一种Ti合金薄壁件控形控性的激光焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种Ti合金薄壁件控形控性的激光焊接方法，包括以下具体步骤：S1，待修工件的测绘；S2，工装的设计；S3，焊材的轧制；S4，一次百分表检测；S5，清理待焊区；S6，电阻焊；S7，激光重熔；S8，二次百分表检测；S10，时效处理；S11，尺寸检测；S12，加工定型；S13，脱离工装；S14，尺寸检测。本发明专利技术对焊接过程中的应力变化进行分析，设计合理的工装；采用电阻焊固定焊片，辅以材料制备方法、过程监控方法、应力调整方法可达到焊后工件形变在0.1mm～0.3mm范围内的一整套工艺措施，可挽救修复产品加工过程中产生的误加工、使用过程中产生的裂纹、烧伤、蚀、磨损等损伤，极大地挽救产品，降低生产成本。产成本。产成本。

【技术实现步骤摘要】
一种Ti合金薄壁件控形控性的激光焊接方法


[0001]本专利技术涉及激光焊接方法领域，特别涉及一种Ti合金薄壁件控形控性的激光焊接方法。

技术介绍

[0002]航空产品薄壁件一般是多指发动机零部件，如各类机匣、外涵、通道等。该类件都以Ni、Ti合金、高温合金为主，铸、锻件机械加工而成，具有薄壁、形状复杂、多孔等特点。在制造过程中加工成本高，工装复杂，易产生误加工，造成产品报废。在使用过程中也易产生裂纹、烧伤、蚀、磨损等损伤。
[0003]薄壁结构零件的制造过程和使用过程中会产生不利于其疲劳性能的因素，如叶片受到外物损伤后叶片边缘产生损伤缺口、飞机壁板T型结构的应力集中，因此这些薄壁结构零件在疲劳载荷条件下使用时极容易出现疲劳断裂。
[0004]在对航空产品薄壁件破损处进行焊接修复时，现有技术一般都是直接通过点焊对其进行焊接，但是直接进行焊接的话，没办法对工件进行控形、控性，容易导致焊接后的工件与原工件差别较大。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种Ti合金薄壁件控形控性的激光焊接方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种Ti合金薄壁件控形控性的激光焊接方法，包括以下具体步骤：
[0007]S1，待修工件的测绘，将工件的形状进行绘制，通过测量工具对工件的长、宽、高、孔径和角度进行标注尺寸，并记录其装配方位和装配方法；
[0008]S2，工装的设计，通过待修工件的形状和尺寸设计工装，以装配稳定后，能方便焊接破损部位为基准；
[0009]S3，焊材的轧制，首先将GJB的板材经过线切割制备成板条，然后再真空固溶后经轧机轧制，得到焊材；
[0010]S4，一次百分表检测，对多个百分表进行多工位安装，使用多个百分表进行检测，以便检测工件的型位；
[0011]S5，清理待焊区，对工件待焊区进行清理，然后通过打磨的方式对待焊区进行再次清理；
[0012]S6，电阻焊，将焊件配备成搭接接头，并压紧在两柱状电极之间，电阻热熔化母材金属，造成焊点的电阻焊方式，焊接过程中需进行气氛保护；
[0013]S7，激光重熔，采用脉冲激光对焊片进行重熔，进行再次焊接，焊接过程中需进行气氛保护；
[0014]S8，二次百分表检测，再次对百分表进行观测，以便检测工件的型位；
[0015]S9，超声冲击，调整表面应力状态，在焊补过程与焊后进行超声冲击焊道；
[0016]S10，时效处理，工件与工装一起随炉进行时效处理，直至完全冷却；
[0017]S11，尺寸检测，通过测量工具对工件的各个尺寸进行测量并记录；
[0018]S12，加工定型，对工件进行定型处理；
[0019]S13，脱离工装，对定型的工件进行去除工装；
[0020]S14，尺寸检测，通过测量工具对工件的各个尺寸进行测量并记录，与原始的尺寸进行对比。
[0021]优选的，在步骤S3中，GJB的板材经过线切割制备成板条规格为300mm
×
15mm
×
5mm。
[0022]优选的，在步骤S3中，对焊材的轧制要求如下：a、真空度不小于2
×
10
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2Mpa,且需要填充氩气冷却，氮气的纯度为99.999％；b、每轧制1/2δ后进行一次裁边与检查并保证剩余部分表面无开裂，断损，并再次固溶处理；c、最终轧制到0.32mm～0.35mm，并最终做固溶处理；d、对轧制的薄片进行表面抛光，抛光方式可采用人工抛光或化学抛光；e、焊前酸洗，除氧化层，并在3h内使用。
[0023]优选的，在步骤S6和S7中，薄壁件的气氛保护：采用多路气氛保护，施焊部分采用两路气体<Ar+He7％>,背侧采用单路气<Ar99.99％>保护，也可在工装上设计背侧保护通道。
[0024]优选的，在步骤S10中，在对工件的时效处理要求如下：a、采用真空炉，真空炉真空度在2
×
10
‑
2以上；b、空冷时充Ar(99.99％)；c、与工装一起随炉进行时效处理，需等待至工装与工件完全冷却。
[0025]优选的，在步骤S10中，工装的膨胀系数要选择与工件一致或接近，且工装在制作前应做一次高于时效处理温度100℃～150℃的定型处理。
[0026]优选的，在步骤S9中，超声频率在10千HZ，超声能量为20J，表面冲压坑深度为0.3mm，每平厘米作用时间为30s，均匀，匀速。
[0027]本专利技术的技术效果和优点：
[0028]本专利技术对焊接过程中的应力变化进行分析，设计合理的工装；采用电阻焊固定焊片，自动焊脉冲激光对焊片进行重熔，多路气氛保护，预变形的工装设计，在焊补过程与焊后进行超声冲击焊道，焊后进行时效处理也就是去应力处理，有效的达到控形控性的目的，辅以材料制备方法、过程监控方法、应力调整方法可达到焊后工件形变在0.1mm～0.3mm范围内的一整套工艺措施，可挽救修复产品加工过程中产生的误加工、使用过程中产生的裂纹、烧伤、蚀、磨损等损伤，极大地挽救产品，降低生产成本。
附图说明
[0029]图1为本专利技术流程框图。
[0030]图2为本专利技术多路气氛保护位置状态图。
[0031]图3为本专利技术应力变化分析图。
[0032]图4为本专利技术悬面较大的工件图。
[0033]图5为本专利技术焊前预变形措施。
[0034]图6为本专利技术Ti合金机匣焊补部位图。
具体实施方式
[0035]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0036]本专利技术提供了如图1
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6所示的一种Ti合金薄壁件控形控性的激光焊接方法，包括以下具体步骤：
[0037]S1，待修工件的测绘，将工件的形状进行绘制，通过测量工具对工件的长、宽、高、孔径和角度进行标注尺寸，并记录其装配方位和装配方法；
[0038]S2，工装的设计，通过待修工件的形状和尺寸设计工装，以装配稳定后，能方便焊接破损部位为基准；
[0039]S3，焊材的轧制，首先将GJB的板材经过线切割制备成板条，然后再真空固溶后经轧机轧制，得到焊材；
[0040]S4，一次百分表检测，对多个百分表进行多工位安装，使用多个百分表进行检测，以便检测工件的型位；
[0041]S5，清理待焊区，对工件待焊区进行清理，然后通过打磨的方式对待焊区进行再次清理；
[0042]S6，电阻焊，将焊件配备成搭接接头，并压紧在两柱状电极之间，电阻热熔化母材金属，造成焊点的电阻焊方式，焊接过程中需进行气氛保本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种Ti合金薄壁件控形控性的激光焊接方法，其特征在于，包括以下具体步骤：S1，待修工件的测绘，将工件的形状进行绘制，通过测量工具对工件的长、宽、高、孔径和角度进行标注尺寸，并记录其装配方位和装配方法；S2，工装的设计，通过待修工件的形状和尺寸设计工装，以装配稳定后，能方便焊接破损部位为基准；S3，焊材的轧制，首先将GJB的板材经过线切割制备成板条，然后再真空固溶后经轧机轧制，得到焊材；S4，一次百分表检测，对多个百分表进行多工位安装，使用多个百分表进行检测，以便检测工件的型位；S5，清理待焊区，对工件待焊区进行清理，然后通过打磨的方式对待焊区进行再次清理；S6，电阻焊，将焊件配备成搭接接头，并压紧在两柱状电极之间，电阻热熔化母材金属，造成焊点的电阻焊方式，焊接过程中需进行气氛保护；S7，激光重熔，采用脉冲激光对焊片进行重熔，进行再次焊接，焊接过程中需进行气氛保护；S8，二次百分表检测，再次对百分表进行观测，以便检测工件的型位；S9，超声冲击，调整表面应力状态，在焊补过程与焊后进行超声冲击焊道；S10，时效处理，工件与工装一起随炉进行时效处理，直至完全冷却；S11，尺寸检测，通过测量工具对工件的各个尺寸进行测量并记录；S12，加工定型，对工件进行定型处理；S13，脱离工装，对定型的工件进行去除工装；S14，尺寸检测，通过测量工具对工件的各个尺寸进行测量并记录，与原始的尺寸进行对比。2.根据权利要求1所述的一种Ti合金薄壁件控形控性的激光焊接方法，其特征在于，在步骤S3中，GJB的板材经过线切割制备成板条规格为300mm
×
15mm
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5mm。3.根据权利要求2所述的一种Ti合金薄壁件控形控性的激光焊接方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东生，方文满，
申请(专利权)人：无锡中科金研激光燃气轮机部件有限公司，
类型：发明
国别省市：