一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法技术

本发明专利技术公开了一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，属于焊接技术领域，包括S1、固溶处理：将GH4099镍基高温合金板放入预热好的高温炉中进行固溶处理，所述GH4099镍基高温合金板厚为30

【技术实现步骤摘要】
一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法


[0001]本专利技术涉及焊接
，具体是涉及一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法。

技术介绍

[0002]氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送入氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化。
[0003]GH4099是一种镍基高温合金，因其具有良好的抗高温蠕变能力，主要应用于航空航天领域或需高温下使用需耐高温的零件。目前GH4099仅有关于薄壁件焊接的报道，对于超过30mm厚板材或产品的氩弧焊焊接，目前研究还处于空白状态。对于GH4099厚板材焊接，因合金元素含量高，接头熔合区易析出强化相，易引起热裂纹；因焊接热效应，焊后极易出现翘曲，裂纹和层间缺陷，同时焊接坡口设计方式、焊接方法的不同对焊接质量也有直接影响，因此需要一种合适的焊接参数和合理的焊接方法，有利于减小焊接后变形，裂纹和层间缺陷的出现，并满足焊接使用性能要求。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法。
[0005]本专利技术的技术方案是：一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，包括以下步骤：S1、固溶处理：将GH4099镍基高温合金板放入预热好的高温炉中进行固溶处理，所述GH4099镍基高温合金板厚为30
‑
50mm，固溶处理的温度为1080
‑r/>1160℃，保温时长为0.8
‑
3h，然后进行冷却，得到冷却后的GH4099镍基高温合金板；S2、双面焊接：将冷却后的GH4099镍基高温合金板焊接处开X型坡口，将需要焊接的冷却后的GH4099镍基高温合金板的X型坡口对齐，选用直径为1
‑
2mm的HGH99焊丝进行双面轮换多道次铺焊焊接，所述双面轮换多道次铺焊焊接方法为：S2
‑
1、首段正面铺焊：先进行首段正面铺焊，首段正面铺焊完成后，停焊，自然冷却至60
‑
100℃后，进行首段下一层铺焊，如此往复至焊接厚度达到正面焊道1/2厚度为止，然后进行翻面；S2
‑
2、首段背面铺焊：对正面焊道的底部进行清根处理后，再通过所述双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道进行首段焊接，焊接完成后进行翻面；S2
‑
3、首段正面焊道焊满：通过所述双面轮换多道次铺焊焊接的方法对正面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至正面焊道首段焊满后进行翻面；
S2
‑
4、首段背面焊道焊满：通过所述双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至背面焊道首段焊满；S2
‑
5、余段焊接：重复步骤S2
‑
1至S2
‑
4继续进行下一段焊接，如此重复直至整个焊道焊接完成，每段铺焊长度≤1000mm，得到焊接板；S3、焊后去应力：对所述焊接板进行整体加热，加热升温速率为10
‑
20℃/min，将焊道加热至550
‑
600℃，保温处理1.5
‑
3h，然后加热升温速率不变，升温至1000
‑
1100℃，保温2
‑
4h。
[0006]进一步地，所述步骤S2中双面轮换多道次铺焊焊接时，采用氩气作为保护气体对焊接处进行气氛保护，氩气的纯度≥98，步骤S2
‑
2中所述清根处理的方法为：先用手持角向抛光机打磨，去除焊道底部的焊瘤、棱边及飞溅物；再用120
‑
400目的砂纸磨抛焊道处的氧化色，所述角向抛光机型号：S1M
‑
FF03
‑
1001A，技术参数：220V
‑
50HZ
‑
710W，角向抛光机的磨盘采用强力弹性磨盘，磨盘转速为1000
‑
1300r/min，磨料粒度：A60，规格：φ100
×
16mm。
[0007]说明：焊接过程中的高温和热能容易导致氧化作用或者其他化学反应，采用上述纯度的氩气作为保护气体能够有效防止氧气、空气等大量在空气中存在的气体与熔池发生反应而导致熔池受到污染和氧化。
[0008]进一步地，所述GH4099镍基高温合金板由以下质量百分比的化学成分组成：C≤0.08wt%、Cr：17.00
‑
20.00wt%、W：5.00
‑
7.00wt%，Mo：3.50
‑
4.50wt%、Al：1.70
‑
2.40wt%、Ti：1.00
‑
1.5wt%、Co：5.00
‑
8.00wt%、Fe≤2.00wt%、B≤0.005wt%、Ce≤0.02wt%、Mn≤0.40wt%、Si≤0.50wt%、P≤0.015wt%、S≤0.015wt%、Mg≤0.10wt%、余量为Ni。
[0009]说明：上述化学成分的GH4099镍基高温合金板通过本专利技术的焊接方法焊接，能有效减小焊接后变形，裂纹和层间缺陷的出现，并满足焊接使用性能要求。
[0010]进一步地，所述GH4099镍基高温合金板焊接处开X型坡口的坡口间隙b为1mm≤b≤4mm，坡口角度α为40
°
≤α≤60
°
，坡口深度h为l/3L≤h≤2/3L
‑
1，L为GH4099镍基高温合金板厚度，钝边c为1mm≤c≤3mm，若正反面坡口深度不同，起焊时，优先焊接坡口深度较深一面的焊道。
[0011]说明：焊接坡口尺寸和形状将影响焊接接触面积以及焊缝几何形状，进而影响焊接的稳定性和质量，不同的坡口形状将产生不同的应力集聚，这将极大地影响其承载能力和耐久性，从而影响焊接结构的良好运行，而本专利技术的上述坡口参数和间隙参数能够避免焊接产生的焊瘤、裂纹等问题。
[0012]进一步地，所述HGH99焊丝直径为1.0
‑
2.0mm；由以下质量百分比的化学成分组成：C≤0.06wt%、Si≤0.05wt%、Mn≤0.40wt%、S≤0.015wt%、P≤0.015wt%、Cr：17.00
‑
20.00wt%、Fe≤2.00wt%、W：5.00
‑
7.00wt%、Mo：3.50
‑
4.50wt%、Al：1.70
‑
2.40wt%、Ti：1.0
‑
5.0wt%、Co：5.0
‑
8.0wt%、B≤0.005wt%、Ce≤0.020wt%、Mg≤0.01wt%，余量为Ni。
[0013]说明：焊接材料的强度是影响焊接性能的关键因素之一，不同的焊接工艺对焊接材料强度要求不同，而不同种类的焊丝化学成分会直接或间接地影响到焊接材料的强度，本专利技术的焊丝能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、固溶处理：将GH4099镍基高温合金板放入预热好的高温炉中进行固溶处理，所述GH4099镍基高温合金板厚为30
‑
50mm，固溶处理的温度为1080
‑
1160℃，保温时长为0.8
‑
3h，然后进行冷却，得到冷却后的GH4099镍基高温合金板；S2、双面焊接：将冷却后的GH4099镍基高温合金板焊接处开X型坡口，将需要焊接的冷却后的GH4099镍基高温合金板的X型坡口对齐，选用直径为1
‑
2mm的HGH99焊丝进行双面轮换多道次铺焊焊接，所述双面轮换多道次铺焊焊接方法为：S2
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1、首段正面铺焊：先进行首段正面铺焊，首段正面铺焊完成后，停焊，自然冷却至60
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100℃后，进行首段下一层铺焊，如此往复至焊接厚度达到正面焊道1/2厚度为止，然后进行翻面；S2
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2、首段背面铺焊：对正面焊道的底部进行清根处理后，再通过所述双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道进行首段焊接，焊接完成后进行翻面；S2
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3、首段正面焊道焊满：通过所述双面轮换多道次铺焊焊接的方法对正面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至正面焊道首段焊满后进行翻面；S2
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4、首段背面焊道焊满：通过所述双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至背面焊道首段焊满；S2
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5、余段焊接：重复步骤S2
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1至S2
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4继续进行下一段焊接，如此重复直至整个焊道焊接完成，每段铺焊长度≤1000mm，得到焊接板；S3、焊后去应力：对所述焊接板进行整体加热，加热升温速率为10
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20℃/min，将焊道加热至550
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600℃，保温处理1.5
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3h，然后加热升温速率不变，升温至1000
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1100℃，保温2
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4h。2.如权利要求1所述的一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，其特征在于，所述步骤S2中进行双面轮换多道次铺焊焊接时，采用氩气作为保护气体对焊接处进行气氛保护，氩气的纯度≥98%，步骤S2
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2中所述清根处理的方法为：先用手持角向抛光机打磨，去除焊道底部的焊瘤、棱边及飞溅物；再用120
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400目的砂纸磨抛焊道处的氧化色，角向抛光机的磨盘采用强力弹性磨盘，磨盘转速为1000
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1300r/min，磨料粒度：A60，规格：φ100
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16mm。3.如权利要求1所述的一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，其特征在于，所述GH4099镍基高温合金板由以下质量百分比的化学成分组成：C≤0.08wt%、Cr：17.00
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20.00wt%、W：5.00
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7.00wt%，Mo：3.50
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4.50wt%、Al：1.70
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2.40wt%、Ti：1.00
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1.5wt%、Co：5.00
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8.00wt%、Fe≤2.00wt%、B≤0.005wt%、Ce≤0.02wt%、Mn≤0.40wt%、Si≤0.50wt%、P≤0.015wt%、S≤0.015wt%、Mg≤0.10wt%、余量为Ni。4.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：武慧慧，刘丹，黄超，曾鑫辉，王言眸，李田成，平一恒，
申请(专利权)人：陕西长羽航空装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：