一種鈦合金轉(zhuǎn)子組件的真空電子束焊接方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種鈦合金轉(zhuǎn)子組件的真空電子束焊接方法，通過(guò)電子束焊工藝，對(duì)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的五條焊縫進(jìn)行焊接。本好明采用合理的焊接順序和焊接參數(shù)，控制焊接變形及焊縫質(zhì)量，克服了產(chǎn)品整體剛性差、焊接量較大、焊接變形難以控制等技術(shù)難點(diǎn)，保證焊縫質(zhì)量，滿足設(shè)計(jì)要求。
【專利說(shuō)明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種焊接方法，尤其是一種鈦合金轉(zhuǎn)子組件的真空電子束焊接方法。 一種鈦合金轉(zhuǎn)子組件的真空電子束焊接方法

【背景技術(shù)】
[0002] 航空產(chǎn)品輕量化要求越來(lái)越高，鈦合金組件的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。如某航空發(fā)動(dòng) 機(jī)的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子組件為TC11鈦合金，作用是連接各級(jí)靜子葉片，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該零 件由六級(jí)壓氣機(jī)盤通過(guò)五條焊縫連接而成，其中焊縫I的焊縫深度要求為7_，焊縫II?焊 縫V的焊縫深度要求為5mm。由于焊槍和加工刀具無(wú)法進(jìn)入，若采用電子束焊的穿透焊方 法，無(wú)法實(shí)現(xiàn)焊縫背面的焊后缺陷修理以及內(nèi)腔中金屬飛濺的清理。因此每條焊縫帶有襯 板8結(jié)構(gòu)，如圖1中的5所示，作用是聚集電子束焊過(guò)程排出的氣孔等缺陷。壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子組 件要求焊后六個(gè)壓氣機(jī)盤的同軸度要求< 〇. 20mm，并保證焊透深度，并將氣孔等缺陷排除 到襯板底部。由于產(chǎn)品具有整體剛性較差，同軸度要求高，裝配間隙嚴(yán)格，焊縫數(shù)量較多等 特點(diǎn)，因此焊后產(chǎn)品的整體同軸度難以保證，焊縫氣孔容易超標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是提供一種鈦合金轉(zhuǎn)子組件的真空電子束焊接方法，該方法可以有 效控制零件整體變形，保證焊后組件的同軸度要求。
[0004] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案為，所述的焊接方法包括以下步驟： 1. 電子束焊前對(duì)壓氣機(jī)盤進(jìn)行常規(guī)的酸洗和去氫處理，并在24小時(shí)內(nèi)實(shí)施電子束焊 接； 2. 將各級(jí)壓氣機(jī)盤進(jìn)行逐級(jí)裝入，裝配后焊縫處間隙< 0. 05_ ; 3. 采用電子束焊對(duì)I?V處進(jìn)行定位焊，定位焊工藝參數(shù)為： 均勻?qū)ΨQ定位4段 加速電壓：150Kv 焊接電流：1. 5?5. 0mA 聚焦電流：2400?2600mA 焊接速度：8?20mm/s 工件距焊槍距離：200?600mm 4. 采用電子束焊對(duì)I?V處進(jìn)行電子束焊接，首先按焊縫I -II-III-IV-V的順序 對(duì)每道焊縫進(jìn)行封焊，封焊的參數(shù)為： 加速電壓：150Kv 焊接電流：0.2?2mA 聚焦電流：2300?2600mA 焊接速度：8?20mm/s 工件距焊槍距離：200?600mm 然后按焊縫II-IV- I -III-V的順序進(jìn)行正式焊接，正式焊接的參數(shù)為： 加速電壓：150Kv 焊接電流：4. 0?10mA 聚焦電流：2200?2550mA 焊接速度：8?20mm/s 工件距焊槍距離：200?600mm 5.焊后進(jìn)行常規(guī)的去應(yīng)力熱處理，以消除應(yīng)力； 6.. 對(duì)焊縫區(qū)進(jìn)行CT檢驗(yàn)，整個(gè)焊縫內(nèi)部不允許有裂紋、未焊透、未熔合的情況，除襯 板區(qū)外不允許有氣孔，襯板區(qū)內(nèi)單個(gè)氣孔的尺寸< 1. 5mm ;氣孔間最小間距為2D，其中D為 最大氣孔的尺寸；100mm長(zhǎng)焊縫上氣孔和未熔合不超過(guò)3個(gè)；若以上指標(biāo)有任一不符合，視 為焊接不合格，進(jìn)行補(bǔ)焊； 7.最終檢驗(yàn)，對(duì)產(chǎn)品焊接后的同軸度進(jìn)行檢驗(yàn)。
[0005] 本發(fā)明通過(guò)上述電子束焊工藝，對(duì)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子的五條焊縫進(jìn)行焊接。采用合理的 焊接順序和焊接參數(shù)，控制焊接變形及焊縫質(zhì)量，克服了產(chǎn)品整體剛性差、焊接量較大、焊 接變形難以控制等技術(shù)難點(diǎn)，保證焊縫質(zhì)量，滿足設(shè)計(jì)要求。焊后產(chǎn)品的CT探傷檢驗(yàn)后滿 足要求，并且六級(jí)壓氣機(jī)盤的同軸度滿足< 〇. 20mm的要求。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0006] 圖1為壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0007] 如圖所示，一種鈦合金轉(zhuǎn)子組件的真空電子束焊接方法包括以下步驟： 1. 電子束焊前對(duì)壓氣機(jī)盤進(jìn)行常規(guī)的酸洗和去氫處理，并在24小時(shí)內(nèi)實(shí)施電子束焊 接； 2. 將各級(jí)壓氣機(jī)盤進(jìn)行逐級(jí)裝入，裝配后焊縫處間隙< 0. 05_ ; 3. 采用電子束焊對(duì)I?V處進(jìn)行定位焊，定位焊工藝參數(shù)為： 均勻?qū)ΨQ定位4段 加速電壓：150Kv 焊接電流：1. 5?5. OmA 聚焦電流：2400?2600mA 焊接速度：8?20mm/s 工件距焊槍距離：200?600mm 4.. 采用電子束焊對(duì)I?V處進(jìn)行電子束焊接，首先按焊縫I - II-III-IV-V的順 序?qū)γ康篮缚p進(jìn)行封焊，封焊的參數(shù)為： 加速電壓：150Kv 焊接電流：0.2?2mA 聚焦電流：2300?2600mA 焊接速度：8?20mm/s 工件距焊槍距離：200?600mm 然后按焊縫II-IV- I -III-V的順序進(jìn)行正式焊接，正式焊接的參數(shù)為： 加速電壓：150Kv 焊接電流：4. 0?10mA 聚焦電流：2200?2550mA 焊接速度：8?20mm/s 工件距焊槍距離：200?600mm 5. ·焊后進(jìn)行常規(guī)的去應(yīng)力熱處理，以消除應(yīng)力； 6. 對(duì)焊縫的區(qū)進(jìn)行CT檢驗(yàn)，整個(gè)焊縫內(nèi)部不允許有裂紋、未焊透、未熔合的情況，除襯 板8區(qū)外不允許有氣孔，襯板8區(qū)內(nèi)單個(gè)氣孔的尺寸彡1. 5mm ;氣孔間最小間距為2D，其中D 為最大氣孔的尺寸；100mm長(zhǎng)焊縫上氣孔和未熔合不超過(guò)3個(gè)；若以上指標(biāo)有任一不符合， 視為焊接不合格，進(jìn)行補(bǔ)焊； 7. 最終檢驗(yàn)，對(duì)產(chǎn)品焊接后的同軸度進(jìn)行檢驗(yàn)。 實(shí)施例
[0008] 某航空發(fā)動(dòng)機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子，材料為TC11鈦合金，該零件由六級(jí)壓氣機(jī)盤通過(guò)五 條焊縫連接而成，其中焊縫I的焊縫深度要求為7mm，焊縫II?焊縫V的焊縫深度要求為 5mm。并要求焊后六級(jí)壓氣機(jī)盤的同軸度要求彡0· 20mm，并保證焊透深度，并將氣孔等缺 陷排除到襯板底部，氣孔缺陷的探傷檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)為：對(duì)焊縫區(qū)進(jìn)行CT檢驗(yàn)，整個(gè)焊縫內(nèi)部不 允許有裂紋、未焊透、未熔合的情況，除襯板區(qū)外不允許有氣孔，襯板區(qū)內(nèi)單個(gè)氣孔的尺寸 彡1. 5mm ;氣孔間最小間距為2D，其中D為最大氣孔的尺寸；100mm長(zhǎng)焊縫上氣孔和未熔合 不超過(guò)3個(gè)；若以上指標(biāo)有任一不符合，視為焊接不合格，需進(jìn)行補(bǔ)焊。
[0009] 其具體的實(shí)施方式如下： 1. 電子束焊前對(duì)壓氣機(jī)盤進(jìn)行常規(guī)的酸洗和去氫處理，并在24小時(shí)內(nèi)實(shí)施電子束焊 接； 2. 將各級(jí)壓氣機(jī)盤進(jìn)行逐級(jí)裝入，裝配后焊縫處間隙的最大值為0. 05_ ; 3. 采用電子束焊對(duì)I?V處進(jìn)行定位焊，定位焊工藝參數(shù)見(jiàn)下表所示：

【權(quán)利要求】
1. 一種鈦合金轉(zhuǎn)子組件的真空電子束焊接方法，其特征是，所述的方法包括以下步 驟： 1) 電子束焊前對(duì)壓氣機(jī)盤進(jìn)行常規(guī)的酸洗和去氫處理，并在24小時(shí)內(nèi)實(shí)施電子束焊 接； 2) 將各級(jí)壓氣機(jī)盤進(jìn)行逐級(jí)裝入，裝配后焊縫處間隙< 0. 05_ ; 3) 采用電子束焊對(duì)（I?V )處進(jìn)行定位焊，定位焊工藝參數(shù)為： 均勻?qū)ΨQ定位4段 加速電壓：150Kv 焊接電流：1. 5?5. 0mA 聚焦電流：2400?2600mA 焊接速度：8?20mm/s 工件距焊槍距離：200?600mm 4) 采用電子束焊對(duì)I?V處進(jìn)行電子束焊接，首先按焊縫 (I ) - ( II ) - (III) - (IV ) - ( V )的順序?qū)γ康篮缚p進(jìn)行封焊，封焊的參數(shù)為： 加速電壓：150Kv 焊接電流：0.2?2mA 聚焦電流：2300?2600mA 焊接速度：8?20mm/s 工件距焊槍距離：200?600mm 然后按焊縫（II ) - (IV ) - ( I ) - (III) - ( V )的順序進(jìn)行正式焊接，正式焊 接的參數(shù)為： 加速電壓：150Kv 焊接電流：4. 0?10mA 聚焦電流：2200?2550mA 焊接速度：8?20mm/s 工件距焊槍距離：200?600mm 5) .焊后進(jìn)行常規(guī)的去應(yīng)力熱處理，以消除應(yīng)力； 6) 對(duì)焊縫的區(qū)進(jìn)行CT檢驗(yàn)，整個(gè)焊縫內(nèi)部不允許有裂紋、未焊透、未熔合的情況，除襯 板（8)區(qū)外不允許有氣孔，襯板（8)區(qū)內(nèi)單個(gè)氣孔的尺寸彡1. 5mm ;氣孔間最小間距為2D， 其中D為最大氣孔的尺寸；100mm長(zhǎng)焊縫上氣孔和未熔合不超過(guò)3個(gè)；若以上指標(biāo)有任一不 符合，視為焊接不合格，進(jìn)行補(bǔ)焊； 7) 最終檢驗(yàn)，對(duì)產(chǎn)品焊接后的同軸度進(jìn)行檢驗(yàn)。
【文檔編號(hào)】B23K15/06GK104057198SQ201410276152
【公開(kāi)日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】鄭欣, 陳健, 宋健, 陳玉寶, 張福霞, 安晶, 王振明, 李佳 申請(qǐng)人:哈爾濱東安發(fā)動(dòng)機(jī)（集團(tuán)）有限公司