[發明專利]一種提高GH4151慣性摩擦焊焊縫質量的工藝方法

有效

• 申請號: 202111329974.0
• 申請日: 2021-11-11
• 公開（公告）號: CN113770508B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 趙強;帥焱林;劉佳濤;尚震;祝文卉
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/24;B23P15/00;G01N21/64;G01N27/9013;G01N29/04
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 孫奇

本發明專利涉及一種提高GH4151慣性摩擦焊焊縫質量的工藝方法，所屬航空發動機核心轉子部件及盤軸類零件用GH4151合金的焊接技術領域；所述的工藝方法包括慣性摩擦焊三級壓力方法，焊接前焊接凸臺內、外面與最終零件尺寸保留加工余量，焊接完成后限定時間完成飛邊去除和熱處理工作，并且按照順序進行缺陷檢測。所述的三級壓力工藝方法可以使焊接飛邊的尖端裂紋不深入焊縫基體內，使飛邊連續。在所述焊接前焊接凸臺內、外面與最終零件尺寸保留加工余量，可以將可能存在的飛邊尖端缺陷徹底加工去除，保證零件最終的焊縫質量。本發明還利用不同檢測順序對焊縫表面、淺表面、焊縫內部進行全面質量檢測，有效提高焊縫質量和缺陷檢測水平。

技術領域

本發明專利涉及航空發動機核心轉子部件及盤軸類零件用GH4151合金的焊接技術領域，具體為一種提高GH4151慣性摩擦焊焊縫質量的工藝方法，尤其適用于慣性摩擦焊焊接飛邊存在尖端裂紋以及飛邊發生斷裂，分布不連續的情況。

背景技術

GH4151合金是一種新型航空發動機的結構材料，其高溫性能優異，被視為極有應用前景的航空發動機材料。由于GH4151合金的強化相體積分數和合金元素含量很高，采用現有技術的熔焊技術易使焊縫產生裂紋等問題。慣性摩擦焊一種是固相焊接技術，其焊縫是鍛態組織，因此慣性摩擦焊相比電子束焊、激光焊等鑄態焊縫組織的焊接技術，在消除焊縫缺陷，提高GH4151合金焊縫質量方面具有明顯優勢。然而采用現有技術的慣性摩擦焊焊接工藝焊接GH4151合金，會使焊接飛邊分布不連續，飛邊出現殘缺，飛濺嚴重等問題，而且飛邊結合處會產生深入焊縫基體的裂紋，從而影響了焊縫質量。航空發動機核心轉子部件是發動機關鍵部件，對焊接質量要求極為嚴格，不允許焊縫存在質量問題。

發明內容

本發明是針對現有技術焊接GH4151合金焊縫存在的裂紋缺陷，飛邊尖端裂紋伸入焊縫基體，焊接飛邊斷裂、飛邊不連續分布的缺陷問題作的工藝改進。

本發明的目的在于提供一種提高GH4151慣性摩擦焊焊縫質量的工藝方法，具體方案如下：

一種改善GH4151合金慣性摩擦焊焊縫質量的焊接方法，包括如下步驟：

步驟一：設計GH4151合金慣性摩擦焊焊接件的焊接結構，焊接結構設計焊接凸臺，焊接凸臺外表面與零件外表面保留2mm-3mm余量，焊接凸臺內表面與零件內表面保留1.8mm-2.5mm余量；

步驟二： 將GH4151合金環形件加工到焊接結構的尺寸，焊接外徑為100mm~400mm，焊接厚度為8mm~10mm，焊接接觸面粗糙度介于Ra1.6~Ra2.5之間；

步驟三：焊接前檢查焊接件與工裝之間的配合程度，零件保持夾緊狀態，使用酒精清理焊接面，將油污等異物擦除干凈；