[发明专利]消除钛合金铸锭炉内焊接粘连的方法

说明书

本发明公开了消除钛合金铸锭炉内焊接粘连的方法，在一次铸锭底部外缘设置凸台，使得一次铸锭头部锭冠车削光滑面与底部凸台粗糙面相互接触实现100%面接触；再通过控制一次铸锭头部锭冠宽度与高度、一次铸锭底部凸台宽度与高度、设备断电延迟时间等参数，能消除由于局部高点区域电流密度过大，局部点熔化焊合导致钛合金铸锭炉内焊接粘连的现象，粘连概率均为0%，进一步降低了焊接难度，提高了生产效率，降低了安全风险。

技术领域

本发明属于焊接方法技术领域，涉及消除钛合金铸锭炉内焊接粘连的方法。

背景技术

目前，在钛合金工业化生产中，通常会采用真空自耗电弧炉，经过三次熔炼，制得钛合金铸锭。如图1所示，第一次熔炼后会获得1~4（图1中的1-4）根一次锭；第二次熔炼前，需将一次锭掉头组拼，在炉内焊接后再进行熔炼。焊接时，首先在“a”位置完成辅助电极“0”和铸锭“1”的炉内焊接，也叫头节焊接；然后依次完成中部位置“b”、“c”和“d”的铸锭“2”、“3”和“4”之间的焊接，也叫中部焊接。在铸锭实际生产中，一般难以保证其使用的坩埚底垫平整度、铸锭头尾端面平行度等完全一致，这就导致了一次锭之间的组拼面通常难以完全贴合，存在局部高点接触区域，在炉内焊接时这些区域便极易发生铸锭粘连。也就是说当进行头节焊接时，中部位置会发生局部区域粘连；当进行中部上方焊缝位置焊接时，下方焊缝位置会发生局部区域粘连。

对于铸锭VAR炉内焊接过程粘连现象，目前暂未见到有效的消除方法。在炉内焊接时一旦发生焊接粘连，极易造成焊接偏斜，增加熔炼安全隐患，一般需要暂停焊接，对焊缝粘连处机加锯切后重新焊接，这不仅大大增加了人员劳动强度和降低了生产效率，而且若粘连铸锭在重新吊装过程中发生脱落，则会造成设备和人员的重大安全事故。导致焊接粘连的主要原因是：一方面，炉内焊接的常规方式为掉头组焊，而采用常规机加方式加工后的一次铸锭端面，无法做到100%接触贴合，局部高点区域的电流密度容易过大，进而导致局部点熔化焊合；另一方面，焊接完成瞬间，设备的断电延时效果也决定了电流传递至焊缝处的时间，控制不当时会进一步增加焊接粘连的概率。

发明内容

本发明的目的是提供一种消除钛合金铸锭炉内焊接粘连的方法，解决了现有技术中存在的炉内焊接时容易发生焊接粘连的问题。

本发明所采用的技术方案是，消除钛合金铸锭炉内焊接粘连的方法，包括以下步骤：

步骤1、去除待焊接的N个一次铸锭的锭冠，保证一次铸锭头部平整；

步骤2、对N-1个步骤1得到的一次铸锭的底部进行车削加工，在一次铸锭底部外缘得到凸台；

步骤3、将步骤2得到的一次铸锭自下而上进行组拼，使未加工凸台的一次铸锭位于最上端；

步骤4、将步骤3组拼后的一次铸锭置于铜坩埚中，并进行辅助电极的装配，然后封炉、焊接；

步骤5、设置真空自耗电弧炉的断电延时参数，从上至下依次进行头节焊接、中部焊接，焊接过程中，采用逐级增大电流和电压的方式，头节焊接电流为3kA~15kA，头节焊接电压为22V~29V，中部焊接电流为3kA~20kA，中部焊接电压为23V~30V；然后冷却后出炉。

本发明的特点还在于：

步骤1得到的一次铸锭的锭冠高度为3mm~5mm。

步骤1得到的一次铸锭锭冠宽度为10mm~15mm。

一次铸锭底部的凸台高度为3mm~5mm。

一次铸锭底部的凸台宽度为10mm~15mm。

步骤5中断电延时参数为1~3s。