[發明專利]一種用于TiAl基鑄件鑄造缺陷的氬弧焊修補方法

有效

• 申請號: 201910822296.8
• 申請日: 2019-08-30
• 公開（公告）號: CN110625223B
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 黃東;劉亞峰;南海
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/235
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

本發明是一種用于TiAl基鑄件鑄造缺陷的氬弧焊修補方法，該方法包括制備焊接材料、修復前表面清理、鑄件加熱處理、缺陷修補與覆蓋、焊后緩冷、修復后測量、無損檢測、打磨加工。本方法通過采取焊前預熱，雙材料焊接工藝，并輔以焊后熱處理，在修補TiAl基鑄件鑄造缺陷過程中不出現裂紋或熔合缺陷，補焊接頭具有良好的力學性能和高溫性能。

技術領域

本發明是一種用于TiAl基鑄件鑄造缺陷的氬弧焊修補方法，屬于焊接技術領域。

背景技術

TiAl基合金的焊接技術，包括鑄件缺陷的補焊和結構的分段焊接，是該材料高溫零部件應用的關鍵制備技術之一。在TiAl基合金鑄件中，缺陷位置大小數量不確定，電子束焊接及激光補焊受設備限制，能量束產生干涉，往往不能達到補焊部位，所以，氬弧焊是鑄件修補的理想工藝。由于TiAl基合金的塑性極差，目前常規氬弧焊補焊后均產生裂紋，因此需要對現有的TiAl基合金鑄件修補方法進行改進以滿足高溫結構件的應用需求。

發明內容

本發明正是針對上述現有技術狀況而設計提供了一種用于TiAl基鑄件鑄造缺陷的氬弧焊修補方法，其目的是實現對TiAl基鑄件缺陷的修復，并保證部位不產生裂紋。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

該種用于TiAl基鑄件鑄造缺陷的氬弧焊修補方法，其特征在于：該方法的步驟如下：

步驟一、制備焊接材料，氬弧焊用的填充絲材是由絲材A和絲材B組成，其中，絲材A與待補焊的TiAl基鑄件的合金成分相同，熔煉成合金錠再切條使用，絲材B是純鈦或者TC4合金；

步驟二、修復前表面清理，打磨去除TiAl基鑄件缺陷，目視檢查清理干凈，并拋光表面，要求打磨面平整過渡，最后用丙酮擦洗；

步驟三、把TiAl基鑄件放入熱處理爐內進行加熱并保溫熱透，加熱溫度為300～500℃；

步驟四、將TiAl基鑄件取出后放入氬弧焊焊箱中，采用履帶式陶瓷加熱帶或者電磁感應線圈對TiAl基鑄件待補焊部位進行加熱，加熱溫度為750℃±50℃；將熱電偶置于待補焊部位上，用于控制和監測溫度；

步驟五、使用絲材A對TiAl基鑄件待補焊部位缺陷進行修補到產品尺寸；

步驟六、繼續在氬弧焊焊箱中，使用絲材B對TiAl基鑄件修補后的表面進行覆蓋，厚度1～2mm，焊后隨爐冷卻至室溫，出爐；

步驟七、把TiAl基鑄件放入熱處理爐內進行焊后退火，退火溫度850℃±50℃，保溫時間120～180min，隨爐冷卻至室溫，出爐；

步驟八、對TiAl基鑄件補焊部位進行無損檢測，檢測方法為射線和熒光探傷方法，要求無裂紋及未熔合缺陷；

步驟九、對TiAl基鑄件補焊部位進行打磨加工到產品尺寸。

進一步，步驟六中，使用絲材B對TiAl基鑄件補焊部位覆蓋后用石棉將TiAl基鑄件補焊部位包裹，再隨爐冷卻至室溫，出爐。

進一步，所述TiAl基鑄件的材料為TiAl、Ti₃Al或Ti₂AlNb。

本發明技術方案的特點是采用氬弧焊方法進行鑄件缺陷的補焊，通過設計、篩選和優化填充材料的成分，采取焊前預熱，雙材料焊接工藝，并輔以焊后熱處理，防止TiAl基鑄件在缺陷補焊過程中出現裂紋，并保證補焊接頭的力學性能。

具體實施方式

以下將結合實施例對本發明技術方案作進一步地詳述：

實施例一