[發(fā)明專利]一種大尺寸航空發(fā)動(dòng)機(jī)尾椎組件的真空電子束焊接方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011293811.7
• 申請日: 2020-11-18
• 公開（公告）號(hào): CN112475581B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙健;石磊;陸煜;王英;柏關(guān)順;崔烺;陳東亮
• 申請（專利權(quán)）人: 中國兵器科學(xué)研究院寧波分院
• 主分類號(hào): B23K15/00
• 分類號(hào): B23K15/00;B23K15/06
• 代理公司: 寧波誠源專利事務(wù)所有限公司 33102
• 代理人: 袁忠衛(wèi);莫夢婷

1.一種大尺寸航空發(fā)動(dòng)機(jī)尾椎組件的真空電子束焊接方法，其特征在于包括以下步驟：

（1）焊接接頭設(shè)計(jì)：焊接接頭采用對(duì)接接頭形式，屬于不等厚變截面、無鎖底止口、正面無加厚結(jié)構(gòu)，并且保證單面焊雙面成形，母材分別為高溫合金GH738與GH536；

（2）清洗焊接件；

（3）裝配：將步驟（2）清洗干凈的焊接件進(jìn)行裝配，裝配采用專用工裝夾具；

（4）對(duì)步驟（3）裝配好的焊接件進(jìn)行真空電子束穿透焊接，形成環(huán)形焊縫，工藝參數(shù)如下：

加速電壓為55~60kV；焊接速度V₀為1000~1200 mm/min；聚焦?fàn)顟B(tài)選用表面上聚焦，焊接聚焦電流I₀為2.60~2.70A；電子束流L₀為40~50mA；真空度≤5.0×10^-4mbar；

（5）對(duì)步驟（4）穿透焊接后的環(huán)形焊縫進(jìn)行電子束修飾焊接，工藝參數(shù)如下：

聚焦?fàn)顟B(tài)選用表面上聚焦，聚焦電流I₁為2.70~2.8A；電子束流L₁為28~35mA；焊接速度V₁為1200mm/min；加速電壓和真空度參數(shù)與步驟（4）中電子束穿透焊接的工藝參數(shù)相同；

（6）對(duì)步驟（5）修飾焊接后的工件進(jìn)行后熱處理，得到所需的大尺寸航空發(fā)動(dòng)機(jī)尾椎組件。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空電子束焊接方法，其特征在于：步驟（2）中清洗焊接件的具體步驟如下：首先將焊接件的待焊接表面進(jìn)行打磨，然后用丙酮進(jìn)行清洗，去除待焊接表面的油膜、水膜及其它有機(jī)雜質(zhì)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空電子束焊接方法，其特征在于：步驟（3）中所述焊接件的接頭裝配間隙≤0.05mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空電子束焊接方法，其特征在于：在步驟（4）和步驟（5）中，電子束流均采用線逐漸增加再逐漸衰減的方式，所述環(huán)形焊縫包括有沿周向依次相連的起弧段、焊接段及收弧段；

在步驟（4）中，所述起弧段的電子束流由0 mA逐漸增加至L₀；所述焊接段的電子束流保持為L₀；所述收弧段的電子束流由L₀連續(xù)衰減直至0 mA；

在步驟（5）中，所述起弧段的電子束流由0 mA逐漸增加至L₁；所述焊接段的電子束流保持為L₁；所述收弧段的電子束流由L₁連續(xù)衰減直至0 mA。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的真空電子束焊接方法，其特征在于：所述起弧段為由0°至30°所對(duì)應(yīng)的弧形段；所述焊接段為由30°至390°所對(duì)應(yīng)的弧形段，且該焊接段的末段與起弧段相重疊；所述收弧段為由390°至θ所對(duì)應(yīng)的弧形段，所述收弧段與焊接段的局部相重疊，其中，θ＞390°。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的真空電子束焊接方法，其特征在于：所述的θ值為450°~480°。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真空電子束焊接方法，其特征在于：步驟（6）中熱處理的工藝參數(shù)如下：熱處理溫度950~1000℃，保溫時(shí)間1~1.5h，保溫完畢后爐冷至500℃以下，隨后充1.0~2.0Bar氬氣冷卻至100℃以下。

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一權(quán)利要求所述的真空電子束焊接方法，其特征在于：步驟（6）中制得的大尺寸航空發(fā)動(dòng)機(jī)尾椎組件的焊縫熔寬為3.8~4.3~mm。