[發明專利]一種高強度耐熱鎂合金的補焊方法

有效

• 申請號: 201110245767.7
• 申請日: 2011-08-24
• 公開（公告）號: CN102950416A
• 公開（公告）日: 2013-03-06
• 發明（設計）人: 程國棟;吳紅英;敖四海
• 申請（專利權）人: 貴州航天風華精密設備有限公司
• 主分類號: B23P6/04
• 分類號: B23P6/04;B23K31/02
• 代理公司: 貴陽中新專利商標事務所 52100
• 代理人: 劉楠;顧書玲

技術領域

本發明涉及鎂合金補焊技術領域，特別是涉及一種高強度耐熱鎂合金的補焊方法。

背景技術

高強耐熱鎂合金經過幾十年的研究發展，綜合性能尤其是高溫性能比常用鎂合金有了顯著的提高，這為航空航天飛行器殼體制造材料的選擇提供了更為廣闊的選材范圍。根據飛行器殼體結構的復雜性及薄壁性，殼體一般用鑄造成型，鑄造成型的毛坯零件難免存在一些可修復的缺陷，需對毛坯零件進行補焊，殼體毛坯零件的補焊性能直接影響到零件的鑄造合格率，同時也是評價一種新材料工程化應用成熟度的量化指標。

國內牌號為ZM6的鑄造鎂合金殼體補焊工藝流程是這樣的：取樣—X光檢測—試樣切割—補焊—熱處理—機加工—試驗—性能評價，其中焊絲是從鑄件澆道上切取的。按照ZM6的補焊工藝參數，對專利號200610031169.9所公開的高強耐熱鎂合金試片及殼體進行補焊試驗（其中焊絲是從高強耐熱鎂合金鑄件澆道上切取的），發現該鎂合金試片及殼體如沿用傳統的ZM6牌號的補焊工藝流程，試片及殼體容易出現焊接裂紋，而焊接部位力學性能只能達到本體試片力學性能（抗拉強度、延伸率）的50%～60%，無法達到補焊效果，嚴重影響新材料的工程化應用。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有補焊工藝無法滿足要求而影響新材料的工程化應用的缺陷，提供一種高強度耐熱鎂合金的補焊方法，采用該方法，消除了高強度耐熱鎂合金零件補焊處的裂紋，提高力學性能。

為了解決上述技術問題，本發明采用如下的技術方案：

????高強度耐熱鎂合金的補焊方法，主要包括取樣、X光檢測、試樣切割、補焊、熱處理、機加工步驟，本發明的方法是在試樣切割后將試樣加熱至250～300℃保溫10～20min再進行補焊，補焊后，將試樣置于100～300℃的烘箱中隨烘箱一起冷卻，冷卻后再進行熱處理。所述的高強度耐熱鎂合金是專利號為200610031169.9的專利所公開的鎂合金材料。因高強度耐熱鎂合金鑄件含有大量的Gd、Y等稀土元素，在焊接時，高強度鎂合金熱脆期間較ZM5、ZM6加大，導致裂紋傾向明顯。通過預熱，可以使鑄件相對膨脹量減少，產生的焊接應力相應降低，在熱脆期間的應力也相應減少，從而減少了補焊裂紋傾向，提高了補焊部位的力學性能。

在上述高強度耐熱鎂合金的補焊方法中，補焊時所用的焊絲是從高強度耐熱鎂合金零件上切取的。

本發明對上述技術方案的處理效果進行了驗證：

1.試驗過程

殼體材料：專利號為200610031169.9的專利所公開的鎂合金材料。

殼體壁板試樣：數量9，編號1～9，大小180×28×（6～8）mm。通過X光檢測，全部符合Ⅰ類鑄件要求。

殼體端框試樣：數量9，編號1～9，大小100×15×15mm。通過X光檢測，編號為6的試樣有氧化夾渣和疏松缺陷，其余均符合Ⅰ類鑄件要求。

焊絲：在殼體上切取。

熱處理方法：采用殼體的熱處理工藝。

編號1～3試樣的處理方法：不進行補焊，試樣直接進行熱處理后加工試樣進行試驗。

編號4～6試樣的處理方法：不進行補焊和熱處理，直接加工試樣進行試驗。

編號7～9試樣的處理方法：采用本發明的技術方案處理，補焊后進行熱處理，然后加工試樣進行試驗。

參照（HB5168金屬室溫拉伸試驗方法）標準對試樣進行抗拉強度和延伸率檢測。

2．試驗數據

表1?壁板試樣試驗力學性能

從表1可以看出，熱處理后試樣的抗拉強度是原試樣的95.88％，延伸率是原試樣的89％。焊接試樣的抗拉強度是原試樣的92％，延伸率是原試樣的89％。焊接試樣的抗拉強度是未焊接試樣的95.95％，延伸率沒有改變。

表2端框試樣（圓形）試驗力學性能

熱處理后試樣的抗拉強度是原試樣的99.57％，延伸率是原試樣的76.29％。焊接試樣的抗拉強度是原試樣的93.59％，延伸率是原試樣的76.29％。焊接試樣的抗拉強度是未焊接試樣的93.99％，延伸率沒有改變。

3.試驗結果

從試驗結果來看，試樣補焊處和熱處理后的抗拉性能比本體的抗拉性能稍低，但是相差不大，都達到了本體抗拉強度的90%以上。補焊處和熱處理的延伸率也能達到本體的75％以上。通過以上補焊方法，大大提高了高強度耐熱鎂合金殼體補焊后的力學性能。