[發(fā)明專利]一種鑄造鋁合金雙同心環(huán)焊縫的電子束焊接方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811032447.1
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109048026A
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王建濤;武建勛;康文軍;陳濤;王一迪;韋瑾;楊開龍;周泉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航發(fā)動力股份有限公司
• 主分類號: B23K15/00
• 分類號: B23K15/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 徐文權(quán)

本發(fā)明屬于雙同心環(huán)焊縫焊接領(lǐng)域，具體公開了一種鑄造鋁合金雙同心環(huán)焊縫的焊接方法，包括過盈裝配、定位焊接、焊后熱處理等步驟。本發(fā)明通過過盈裝配、整體定位焊、優(yōu)化焊接工藝參數(shù)及焊后處理等措施及時消除焊接應(yīng)力，達(dá)到消除焊接裂紋的目的，避免鑄造鋁合金雙同心環(huán)焊縫氣孔、裂紋缺陷產(chǎn)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雙同心環(huán)焊縫焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鑄造鋁合金雙同心環(huán)焊縫的電子束焊接方法。

背景技術(shù)

某型航空發(fā)動機(jī)后通風(fēng)器轉(zhuǎn)子組件采用鑄造鋁合金材料制成，鑄造鋁合金材料焊接性能較差，主要表現(xiàn)為：(1)鋁同氧的親和力非常大，因此常常在鋁及其合金表面形成一層致密的氧化膜，該層氧化組織的熔點(diǎn)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鋁本身，而且不溶于金屬，還妨礙被熔化金屬的潤濕作用，不僅影響焊接的正常進(jìn)行，還可能因?yàn)槠渲写嬖陔s質(zhì)和水分等造成焊接缺陷；(2)因?yàn)殇X及其合金的導(dǎo)熱性非常高，為低碳鋼的5倍，所以焊接時需要高的線能量或者采用焊前預(yù)熱的方法以保證焊接效果；(3)鋁的膨脹系數(shù)較大，凝固時的收縮率也較大，所以一旦焊接過程中工藝措施不當(dāng)，就會造成焊縫開裂；(4)鋁的高溫強(qiáng)度較差，且鑄造合金本身組織較為疏松，所以在焊接時易引起焊縫接頭處金屬塌陷或咬邊；(5)由于鋁的性質(zhì)比較活潑，易在焊后焊縫中產(chǎn)生氣孔缺陷。

該通風(fēng)器轉(zhuǎn)子組件采用真空電子束焊接工藝進(jìn)行焊接，焊縫接頭結(jié)構(gòu)如圖1所示，其上設(shè)有兩條焊縫且為雙同心環(huán)焊縫，雙同心環(huán)焊縫是指在同一平面內(nèi)有兩條同心的環(huán)焊縫的焊縫結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行第一道焊縫焊接過程中，另外一道焊縫接頭間隙由于焊接拉應(yīng)力作用而增大，導(dǎo)致第二道焊縫焊接成型較為困難，接頭間隙不易保證，焊縫存在較大的拉應(yīng)力，焊后以及后續(xù)車加工后焊縫易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明創(chuàng)造的目的是提供一種鑄造鋁合金雙同心環(huán)焊縫的電子束焊接方法，能夠有效避免鑄造鋁合金雙同心環(huán)焊縫氣孔缺陷、裂紋缺陷的產(chǎn)生，焊縫易開裂的問題。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種鑄造鋁合金雙同心環(huán)焊縫的電子束焊接方法，包括以下步驟：

1)焊前裝配：將需要焊接在一起的零件采用過盈配合的方式裝配好；

2)定位焊接：根據(jù)環(huán)焊縫的直徑大小采用六點(diǎn)、八點(diǎn)或十二點(diǎn)定位的方式依次對同心環(huán)焊縫定位，定位后對接頭處進(jìn)行焊接；

3)在焊接后將焊好的組件整體進(jìn)行真空熱處理，最后放置空冷。

進(jìn)一步，在步驟1)之前好包括焊前預(yù)處理操作：采用堿洗的方式將零件表面氧化膜充分去除，然后采用鋼絲刷對零件待焊接頭及附近區(qū)域進(jìn)行打磨，直至零件待焊接頭表面及附近區(qū)域表面露出新鮮金屬。

進(jìn)一步，附近區(qū)域?yàn)橐源附宇^處為中心線，距離中心線為10mm以內(nèi)的區(qū)域。

進(jìn)一步，在焊前預(yù)處理結(jié)束后24h內(nèi)完成零件的焊接。

進(jìn)一步，步驟2)中焊接速度為20±2mm/s，加速電壓為150±1kv，聚焦電流為2450±10mA，焊接電流為7±0.5mA。

進(jìn)一步，焊接接頭厚度為4.3mm。

進(jìn)一步，采用型號為KS150-G150的真空電子束焊機(jī)焊接。

進(jìn)一步，步驟1)中過盈配合的過盈量為0.02～0.04mm。

進(jìn)一步，在焊接后8h內(nèi)將焊好的組件整體進(jìn)行真空熱處理。

進(jìn)一步，真空熱處理的保溫溫度為130±10℃，保溫時間為300～310min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：