Y2O3复合粉末作为中间层材料，采用等离子电弧作为热源。利用Ni和Cu形成在焊缝中形成固溶体相抑制Ti和Fe之间直接反应生成的脆性金属间化合物，加入铜元素降低熔点，加入Nb元素和Y2O3稀土氧化物改善焊缝流动性和对母材的润湿性。通过控制等离子弧焊接工艺使不锈钢母材部分熔化，钛合金微熔，实现钛合金与不锈钢的可靠焊接。该方法具有工艺简单、焊缝成分可调、成形良好等优点，获得的焊缝无裂纹、气孔缺陷，连接可靠。
Description
技术领域
本发明涉及一种钛合金和不锈钢异种材料的焊接技术领域，具体涉及一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法。
背景技术
钛合金具有比强度高、密度低、耐腐蚀性好、高温性能优异等优点，是重要的结构材料之一，目前广泛应用于航空航天、石油化工、食品、医疗等行业。与普通钢材相比钛合金具有优异的耐蚀性，在海洋工程、石油化工等材料容易发生腐蚀的工况条件下，钛合金可以作为首选的结构材料，但较高的材料成本限制了其在工业中的大规模应用。与钛合金相比，304奥氏体不锈钢也具有较好的耐蚀性，且材料成本低、机械加工性能和焊接性均良好。因此将钛合金与不锈钢相结合可以兼顾二者的性能优势和使用成本。钛合金与不锈钢异种材料连接在海洋工程、化工容器、航空航天等领域具有广阔的应用前景。
钛合金和不锈钢异种材料焊接性较差，这是由于二者具有显著不同的物理和化学性能。钛合金熔点比不锈钢高约300℃，采用常规熔焊方法时二者不能同步熔化。不锈钢的热导率和线膨胀系数约为钛合金的2～3倍，因此在焊接的快速加热和冷却过程中焊接接头两侧散热不均匀，膨胀和收缩差异较大，焊缝内部往往产生非常大的内应力，导致裂纹萌生和扩展。从化学性能上分析，钛合金化学性质较为活泼，焊接加工过程中极易吸收空气中的氧、氮和氢，使钛合金变脆；在焊接熔池中Ti与Fe元素结合容易生成脆性的金属间化合物如TiFe，TiFe2等，导致焊缝塑性降低，极易开裂。为了解决上述难题，技术人员开发了各种焊接方法连接钛合金与不锈钢异种接头。如专利CN105855705提出了一种采用激光焊接钛和不锈钢的方法。该技术使用Nb做为中间层材料，配合专用的工装夹具实现了钛合金和不锈钢的焊接，但实际应用中该工艺较为复杂。为避免Ti与Fe在熔池中的直接反应，在钛钢异种接头中添加中间层金属焊接成为一种较为可行的技术方案。Nb、V、Ni、Cu、Ag等金属作为中间层材料用与钛合金和不锈钢焊接也有相关研究，但中间层金属一般为片状或丝材，此时焊缝冶金成分较难调控。因此，在钛合金与不锈钢异种材料焊接时，如何对中间层金属合金成分优化以抑制焊缝中脆性金属间化合物的生成，以及如何选择简单高效的焊接方法和工艺实现二者的可靠连接仍然是亟待解决的技术难题。
发明内容
针对上述暴露的问题，本发明提供了一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法，通过焊缝中间层材料的合金设计和等离子弧焊接工艺优化实现钛合金和不锈钢接头的可靠连接。
本发明提供了一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法，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％；所述Ni、Cu、Nb和Y2O3粉末的纯度均为99.9％；所述Cu粉粒度为300-400目，所述Nb粉粒度为300-400目，所述Y2O3粉粒度为400-500目，所述Ni粉粒度为250-300目；
(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)预置糊状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。
优选地，上述步骤(3)中焊缝中间层金属采用Ni-Cu-Nb-Y2O3复合金属粉末；所述复合金属粉末是由Ni、Cu、Nb和Y2O3按照质量百分数比为76％:18％:5％:1％混合制备。
优选地，上述步骤(3)中焊缝中间层金属采用Ni-Cu-Nb-Y2O3复合金属粉末；所述复合金属粉末是由Ni、Cu、Nb和Y2O3按照质量百分数比为55％:36％:8％:1％混合制备。
优选地，上述Ni、Cu、Nb和Y2O3粉末的纯度均为99.9％；所述Cu粉粒度为350目，所述Nb粉粒度为350目，所述Y2O3粉粒度为450目，所述Ni粉粒度为400目。
优选地，上述步骤(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，糊状粉末预置厚度2.5-3mm。
优选地，上述步骤(2)中焊接对接接头时，焊缝留间隙1mm；焊接搭接接头时将不锈钢置于钛合金上方，搭接宽度20-30mm。
本发明的有益效果为：
本发明通过填充特殊设计的合金粉末接实现Ti和不锈钢异种接头的等离子弧焊接，具有工艺简单、焊缝成分可调、成形良好等优点。在Ti和不锈钢焊缝中间填充Ni-Cu-Nb-Y2O3复合粉末，通过调控等离子弧焊接工艺使粉末熔化并填充焊缝，避免Ti与Fe元素直接反应生成脆性的金属间化合物TiFe、TiFe2。Ni中加入Cu可形成无限固溶体并降低熔点，加入Nb和Y2O3可以改进焊缝的流动性和对母材的润湿性。通过调整Ni-Cu-Nb-Y2O3复合粉末的质量配比能够灵活改善焊缝金属流动性和母材的润湿性，实现良好的焊缝成形。通过开单侧V型坡口和控制等离子弧焊接工艺，使焊接接头中不锈钢母材部分熔化，Ti合金不熔化或少量熔化，实现钛合金和不锈钢的焊接。此外，本发明提供的焊接方法生产成本与激光焊、电子束焊相比有所降低，焊接效率提高。
附图说明
图1钛-不锈钢填粉等离子弧焊接接头装配示意图：(a)搭接方式，(b)对接方式；
图2钛-不锈钢填粉等离子弧焊接焊缝表面形貌；
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
本发明提供一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法，其中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；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，接头采用对接方式焊接，如说明书附图中图1中(a)图所示；
(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；
(3)焊缝中间层金属采用Ni-Cu-Nb-Y2O3复合金属粉末；复合金属粉末是由Ni、Cu、Nb和Y2O3按照质量百分数比为76％:18％:5％:1％混合制备，Ni、Cu、Nb和Y2O3粉末的纯度均为99.9％；Cu粉粒度为300目，Nb粉粒度为300目，Y2O3粉粒度为400目，Ni粉粒度为250目；
(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；预置粉末填充满焊缝并留余高0.5mm；
(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0.5mm，焊接电流为80A，焊接电压为16V，焊接速度为0.30m/min，等离子气流量为16L/min；焊接过程中托罩内保护氩气流量为12L/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，如说明书附图中图2中所示。
实施例2
本发明提供一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法，其中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；不锈钢板材一侧开单V型坡口，单V型坡口的坡口角为45°，钝边1mm，接头采用搭接方式焊接；如说明书附图中图1中(b)图所示；
(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，将不锈钢置于钛合金上方，搭接宽度20mm；
(3)焊缝中间层金属采用Ni-Cu-Nb-Y2O3复合金属粉末；复合金属粉末是由Ni、Cu、Nb和Y2O3按照质量百分数比为76％:18％:5％:1％混合制备，Ni、Cu、Nb和Y2O3粉末的纯度均为99.9％；Cu粉粒度为300目，Nb粉粒度为300目，Y2O3粉粒度为400目，Ni粉粒度为250目；
(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；预置粉末填充满不锈钢一侧单V型坡口，粉末预置厚度2.5mm；
(5)预置粉末后的接头在氩气气氛中干燥，烘干温度为150℃，保温时间3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0.5mm，焊接电流为100A，焊接电压为18V，焊接速度为0.30m/min，等离子气流量为16L/min；焊接过程中托罩内保护氩气流量为12L/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，如说明书附图中图2中所示。
实施例3
本发明提供一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法，其中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；不锈钢板材一侧开单V型坡口，单V型坡口的坡口角为45°，钝边1mm，接头采用对接方式焊接；
(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；焊缝留间隙1mm；
(3)焊缝中间层金属采用Ni-Cu-Nb-Y2O3复合金属粉末；复合金属粉末是由Ni、Cu、Nb和Y2O3按照质量百分数比为55％:36％:8％:1％混合制备，Ni、Cu、Nb和Y2O3粉末的纯度均为99.9％；Cu粉粒度为350目，Nb粉粒度为350目，Y2O3粉粒度为450目，Ni粉粒度为300目；
(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；预置粉末填充满焊缝并留余高0.5-1mm；
(5)预置粉末后的接头在氩气气氛中干燥，烘干温度为100℃，保温时间3.5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0.5mm，焊接电流为90A，焊接电压为18V，焊接速度为0.40m/min，等离子气流量为16L/min；焊接过程中托罩内保护氩气流量为15L/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。
实施例4
本发明提供一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法，其中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；不锈钢板材一侧开单V型坡口，单V型坡口的坡口角为45°，钝边1mm，接头搭接方式焊接；
(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；将不锈钢置于钛合金上方，搭接宽度20-30mm；
(3)焊缝中间层金属采用Ni-Cu-Nb-Y2O3复合金属粉末；复合金属粉末是由Ni、Cu、Nb和Y2O3按照质量百分数比为55％:36％:8％:1％混合制备，Ni、Cu、Nb和Y2O3粉末的纯度均为99.9％；Cu粉粒度为350目，Nb粉粒度为350目，Y2O3粉粒度为450目，Ni粉粒度为300目；
(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；预置粉末填充满不锈钢一侧单V型坡口，糊状粉末预置厚度2.5-3mm；
(5)预置粉末后的接头在氩气气氛中干燥，烘干温度为150℃，保温时间3.5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0.5mm，焊接电流为100A，焊接电压为19V，焊接速度为0.40m/min，等离子气流量为16L/min；焊接过程中托罩内保护氩气流量为15L/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。
实施例5
本发明提供一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法，其中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；不锈钢板材一侧开单V型坡口，单V型坡口的坡口角为45°，钝边1mm，接头采用对接方式焊接；
(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，焊缝留间隙1mm；
(3)焊缝中间层金属采用Ni-Cu-Nb复合金属粉末；复合金属粉末是由Ni、Cu和Nb按照质量百分数比为48％:42％:10％混合制备，Ni、Cu、Nb和Y2O3粉末的纯度均为99.9％；Cu粉粒度为400目，Nb粉粒度为400目，Ni粉粒度为300目；
(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；预置粉末填充满焊缝并留余高0.5mm；
(5)预置粉末后的接头在氩气气氛中干燥，烘干温度为100℃，保温时间3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0.5mm，焊接电流为90A，焊接电压为18V，焊接速度为0.25m/min，等离子气流量为18L/min；焊接过程中托罩内保护氩气流量为16L/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。
实施例6
本发明提供一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法，其中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；不锈钢板材一侧开单V型坡口，单V型坡口的坡口角为45°，钝边1mm，接头采用搭接方式焊接；
(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；焊接搭接接头时将不锈钢置于钛合金上方，搭接宽度20mm；
(3)焊缝中间层金属采用Ni-Cu-Nb复合金属粉末；复合金属粉末是由Ni、Cu和Nb按照质量百分数比为48％:42％:10％混合制备，Ni、Cu、Nb和Y2O3粉末的纯度均为99.9％；Cu粉粒度为400目，Nb粉粒度为400目，Ni粉粒度为300目；
(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；预置粉末填充满不锈钢一侧单V型坡口，糊状粉末预置厚度2.5mm；
(5)预置粉末后的接头在氩气气氛中干燥，烘干温度为150℃，保温时间3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0.5mm，焊接电流为100A，焊接电压为19V，焊接速度为0.25m/min，等离子气流量为18L/min；焊接过程中托罩内保护氩气流量为16L/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。
实施例7
本发明提供一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法，其中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；不锈钢板材一侧开单V型坡口，单V型坡口的坡口角为45°，钝边1mm，接头采用对接方式焊接；
(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；焊缝留间隙1mm；
(3)焊缝中间层金属采用Ni-Cu-Y2O3复合金属粉末；复合金属粉末是由Ni、Cu和Y2O3按照质量百分数比为65％:34％:1％混合制备，Ni、Cu和Y2O3粉末的纯度均为99.9％；Cu粉粒度为350目，Y2O3粉粒度为500目，Ni粉粒度为300目；
(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；预置粉末填充满焊缝并留余高0.5mm；
(5)预置粉末后的接头在氩气气氛中干燥，烘干温度为100℃，保温时间3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0.5mm，焊接电流为100A，焊接电压为19V，焊接速度为0.35m/min，等离子气流量为18L/min；焊接过程中托罩内保护氩气流量为16L/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。
实施例8
本发明提供一种钛合金和不锈钢的填粉等离子焊接方法，其中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；不锈钢板材一侧开单V型坡口，单V型坡口的坡口角为45°，钝边1mm，接头采用搭接方式焊接；
(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，将不锈钢置于钛合金上方，搭接宽度20mm；
(3)焊缝中间层金属采用Ni-Cu-Y2O3复合金属粉末；复合金属粉末是由Ni、Cu和Y2O3按照质量百分数比为65％:34％:1％混合制备，Ni、Cu和Y2O3粉末的纯度均为99.9％；Cu粉粒度为350目，Y2O3粉粒度为500目，Ni粉粒度为300目；
(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；采用搭接接头时，预置粉末填充满不锈钢一侧单V型坡口，糊状粉末预置厚度2.5mm；
(5)预置粉末后的接头在氩气气氛中干燥，烘干温度为150℃，保温时间3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0.5mm，焊接电流为110A，焊接电压为19V，焊接速度为0.35m/min，等离子气流量为18L/min；焊接过程中托罩内保护氩气流量为16L/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。
照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
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。
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