CN102554445A

CN102554445A - 带锁底结构零件电子束焊接根部链状气孔的控制方法

Info

Publication number: CN102554445A
Application number: CN2010106005138A
Authority: CN
Inventors: 李英; 李民; 翟淳; 刘成来; 葛沁
Original assignee: Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd
Current assignee: Shenyang Liming Aero Engine Group Co Ltd
Priority date: 2010-12-22
Filing date: 2010-12-22
Publication date: 2012-07-11

Abstract

本发明的目的在于提供一种带锁底结构零件电子束焊接根部链状气孔的控制方法，其特征在于：采用圆波焊接和三角波修饰焊相结合的方法焊接带锁底结构零件：首先使用圆波焊接进行主体焊缝的焊接，然后通过三角波焊接对存在咬边缺陷的焊接表面进行修饰性焊接。该方法既消除了焊缝根部链状气孔问题，也改善了焊缝的表面状态，消除了咬边缺陷，大大提高了零件的使用性能，同时提高焊接效率，节约成本。

Description

带锁底结构零件电子束焊接根部链状气孔的控制方法

技术领域

本发明属于焊接领域，特别提供一种广泛适用于军用和民用航空发动机等各类带锁底结构复杂零件的电子束焊接。

背景技术

在电子束焊接技术应用的场景中，为了便于零件装配、节约焊接工装设计难度和成本、提高复杂结构零件的焊接质量，广泛采用带锁底的焊接结构。以前带锁底结构零件的焊接主要采用国际上公认焊接性能较好的三角波形焊接技术，虽然可以获得良好的熔深和焊缝成型，但焊接后在焊缝根部存在链状气孔问题。传统的工艺过程是：焊接后进行X光检查，确认是否焊偏、裂纹和气孔的大体分布情况。在只存在气孔问题时，如果气孔的分布状态为细小的密集链状气孔时，把零件的锁底加工掉，然后再重新进行X光检查，确认气孔存在情况。如果依然存在气孔，需要进行补焊，补焊后再进行X光检查。按标准要求每个工件最多允许补焊2次。在原技术情况下，两次补焊后也不能完全消除根部链状气孔。传统工艺中重复加工和检测，浪费了大量的人力和物力。有些零件焊接后锁底保留，虽然标准上规定位于锁底上的链状气孔允许存在，但是由于目前只能做二维的X光检查，无法确认气孔存在的空间位置，对性能影响难以衡量。

采用电子束圆波焊接技术，在焊接上存在一些弊端，焊后焊缝的正表面一般会出现严重的咬边现象，所以在电子束焊接中较少应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带锁底结构零件电子束焊接根部链状气孔的控制方法，该方法既消除了焊缝根部链状气孔问题，也改善了焊缝的表面状态，消除了咬边缺陷，大大提高了零件的使用性能，同时提高焊接效率，节约成本。

本发明具体提供了一种带锁底结构零件电子束焊接根部链状气孔的控制方法，其特征在于：采用圆波焊接和三角波修饰焊相结合的方法焊接带锁底结构零件：首先使用圆波焊接进行主体焊缝的焊接，然后通过三角波焊接对存在咬边缺陷的焊接表面进行修饰性焊接。

本发明提供的带锁底结构零件电子束焊接根部链状气孔的控制方法，其特征在于：圆波焊接的工艺参数为：聚焦电流1870~1960mA，焊接电流12~18mA，焊接速度10~14mm，摆动幅值0.7~1.2mm。

三角波修饰焊的工艺参数为：聚焦电流1900~1980mA，焊接电流6~11mA，焊接速度10~14mm，摆动幅值0.2~1.5mm。

本发明所述带锁底结构零件电子束焊接根部链状气孔的控制方法已应用于某发动机密封座焊接件，在已经焊接完成的过百件零件中未发现任何缺陷，一次合格率达到100%，大大提高了该类零件的使用性能。该技术可在其它航空发动机、民机发动机等类似结构件中推广应用，应用前景很好。

附图说明

图1 实施例1零件焊接结构示意图；

图2 实施例2零件焊接结构示意图。

具体实施方式

零件焊接前准备：

1）、焊前清洗：

在零件装配前对零件迸行彻底的清洗，用干净的白棉布蘸职丙酮对零件进行清洗，尤其是锁底部位要仔细清洗，去除油脂、污物及其它任何外来物质。在装配过程中禁止接触焊缝，在零件装配完成后，要求其间隙不大于0.10mm，错位不大于O.35mm，再次用于净的白棉布蘸取丙酮擦洗零件表面。在运输过程中，用牛皮纸包裹防止造成二次污染，同时保证零件清洗后120h之内进行焊接。零件装夹前要对工装夹具用丙酮仔细进行清理，应保证无油污、锈迹、水分及其他污物。

2）、装配：

首先把焊接工装固定在转具上，并检查配合间隙不大于O.lOmm，把零件组装到焊接工装上，检查装配间隙不大于O.1Omm，夹紧固定。

实施例1

零件结构如图1所示，单件1.2在电子束焊接所起的作用也就是通常所说的锁底，即便于零件的装配，也减少了焊接工装设计的难度，起到了防止焊接飞溅物烧伤零件的屏蔽板作用，但它焊后在焊接位置不进行加工，如果它存在缺陷也就意味着整个零件存在缺陷。单件1.2在焊接部位的厚度为5mm，很厚不利于气体的排除，虽然预留了排气道，但在图1中位置3处，单件1.1和单件1.2的配合非常紧密，没有间隙，这都不利于气体的排除，气体排不出去，留在焊缝底部就产生了焊缝根部链状气孔。

零件焊接：焊接设备：KS120-G300KM-CNC，焊接材料：1Cr13；抽真空室压力值不大于6.7×10^-4mbar，采用描点的方法找正零件，对零件进行8点对称定位焊。采用在试片上焊接合格的参数对零件进行焊接，焊接参数见表1。

修饰焊：焊接后零件表面在焊缝两侧存在严重的咬边现象，采用在试片上验证的修饰焊参数对零件进行焊接，修饰焊参数见表2。

焊后外观检查：焊接完成后按照标准要求对零件进行外观检查，未发现任何缺陷，满足焊接标准要求。

X光检查：X光检查后看X光底片未发现任何缺陷，零件一次合格。

实施例2

零件结构如图2所示。

零件焊接：焊接设备：KS120-G300KM-CNC，焊接材料：0Cr17Ni4Cu4Nb；抽真空室压力值不大于6.7×10^-4mbar，采用描点的方法找正零件，对零件进行8点对称定位焊。采用在试片上焊接合格的参数对零件进行焊接，焊接参数见表1、2。

对比例1

零件结构如图2所示，焊接时采用的三角波形进行焊接，焊接参数及修饰焊参数见表3。焊接完成后经过X光检查，焊缝部位存在密集的链状气孔。

表1 圆波焊接参数

实施例	速电压（KV）	焊接厚度（mm）	聚焦电流（mA）	焊接电流（mA）	焊接速度（mm）	摆动频率（Hz）	波形	摆动幅值（mm）
									1	150	5	1911	15.5	12	200	圆波	1.0
2	150	3.5	1892	14	12	200	圆波	1.0

表2 三角波修饰焊参数

实施例	速电压（KV）	焊接厚度（mm）	聚焦电流（mA）	焊接电流（mA）	焊接速度（mm）	摆动频率（Hz）	波形	摆动幅值（mm）
									1	150	5	1950	8	12	200	三角波	0.3
2	150	3.5	1920	8	12	200	三角波	1.2

表3 比较例参数

	速电压（KV）	焊接厚度（mm）	聚焦电流（mA）	焊接电流（mA）	焊接速度（mm）	摆动频率（Hz）	波形	摆动幅值（mm）
									三角波焊接	150	3.5	1892	12	16	50	三角波	1.2
三角波修饰焊	150	3.5	1953	6	16	50	三角波	1.6

Claims

1. 带锁底结构零件电子束焊接根部链状气孔的控制方法，其特征在于：采用圆波焊接和三角波修饰焊相结合的方法焊接带锁底结构零件：首先使用圆波焊接进行主体焊缝的焊接，然后通过三角波焊接对存在咬边缺陷的焊接表面进行修饰性焊接。

2.按照权利要求1所述带锁底结构零件电子束焊接根部链状气孔的控制方法，其特征在于：圆波焊接的工艺参数为：聚焦电流1870~1960mA，焊接电流12~18mA，焊接速度10~14mm，摆动幅值0.7~1.2mm。

3.按照权利要求1所述带锁底结构零件电子束焊接根部链状气孔的控制方法，其特征在于：三角波修饰焊的工艺参数为：聚焦电流1900~1980mA，焊接电流6~11mA，焊接速度10~14mm，摆动幅值0.2~1.5mm。