一种有效控制钛合金薄壁零件电子束焊缝宽度的方法

文档序号:1969315 发布日期:2021-12-17 浏览:11次 >En<

阅读说明:本技术 一种有效控制钛合金薄壁零件电子束焊缝宽度的方法 (Method for effectively controlling width of electron beam weld of titanium alloy thin-wall part ) 是由 郑医 张宇慧 李杨 陈健 宋健 祁成雷 李洪宇 李梓豪 于 2021-09-10 设计创作,主要内容包括:本发明属于钛合金零件焊接技术领域,尤其是一种有效控制钛合金薄壁零件电子束焊缝宽度的方法;该方法依次经过化学清洗、去氢、零件清理、零件装配、采用特定电子束焊工艺、焊后清理、焊后热处理、检验。采用本发明提出的控制方法可以有效控制焊缝位置处焊缝宽度,进而保证焊后接头热影响区的宽度和接头的力学性能,以及邻近区域的端面跳动控制在0.2mm以内,焊缝宽度控制在0.8mm~δ以内,接头强度达到基体强度的90%,接头热影响区的硬度大于等于HRC26。(The invention belongs to the technical field of titanium alloy part welding, in particular to a method for effectively controlling the width of an electron beam welding seam of a titanium alloy thin-wall part; the method sequentially comprises the steps of chemical cleaning, dehydrogenation, part cleaning, part assembly, adoption of a specific electron beam welding process, cleaning after welding, heat treatment after welding and inspection. The control method provided by the invention can effectively control the width of the weld joint at the position of the weld joint, further ensure the width of the heat affected zone of the welded joint and the mechanical property of the joint, control the end face runout of the adjacent area within 0.2mm, control the width of the weld joint within 0.8 mm-delta, control the strength of the joint to 90% of the strength of a base body, and control the hardness of the heat affected zone of the joint to be more than or equal to HRC 26.)

一种有效控制钛合金薄壁零件电子束焊缝宽度的方法

技术领域

本发明属于钛合金零件焊接技术领域,尤其是一种有效控制钛合金薄壁零件电子束焊缝宽度的方法。

背景技术

对于钛合金膜盘组件电子束焊接,主要难点在于电子束焊后焊缝容易出现气孔,接头邻近区域的端面跳动大,焊缝宽度大,接头热影响区的硬度低,无法通过改善工艺和热处理制度挽救,最终导致零件报废。

原有电子束焊接工艺方法,焊接电压及聚焦电流相对较小,导致焊缝宽度较小,最小为0.69,焊缝位置处熔池内气孔不易及时排出,焊后在焊接接头位置处的气孔大量存在,导致焊缝力学性能指标不合格的同时,加速电压相对较小,焊缝宽度较宽,最大为1.58,焊缝宽度及焊后组件端面跳动难以控制,零件最终不能满足设计要求。

现有的电子束焊接技术中,专利CN108057952A公开了一种大长径比薄壁零件的电子束焊方法,该方法执行过程是退磁-表面清理-零件装配-设备抽真空-零件进入焊接设备-进行电子束焊-泄真空-焊后清理-焊后热处理-最终检验;焊接过程中焊接参数作为控制产品质量的核心技术点,在进行电子束焊接时,对零件进行焊接,具体参数为:焊接速度:15mm/s±5mm/s;聚焦束流:1900mA~2210mA;电子束流:5mA~15mA;加速电压:135kV±5kV。

上述电子束焊接工艺利用电子束焊接专用夹具控制薄壁零件的变形;通过利用合理的焊接束流、加速电压、焊接速度和电子束偏摆扫描技术,保证焊缝宽度控制在一定范围内,同时利用合理的轴类焊接工装固定零件,控制焊接变形;其次在焊接束流一定的情况下,控制扫描幅值,保证接头热影响区宽度,焊接后通过热处理,保证接头的强度。

专利CN106392292A公开了一种薄壁零件的电子束焊接方法,该方法执行过程是清理-退磁-表面清理-零件装配-设备抽真空-零件进入焊接设备-封焊-电子束焊-泄真空-焊后清理-焊后时效热处理-喷丸-最终检验;焊接过程中焊接参数作为控制产品质量的核心技术点,在进行电子束焊接时,对零件进行焊接,具体参数为:焊接速度:30mm/s±5mm/s;聚焦束流:2200mA~2390mA;电子束流:3mA±1mA;加速电压:145kV±5kV。这种焊接方法可以有效控制薄壁零件的焊接变形,接头强度也能够稳定达标。

上述两种公开的电子束焊接方法的核心技术参数更适合于结构钢和不锈钢,由于钢材与钛材的特性有极大不同,结构钢和不锈钢相对钛合金的弹性模量高,抗变形能力比钛合金强,钛合金活性强,易氧化吸氢,钛合金焊缝质量比钢材要差,因此在焊接参数的匹配上完全不同。

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