[发明专利]一种高温高强钛合金薄壁铸件缺陷补焊方法

说明书

本发明公开了一种高温高强钛合金薄壁铸件缺陷补焊方法，包括如下步骤：先确定缺陷位置，用机械方法去除铸造缺陷；然后对待焊接位置进行加热，然后焊接。其中，在加热时，利用正面加热组件和背面加热组件分别使待焊接位置及其背面加热至100~400℃，正面加热组件的外部套盖有能够持续供应保护气体的气体保护桶，正面加热组件上设有进气孔和出气孔以使待焊接位置在加热过程中处于气体保护状态；加热到指定温度后，打开气体保护桶的端盖，取下正面加热组件，对待焊接位置进行熔化焊，熔化焊过程中需要持续向气体保护桶中通入保护气体，使焊接位置始终处于气体保护状态。该缺陷补焊方法能够大幅提高产品补焊合格率，节约生产成本。

技术领域

本发明涉及金属材料焊接技术领域，具体的说是一种高温高强钛合金薄壁铸件缺陷补焊方法。

背景技术

航空航天海洋船舶等领域大量采用高温高强钛合金制作大开口薄壁零部件，实现结构的减重。但是这些耐高温、高强铸造钛合金制备大型薄壁复杂构件时，由于使用的铸造合金中往往含有C、Si、W、稀土等元素的，导致钛合金铸造流动性和充型完整性下降，铸造性能比常用的铸造钛合金明显降低，铸件的变形倾向大、易产生各种铸造缺陷，需要补焊予以消除。但是这些高温高强钛合金成分复杂、强度高、塑韧性较低，大开口和内部加强结构使得铸件补焊后有结构应力，容易引起焊接附加裂纹，而且焊接变形也难以控制。现有焊接方法难以解决，造成产品的成品率较低，影响了产品的研制生产进度。因此，需要找到一种适合的补焊方法，解决这一技术难题。

现有技术中经常采用氩弧焊或激光焊补焊钛合金薄壁结构，然而由于氩弧焊功率密度低，补焊时焊接热输入大，同时材料强度高，塑性差，直接补焊钛合金铸件常常会造成焊接裂纹等缺陷的产生。采用激光焊补焊钛合金薄壁结构时，由于薄壁结构铸造缺陷位置不确定，存在激光头与零件结构干涉，缺乏灵活度。

发明内容

为了解决现有技术中的不足，本发明提供一种高温高强钛合金薄壁铸件缺陷补焊方法，该缺陷补焊方法能够消除铸造过程中产生的缩孔、缩松、裂纹、孔洞等铸造缺陷，同时有效改善材料焊接时的塑性，避免由于高强钛合金焊缝强度高、接头塑韧性差，补焊过程中出现裂纹等缺陷，产生二次开裂，导致产品失效的焊接问题，从而大幅提高产品补焊合格率，节约生产成本。

为了实现上述目的，本发明采用的具体方案为：

一种高温高强钛合金薄壁铸件缺陷补焊方法，包括如下步骤：

（1）、确定缺陷位置，用机械方法去除铸造缺陷；

（2）、对待焊接位置进行加热

利用正面加热组件使待焊接位置加热至100~400℃；

利用背面加热组件使待焊接位置的背面加热至100~400℃；

正面加热组件的外部套盖有能够持续供应保护气体的气体保护桶，正面加热组件上设有进气孔和出气孔以使待焊接位置在加热过程中处于气体保护状态；

（3）、对待焊接位置进行焊接

打开气体保护桶的端盖，取下正面加热组件，对待焊接位置进行熔化焊，熔化焊的参数为：焊接电流为50-80A，电压6-12V，冷金属过渡焊接电流为30-80A，电压9-12V；其中，熔化焊过程中需要持续向气体保护桶中通入保护气体，使焊接位置始终处于气体保护状态。

进一步地，所述气体保护桶的端盖与桶体转动连接，端盖呈锥尖朝向桶体外部的锥形结构。

进一步地，所述正面加热组件为小尺寸非接触式加热组件，所述背面加热组件为大尺寸接触式加热组件。

进一步地，所述正面加热组件和背面加热组件均包括保温块，保温块中部设有凹槽，凹槽内设有用于对待焊接位置进行加热的加热元件，凹槽内壁上铺设有防止散热的铝箔层，凹槽的开口处正对铸件。

进一步地，背面加热组件中凹槽开口所覆盖的范围不小于待焊接位置及周边不小于80mm的区域。