[發明專利]一種小型航空發動機機匣和導向器的激光補焊方法

無效

• 申請號: 201210450450.1
• 申請日: 2012-11-12
• 公開（公告）號: CN103801834A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 丁建軍
• 申請（專利權）人: 中國南方航空工業（集團）有限公司
• 主分類號: B23K26/342
• 分類號: B23K26/342;B23K26/12;B23K26/60;B23K33/00;B23K35/16
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本發明屬于激光焊接技術，涉及一種用于小型航空發動機機匣和導向器的激光補焊方法。

背景技術

機匣和導向器缺陷補焊的傳統方法為氬弧焊，新小型航空發動機的機匣和導向器，由于結構復雜，導致氬弧焊補焊可達性差，材料焊接性差，導致補焊裂紋傾向大。激光補焊的傳統方法為自動送合金粉末進行連續激光補焊，同樣存在補焊可達性差，裂紋傾向大。有的預置合金粉末進行脈沖激光補焊，焊縫氧化嚴重，裂紋傾向大。現有技術的缺點是：

1）氬弧焊的焊槍和連續激光補焊的補焊頭不能伸到狹小的空間補焊，熱輸入大，容易引起零件變形，當變形受約束時，容易引起零件裂紋。

2）制粉困難，合金粉末的H、O、N含量高，焊縫塑性差，容易裂紋。

3）預置合金粉末進行脈沖激光補焊，不能吹氬氣保護，焊縫進一步氧化，塑性差，容易裂紋。

發明內容

本發明的目的是：

提出一種批生產成本低，焊縫質量好的小型航空發動機機匣和導向器的激光補焊方法。

本發明的技術方案是：

一種小型航空發動機機匣和導向器的激光補焊方法，本方法包括以下步驟：

第一步，把圓形焊絲，板材等加工成扁平焊絲；

第二步，對補焊件缺陷開焊接坡口，清理零件待補焊部位及其周邊1mm范圍內的表面見金屬光澤；

第三步，將清洗后的零件放置在干燥箱中烘干；

第四步，將烘干后的零件夾持在夾具里，或簡易支撐在數控工作臺上；

第五步，將焊絲一端預置在待補焊處；

第六步，將金屬管的出氣端伸向待補焊處附近或者壓住焊絲，吹氬氣保護熔池；

第七步，先激發激光脈沖，熔化焊絲，完成一個點的補焊，再移動0.3mm-0.5mm的距離，激發激光脈沖，熔化焊絲，完成另一個點的補焊，由點組成直線，由直線組成平面，由平面組成體積，直到把整個缺陷補焊好；

激光補焊的工藝參數：脈沖寬度15ms，脈沖頻率3Hz，脈沖能量30J±1.5J，焦距200mm，離焦量+11mm±2mm，補焊速度60mm/min，道間距0.8mm，焊絲的寬度（1.15～1.2）mm和厚度(0.35～0.40)mm，氬氣流量5L/min；

第八步，清理干凈零件表面所粘附的飛濺物與基體平齊，不留痕跡；

第九步，按零件技術條件，消除焊接應力，進行目視、熒光、X射線和密封性檢查。

所述的第一步中扁平焊絲的寬度1.15mm～1.2mm和厚度0.35mm～0.40mm。

所述的第二步，對補焊件缺陷開的焊接坡口為45°，清理零件待補焊部位及其周邊1mm范圍內的表面見金屬光澤時，單邊去除厚度≤0.02mm。

所述的第三步，烘干溫度220℃±10℃，烘干時間20min～240min。

所述的第四步還包括：用干凈布保護零件的非補焊部位，免受飛濺物污染。

所述的第五步，焊絲長度為150mm～250mm。

所述的第六步，金屬管長度為150mm～250mm。

本發明具有的優點和有益效果：

采用YAG脈沖激光補焊，熱影響區和變形都很小，能補焊精加工后發現的表面缺陷；用扁平焊絲補焊，焊縫的焊透性好，較長的扁平焊絲，能預置到較偏僻的補焊部位；用金屬管吹氬氣保護，機動靈活，較長的金屬管，能保護到較偏僻的補焊部位。按照本發明的批生產的激光補焊工藝參數，當采用200mm焦距，聚焦鏡鏡面光斑Φ10mm的YAG脈沖激光補焊，能補焊10mm寬150mm深內腔里的表面缺陷。

具體實施方式

一種小型航空發動機機匣和導向器的激光補焊方法，本發明包括以下步驟：

第一步，把圓形焊絲，板材等加工成扁平焊絲，焊絲的寬度（1.15～1.2）mm和厚度(0.35～0.40)mm；

第二步，對補焊件缺陷開45°焊接坡口，清理零件待補焊部位及其周邊1mm范圍內的表面見金屬光澤，單邊去除厚度≤0.02mm；

第三步，將清洗后的零件放置在干燥箱中烘干，烘干溫度220℃±10℃，烘干時間20min～240min；

第四步，將烘干后的零件夾持在夾具里，或簡易支撐在數控工作臺上，用干凈布保護零件的非補焊部位，免受飛濺物污染；

第五步，將150mm～250mm長的焊絲一端預置在待補焊處；

第六步，將150mm～250mm長的金屬管的出氣端伸向待補焊處附近或者壓住焊絲，吹氬氣保護熔池；