一种消除电子束焊气孔缺陷的方法技术

本发明专利技术公开了一种消除电子束焊气孔缺陷的方法，该方法通过控制焊前装配质量、优化焊接参数及焊接接头尺寸，可有效避免Ti2AlNb材料电子束焊缝气孔缺陷的产生。采用过盈配合或至少为过渡配合保证了焊缝对接间隙，有利与焊缝的成型并能够减少气孔缺陷、在止口根部开放气槽有利于抽真空时气孔的溢出。气槽有利于抽真空时气孔的溢出。气槽有利于抽真空时气孔的溢出。

【技术实现步骤摘要】
一种消除电子束焊气孔缺陷的方法


[0001]本专利技术属于焊接
，具体涉及一种消除电子束焊气孔缺陷的方法。

技术介绍

[0002]电子束焊接作为一种特种焊接方法，其具备焊接可达性好，熔深大且氛围好，接头强度高，焊接变形小，焊接厚度大，可焊材料范围广等优点，被越来越多的用于精密零部件的制造工艺中去。Ti2AlNb材料是一种轻质耐高温的新型材料用来代替镍基耐热合金。Ti2AlNb材料具有比强度高、比刚度大、高温力学性能和抗氧化性能好等优点而受到关注，但连接技术是其能否得到应用的关键技术之一。日常生产过程中发现进行Ti2AlNb材料电子束焊接时，焊后极易产生大量气孔缺陷。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种消除电子束焊气孔缺陷的方法，以解决现有技术中Ti2AlNb材料电子束焊接时，焊后极易产生大量气孔缺陷的问题。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案予以实现：
[0005]一种消除电子束焊气孔缺陷的方法，包括以下步骤：
[0006]步骤1，对待焊接的Ti2AlNb组件进行预处理，所述预处理为对Ti2AlNb组件的接头根部进行倒角处理；
[0007]步骤2，通过电子束焊对倒角处理后的Ti2AlNb组件进行焊接加工，电子束焊过程中，焊接速度为8mm/s
‑
20mm/s，获得焊接后的Ti2AlNb工件；
[0008]步骤3，去除Ti2AlNb工件的加工余量，获得消除Ti2AlNb材料电子束焊气孔缺陷的Ti2AlNb工件。
[0009]本专利技术的进一步改进在于：
[0010]优选的，步骤1中，所述预处理还包括在Ti2AlNb组件的衬底上设置排气槽。
[0011]优选的，步骤1中，所述倒角处理的尺寸为R≤0.3，倒
[0012]优选的，步骤2中，焊接速度为8mm/s。
[0013]优选的，步骤2中，电子束焊过程中，所述表面聚焦的高度为1015mm。
[0014]优选的，步骤2中，电子束焊过程中，焊接电压为150kv。
[0015]优选的，步骤2中，电子束焊过程中，聚焦电流为1875
±
10mA。
[0016]优选的，步骤3中，所述Ti2AlNb工件的加工余量的确定方法为，通过目视检查、X光检查、金相检测和CT扫描检查确定气孔高度后，确定加工余量。
[0017]优选的，所述加工余量为3mm。
[0018]优选的，步骤1中，所述预处理还包括将倒角后的待焊接Ti2AlNb组件进行加热处理。
[0019]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
[0020]本专利技术公开了一种消除电子束焊气孔缺陷的方法，该方法通过控制焊前装配质
量、优化焊接参数及焊接接头尺寸，可有效避免Ti2AlNb材料电子束焊缝气孔缺陷的产生。采用过盈配合或至少为过渡配合保证了焊缝对接间隙，有利与焊缝的成型并能够减少气孔缺陷、在止口根部开放气槽有利于抽真空时气孔的溢出。
[0021]进一步的，通过对8mm/s、14mm/s、20mm/s等不同焊接速度进行工艺试验，发现8mm/s的焊接速度为最优焊接速度，14mm/s、20mm/s试板焊接后均产生了气孔缺陷且速度越高产生的气孔缺陷越多，但焊接速度小于8mm/s焊接速度过慢焊缝不易成型，优选8mm/s焊接速度能够有效避免焊接气孔的产生。
[0022]进一步的，优化焊接参数后利用X光检测、金相检测、CT扫描等方式找出焊后气孔的分布规律，气孔深度多大约2.2～2.7mm左右，因此，在保证焊接接头设计尺寸的基础上添加表面和背面的加工余量至少3mm，焊后将余量去除，可以彻底避免零件焊接气孔的产生。
附图说明
[0023]图1为本专利技术的Ti2AlNb实施例1宏观及金相照片图；
[0024]其中，(a)图为实施例1正面的图片；(b)图为实施例1背面的图片；(c)图为实施例1金相图4；
[0025]图2为本专利技术的Ti2AlNb实施例1CT扫描照片图；
[0026]其中，(a)图为实施例1焊缝纵向切面图；(b)图为实施例1俯视图深切的横切面；(c)图为实施例1焊缝横截面；(d)图为实施例1的俯视图浅切的横切面；
[0027]图3为本专利技术的Ti2AlNb实施例2宏观及金相照片；
[0028]其中，(a)图为实施例2正面的图片；(b)图为实施例2背面的图片；(c)图为实施例2的金相图4；
[0029]图4为本专利技术的Ti2AlNb实施例2CT扫描照片；
[0030]其中，(a)图为实施例2焊缝纵向切面图；(b)图为实施例2俯视图深切的横切面；(c)图为实施例2浅切的横切面；(d)图为实施例2的左视图；
[0031]图5为本专利技术的Ti2AlNb实施例3照片；
[0032]其中，(a)图为实施例3正面的图片；(b)图为实施例3背面的图片；(c)图为实施例3的金相图4；
[0033]图6为本专利技术的Ti2AlNb实施例3CT扫描照片；
[0034]其中，(a)图为实施例3焊缝纵向切面图；(b)图为实施例3俯视图深切的横切面；(c)图为实施例3焊缝横截面；(d)图为实施例3俯视图浅切的横切面；
[0035]图7为本专利技术接头根部半径R与倒角的示意图。
具体实施方式
[0036]下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：
[0037]本专利技术创造是一种消除Ti2AlNb材料电子束焊气孔缺陷的工艺方法，通过控制焊前装配质量、优化焊接参数及焊接接头设计，可有效避免Ti2AlNb材料电子束焊缝气孔缺陷的产生。该工艺方法具体包括以下步骤：
[0038]步骤1，对Ti2AlNb材料待焊接组件进行预处理，首先确保待焊接组件之间的配合为过盈配合至少为过渡配合，过盈配合及过渡配合能够保证两个待焊接组件对接间隙并且
有利于组件的端面跳动值和圆面跳动值；
[0039]参见图7，严格控制待焊接组件接头根部的R与倒角尺寸，采取R≤0.3mm，倒在待焊接组件的衬底上用旋转锉加工排气槽；在待焊接组件焊前用散焦电子束加热焊接接头，加热过程中，加热温度为200℃，扫描一圈的时间为1min，使位于机加工刀痕内的气体膨胀向外逸出，也有助于减少气孔的发生。
[0040]2、依次利用Ti2AlNb材料焊接试板、对接试板和模拟件进行工艺参数优化，具体的首先在焊接试板上进行焊接模拟，摸索出初步的焊接参数，然后通过对接试板验证焊接参数，并进一步调整焊接参数，最后通过模拟件进行验证，均验证通过后再焊接组件时使用。
[0041]因气孔的产生除了与焊前清理及装配质量有很大影响外，材料本身所含的H、O等元素也是产生气孔的主要原因，参数优化是采用在确定零件焊接距离后确定的，具体的，零件的表面聚焦的高度为1015mm、焊接电压为150kV，电流范围为23
‑
40mA，速度8
‑
20m/s，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种消除电子束焊气孔缺陷的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，对待焊接的Ti2AlNb组件进行预处理，所述预处理为对Ti2AlNb组件的接头根部进行倒角处理；步骤2，通过电子束焊对倒角处理后的Ti2AlNb组件进行焊接加工，电子束焊过程中，焊接速度为8mm/s
‑
20mm/s，获得焊接后的Ti2AlNb工件；步骤3，去除Ti2AlNb工件的加工余量，获得消除Ti2AlNb材料电子束焊气孔缺陷的Ti2AlNb工件。2.根据权利要求1所述的一种消除电子束焊气孔缺陷的方法，其特征在于，步骤1中，所述预处理还包括在Ti2AlNb组件的衬底上设置排气槽。3.根据权利要求1所述的一种消除电子束焊气孔缺陷的方法，其特征在于，步骤1中，所述倒角处理的尺寸为R≤0.3，倒4.根据权利要求1所述的一种消除电子束焊气孔缺陷的方法，其特征在于，步骤2中，焊接速度为8mm/s。5.根据权利要求1所述的一种消除电子束焊气...

【专利技术属性】
技术研发人员：王一迪，王建涛，康文军，王克广，徐杏杏，文光平，郭乃鹏，王通，
申请(专利权)人：中国航发动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：