[發(fā)明專利]一種鈦合金轉(zhuǎn)子組件的真空電子束焊接方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410276152.4
• 申請(qǐng)日: 2014-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN104057198B
• 公開（公告）日: 2016-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄭欣;陳健;宋健;陳玉寶;張福霞;安晶;王振明;李佳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號(hào): B23K15/06
• 分類號(hào): B23K15/06;B23K103/14
• 代理公司: 中國(guó)航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種焊接方法，尤其是一種鈦合金轉(zhuǎn)子組件的真空電子束焊接方法。

背景技術(shù)

航空產(chǎn)品輕量化要求越來越高，鈦合金組件的應(yīng)用也越來越廣泛。如某航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子組件為TC11鈦合金，作用是連接各級(jí)靜子葉片，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該零件由六級(jí)壓氣機(jī)盤通過五條焊縫連接而成，其中焊縫Ⅰ的焊縫深度要求為7mm，焊縫Ⅱ～焊縫Ⅴ的焊縫深度要求為5mm。由于焊槍和加工刀具無法進(jìn)入，若采用電子束焊的穿透焊方法，無法實(shí)現(xiàn)焊縫背面的焊后缺陷修理以及內(nèi)腔中金屬飛濺的清理。因此每條焊縫帶有襯板8結(jié)構(gòu)，如圖1中的5所示，作用是聚集電子束焊過程排出的氣孔等缺陷。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子組件要求焊后六個(gè)壓氣機(jī)盤的同軸度要求≤0.20mm，并保證焊透深度，并將氣孔等缺陷排除到襯板底部。由于產(chǎn)品具有整體剛性較差，同軸度要求高，裝配間隙嚴(yán)格，焊縫數(shù)量較多等特點(diǎn)，因此焊后產(chǎn)品的整體同軸度難以保證，焊縫氣孔容易超標(biāo)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種鈦合金轉(zhuǎn)子組件的真空電子束焊接方法，該方法可以有效控制零件整體變形，保證焊后組件的同軸度要求。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案為，所述的焊接方法包括以下步驟：

1.電子束焊前對(duì)壓氣機(jī)盤進(jìn)行常規(guī)的酸洗和去氫處理，并在24小時(shí)內(nèi)實(shí)施電子束焊接；

2.將各級(jí)壓氣機(jī)盤進(jìn)行逐級(jí)裝入，裝配后焊縫處間隙≤0.05mm；

3.采用電子束焊對(duì)Ⅰ～Ⅴ處進(jìn)行定位焊，定位焊工藝參數(shù)為：

均勻?qū)ΨQ定位4段

加速電壓：150Kv

焊接電流：1.5～5.0mA

聚焦電流：2400～2600mA

焊接速度：8～20mm/s

工件距焊槍距離：200～600mm

4.采用電子束焊對(duì)Ⅰ～Ⅴ處進(jìn)行電子束焊接，首先按焊縫Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ的順序?qū)γ康篮缚p進(jìn)行封焊,封焊的參數(shù)為:

加速電壓：150Kv

焊接電流：0.2～2mA

聚焦電流：2300～2600mA

焊接速度：8～20mm/s

工件距焊槍距離：200～600mm

然后按焊縫Ⅱ→Ⅳ→Ⅰ→Ⅲ→Ⅴ的順序進(jìn)行正式焊接,正式焊接的參數(shù)為:

加速電壓：150Kv

焊接電流：4.0～10mA

聚焦電流：2200～2550mA

焊接速度：8～20mm/s

工件距焊槍距離：200～600mm

5.焊后進(jìn)行常規(guī)的去應(yīng)力熱處理，以消除應(yīng)力；

6..對(duì)焊縫區(qū)進(jìn)行CT檢驗(yàn)，整個(gè)焊縫內(nèi)部不允許有裂紋、未焊透、未熔合的情況，除襯板區(qū)外不允許有氣孔，襯板區(qū)內(nèi)單個(gè)氣孔的尺寸≤1.5mm；氣孔間最小間距為2D，其中D為最大氣孔的尺寸；100mm長(zhǎng)焊縫上氣孔和未熔合不超過3個(gè)；若以上指標(biāo)有任一不符合，視為焊接不合格，進(jìn)行補(bǔ)焊；

7.最終檢驗(yàn)，對(duì)產(chǎn)品焊接后的同軸度進(jìn)行檢驗(yàn)。

本發(fā)明通過上述電子束焊工藝，對(duì)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的五條焊縫進(jìn)行焊接。采用合理的焊接順序和焊接參數(shù)，控制焊接變形及焊縫質(zhì)量，克服了產(chǎn)品整體剛性差、焊接量較大、焊接變形難以控制等技術(shù)難點(diǎn)，保證焊縫質(zhì)量，滿足設(shè)計(jì)要求。焊后產(chǎn)品的CT探傷檢驗(yàn)后滿足要求，并且六級(jí)壓氣機(jī)盤的同軸度滿足≤0.20mm的要求。

附圖說明

圖1為壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖所示，一種鈦合金轉(zhuǎn)子組件的真空電子束焊接方法包括以下步驟：

1.電子束焊前對(duì)壓氣機(jī)盤進(jìn)行常規(guī)的酸洗和去氫處理，并在24小時(shí)內(nèi)實(shí)施電子束焊接；

2.將各級(jí)壓氣機(jī)盤進(jìn)行逐級(jí)裝入，裝配后焊縫處間隙≤0.05mm；

3.采用電子束焊對(duì)Ⅰ～Ⅴ處進(jìn)行定位焊，定位焊工藝參數(shù)為：

均勻?qū)ΨQ定位4段

加速電壓：150Kv

焊接電流：1.5～5.0mA

聚焦電流：2400～2600mA

焊接速度：8～20mm/s

工件距焊槍距離：200～600mm

4..采用電子束焊對(duì)Ⅰ～Ⅴ處進(jìn)行電子束焊接，首先按焊縫Ⅰ→Ⅱ→Ⅲ→Ⅳ→Ⅴ的順序?qū)γ康篮缚p進(jìn)行封焊,封焊的參數(shù)為:

加速電壓：150Kv

焊接電流：0.2～2mA

聚焦電流：2300～2600mA

焊接速度：8～20mm/s

工件距焊槍距離：200～600mm