[發明專利]挖補電子束掃描補焊方法

有效

• 申請號: 201710839738.0
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107433423B
• 公開（公告）日: 2019-10-08
• 發明（設計）人: 高峰;常榮輝;都強;倪家強;劉艷梅;關峰
• 申請（專利權）人: 沈陽飛機工業（集團）有限公司;吉林航空維修有限責任公司
• 主分類號: B23P6/00
• 分類號: B23P6/00;B23K15/00;B23K103/14
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

復雜結構件薄壁鈦合金電子束焊接缺陷挖補電子束掃描補焊方法，屬于機械加工領域，步驟為：首先，通過X光確定鈦合金零件母材的缺陷位置，采用機械方式在缺陷位置鉆的小孔；再次進行X光透照。其次，將清理、打磨鉆孔位置保證小孔粗糙度在3.2以上，在小孔中鑲入“圓銷”為填充材料。再次，采用電子束掃描的方式對零件缺陷位置中的補焊待熔合區域進行補焊。最后，采用機械方法加工去掉缺陷位置高出的焊縫余高。本發明解決了薄壁鈦合金零件采用電子束補焊一次成功率的問題，提高補焊質量，適用于所有復雜結構的厚件最終加工成薄壁的零件補焊，應用較廣。

技術領域

本發明屬于機械加工領域，涉及一種復雜結構件薄壁鈦合金電子束焊接缺陷挖補電子束掃描補焊方法。

背景技術

一些復雜結構的薄壁鈦合金零件在粗加工、大厚度采用電子束焊接時，但由于焊接接頭的厚度尺寸遠大于零件最終尺寸，特檢基準不同（一般X光檢查根據焊接接頭尺寸厚度判定允許缺陷的尺寸，焊接接頭尺寸厚度越大，允許存在缺陷，特別是氣孔的尺寸就越大），無法發現缺陷或在該檢測接頭厚度尺寸允許存在。

加工到最終時由于焊縫位置尺寸變到很小，允許存在的缺陷尺寸也變得很小，原本允許存在的缺陷此時就可能出現超標現象。有些復雜結構零件在加工到最終尺寸時，結構已經不適合采用電子束的方式整體返修，而且也很難一次排除存在的細小缺陷，而從性能和尺寸精度考慮，采用手工方式影響較大。

一旦發現有缺陷為零件的補焊帶來很大麻煩，對于一些較為復雜結構的薄壁鈦合金零件，在其最終尺寸時，結構已經不適合采用電子束的方式整體返修：焊縫位置整體的尺寸不一致、存在空間結構，不在同一個平面、采用原本的焊接方向束流無法達到待焊位置，而改變入射方向零件尺寸超過設備行程或真空室尺寸等等；而且直接采用電子束焊補焊不一定將缺陷（特別是細小的氣孔）一次性排除，如果沒有填充材料必然導致精尺寸的零件表面出現“咬邊”，影響零件表面質量；若采用傳統手工挖補，由于零件已經到最終尺寸則帶來零件變形大、性能損傷相對較大等不利影響。

本發明采用一種將傳統手工排除缺陷補焊與采用電子束補焊結合方式來排除這類缺陷，即采用傳統手工排除缺陷的方法，將缺陷先挖除，再加入“填充塊”用電子束對缺陷位置進行局部修補。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供一種復雜結構薄壁鈦合金電子束焊接缺陷局部挖補電子束掃描補焊方法，發現焊接缺陷，無法單獨采用電子束排除時，以先將缺陷挖除，以同材料母材填充，再用電子束進行局部掃描補焊的方法。

為了達到上述目的，本發明的技術方案為：

一種復雜結構件薄壁鈦合金電子束焊接缺陷挖補電子束掃描補焊方法，復雜結構薄壁厚1mm-3mm，步驟如下：

（1）通過X光確定鈦合金零件母材1的缺陷位置，即原焊縫位置2；采用機械方式在缺陷位置鉆φ5 mm的小孔；再次進行X光透照，確保去除缺陷。

（2）將步驟（1）的鉆孔位置進行清理、打磨，保證小孔粗糙度在3.2以上，無尖角和毛刺等應力集中點；再在小孔中鑲入“圓銷”為填充材料3。

所述的“圓銷”的底座尺寸為φ10 mm、高2-5mm；上部為φ5 mm、并高出零件上表面1.5mm；高出上表面的部分開出法向30°倒角；底座厚度為零件厚度的2-2.5倍。所述的填充材料3為與鈦合金零件母材1同材料、同狀態的材料。

（3）采用電子束掃描的方式對零件缺陷位置中的補焊待熔合區域4進行補焊，焊接掃描頻率為200HZ ~500HZ。掃描補焊過程中采用小電流、上焦點方式，保證在填充材料與零件結合處形成一個φ5 mm的“圓環”，通過電子束的不斷高速掃描將填充材料與零件焊接在一起，這樣使得補焊位置熔合比較緩慢，“圓環”的焊縫有一定寬度，中心位置不會因為熱量聚焦而過快的熔化塌陷，這樣上部多余的填充材料就有效的起到了填充補償塌陷的作用，同時不會出現由于束流起、收而形成的突起和凹陷。