[发明专利]冷却补焊方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属焊接领域，特别涉及一种冷却补焊方法。

背景技术

钛合金铸件由于经常用于航空航天以及其他宇航类产品上，经常存在表面不得有裂纹，内部不得存在高密、低密夹杂、裂纹、气孔等要求。因此钛合金的清理缺陷工序，大部分集中在针对表面非穿透性的凹坑进行补焊。补焊时，不但需将凹坑重新填平，保证外观合格，同时对焊接质量特别是焊接变形量也有非常严格的要求。部分缺陷较多的钛合金铸件，在进行补焊时，由于焊接内应力的存在，非常容易产生变形，造成尺寸的超差进而报废。因此，钛合金的补焊接工艺中，如何将铸件的变形量控制精细，使其尽可能微小，进而符合航空航天领域产品的要求，是技术的重中之重。

申请号为03119343.9的专利文件提供了一种薄壁零件在激光熔覆、热喷涂及焊接加工中的局部高效冷却方法，该方法的主要技术方案为，采用冷却金属与薄壁零件待加工面的背面机械接触，从而实现零件的局部高效冷却。该技术在一定程度上能够避免在加工时薄壁零件因过度受热而产生局部的过烧、烧穿和变形情况，但冷却金属由于是局部贴附，只能对零件的局部进行快速冷却，因此能控制变形的面积受冷却金属的面积所限，并不能大面积地防止薄壁零件变形，因此，此方案最后得到的薄壁零件整体尺寸变量仍相对较大。

发明内容

本发明的目的是为解决以上问题，本发明提供一种冷却补焊方法，能够有效地减少补焊时铸件的受热区域和变形区域，从而精细地控制钛合金铸件变形量，保证铸件焊后的尺寸稳定，从而符合相关领域的精密要求。

一种冷却补焊方法，包括：采用20～150A的电流，直径为0.8～3.0mm的焊丝，直径为1.0～3.0mm的钨极对铸件的缺陷面补焊，并同时使用冷却液对铸件的缺陷面背面进行冷却。

优选，冷却补焊方法包括：补焊时，抽取冷却液，对铸件的缺陷面背面的缺陷对应处进行持续的喷淋形成冷却。

优选，冷却补焊方法包括：补焊时，将铸件的缺陷面背面直接与冷却液的液面接触，进行冷却。

优选，使用水泵抽取冷却液，水泵的出水管的流量为1800L/H。

优选，当铸件为管型件，缺陷面为表面时，冷却补焊方法包括以下步骤：

S1：将管型件底部封闭，在管型件内部形成空腔；

S2：在空腔内注入冷却液，保证冷却液不外流；

S3：对管型件表面进行补焊处理。

优选，冷却补焊方法包括以下步骤：

(1)在盛有冷却液的水槽中放入水泵，使水泵的出水管朝向铸件的缺陷面背面的缺陷对应处；

(2)打开水泵，喷淋铸件；

(3)采用80～120A的电流和直径为3.0mm的钨极进行补焊。

优选，步骤S2包括：在冷却液中放入一个或多个水泵，使空腔内的冷却液产生对流循环。

步骤S3包括：采用60～80A电流、直径为2.0mm的钨极进行补焊。

优选，补焊时，氩气流量为15ml/s。

优选，铸件为钛合金铸件。

优选，冷却液为水。

本发明的有益效果在于：

1.本发明在补焊时同步进行了冷却，导致热影响区小，并且合金元素在母材中与补焊区及热影响区中的分布基本平衡，没有造成明显偏析。

2.本发明方法补焊后的铸件，核心合金元素的定量金相，在母材、热影响区和补焊区的含量差异小于3％。

3.本发明方法补焊后的铸件，热影响区和补焊区的组织晶粒度细小，没有发现明显晶粒长大倾向。

4.本发明的冷却补焊方法能够有效的控制焊接变形，保证铸件补焊后尺寸稳定。

5.本发明的冷却补焊方法，在钛合金铸件的缺陷量较大的情况下，能够大幅降低焊接内应力作用，将补焊后的形变量控制0.1％以内，满足精密领域的铸件要求。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明实施方式的冷却补焊方法的实施例1的冷却设备示意图；

图2示出了根据本发明实施方式的冷却补焊方法的实施例3的冷却设备示意图。

具体实施方式