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，通過電子束焊工藝，對壓氣機轉(zhuǎn)子的五條焊縫進行焊接。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，保證焊縫質(zhì)量，滿足設計要求。
【專利說明】
【技術(shù)領域】
[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)品輕量化要求越來越高，鈦合金組件的應用也越來越廣泛。如某航空發(fā)動 機的壓氣機轉(zhuǎn)子組件為TC11鈦合金，作用是連接各級靜子葉片，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。該零 件由六級壓氣機盤通過五條焊縫連接而成，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法進入，若采用電子束焊的穿透焊方 法，無法實現(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程排出的氣孔等缺陷。壓氣機轉(zhuǎn)子組 件要求焊后六個壓氣機盤的同軸度要求< 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，裝配間隙嚴格，焊縫數(shù)量較多等 特點，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。


【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. 電子束焊前對壓氣機盤進行常規(guī)的酸洗和去氫處理，并在24小時內(nèi)實施電子束焊 接； 2. 將各級壓氣機盤進行逐級裝入，裝配后焊縫處間隙< 0. 05_ ; 3. 采用電子束焊對I?V處進行定位焊，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I?V處進行電子束焊接，首先按焊縫I -II-III-IV-V的順序 對每道焊縫進行封焊，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.焊后進行常規(guī)的去應力熱處理，以消除應力； 6.. 對焊縫區(qū)進行CT檢驗，整個焊縫內(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長焊縫上氣孔和未熔合不超過3個；若以上指標有任一不符合，視 為焊接不合格，進行補焊； 7.最終檢驗，對產(chǎn)品焊接后的同軸度進行檢驗。
[0005] 本發(fā)明通過上述電子束焊工藝，對壓氣機轉(zhuǎn)子的五條焊縫進行焊接。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，保證焊縫質(zhì)量，滿足設計要求。焊后產(chǎn)品的CT探傷檢驗后滿 足要求，并且六級壓氣機盤的同軸度滿足< 〇. 20mm的要求。

【專利附圖】

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

【具體實施方式】
[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. 電子束焊前對壓氣機盤進行常規(guī)的酸洗和去氫處理，并在24小時內(nèi)實施電子束焊 接； 2. 將各級壓氣機盤進行逐級裝入，裝配后焊縫處間隙< 0. 05_ ; 3. 采用電子束焊對I?V處進行定位焊，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I?V處進行電子束焊接，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. ·焊后進行常規(guī)的去應力熱處理，以消除應力； 6. 對焊縫的區(qū)進行CT檢驗，整個焊縫內(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長焊縫上氣孔和未熔合不超過3個；若以上指標有任一不符合， 視為焊接不合格，進行補焊； 7. 最終檢驗，對產(chǎn)品焊接后的同軸度進行檢驗。 實施例
[0008] 某航空發(fā)動機壓氣機轉(zhuǎn)子，材料為TC11鈦合金，該零件由六級壓氣機盤通過五 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。并要求焊后六級壓氣機盤的同軸度要求彡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標準為：對焊縫區(qū)進行CT檢驗，整個焊縫內(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長焊縫上氣孔和未熔合 不超過3個；若以上指標有任一不符合，視為焊接不合格，需進行補焊。
[0009] 其具體的實施方式如下： 1. 電子束焊前對壓氣機盤進行常規(guī)的酸洗和去氫處理，并在24小時內(nèi)實施電子束焊 接； 2. 將各級壓氣機盤進行逐級裝入，裝配后焊縫處間隙的最大值為0. 05_ ; 3. 采用電子束焊對I?V處進行定位焊，定位焊工藝參數(shù)見下表所示：

【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) 電子束焊前對壓氣機盤進行常規(guī)的酸洗和去氫處理，并在24小時內(nèi)實施電子束焊 接； 2) 將各級壓氣機盤進行逐級裝入，裝配后焊縫處間隙< 0. 05_ ; 3) 采用電子束焊對（I?V )處進行定位焊，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I?V處進行電子束焊接，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) .焊后進行常規(guī)的去應力熱處理，以消除應力； 6) 對焊縫的區(qū)進行CT檢驗，整個焊縫內(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長焊縫上氣孔和未熔合不超過3個；若以上指標有任一不 符合，視為焊接不合格，進行補焊； 7) 最終檢驗，對產(chǎn)品焊接后的同軸度進行檢驗。
【文檔編號】B23K15/06GK104057198SQ201410276152
【公開日】2014年9月24日 申請日期: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 申請人:哈爾濱東安發(fā)動機（集團）有限公司