CN105312834A - 一种高温合金薄壁焊接机匣主体裂纹修复方法 - Google Patents

Abstract

一种高温合金薄壁焊接机匣主体裂纹修复方法，属于焊接技术领域。本发明包括如下步骤：步骤一：缺陷清理，去除高温合金薄壁焊接机匣的主体裂纹；步骤二：激光沉积，使用激光沉积修复设备对已经清理过的待修复部位进行激光沉积修复；步骤三：检查激光沉积质量，采用X光射线检查的方法检查激光沉积修复部位是否存在裂纹，若存在裂纹，则返回执行步骤一；步骤四：局部热处理，使用局部热处理设备进行局部热处理，消除修复残余应力；步骤五：修磨修复部位。采用本发明的修复方法对使用后的高温合金薄壁焊接机匣零件产生的主体裂纹进行修复，有效地控制了修复产生的变形，恢复了高温合金薄壁焊接机匣零件的使用功能。

Description

一种高温合金薄壁焊接机匣主体裂纹修复方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，特别是涉及一种高温合金薄壁焊接机匣主体裂纹修复方法。

背景技术

高温合金薄壁焊接机匣零件的结构，如图1所示，由内环1、支板2和外环3经过焊接和机械加工而成，在长时间工作后主体会出现裂纹缺陷，裂纹形状不规则且长度较长，需要通过修理恢复其使用功能。由于高温合金薄壁焊接机匣零件已经是经过最终机械加工完的状态，因此，要求修复后零件的变形量非常小，要保证零件安装边、孔等的装配要求。一股地，主体裂纹采用氩弧焊接的方法修复。但是，由于氩弧焊接输入能量较大且不集中，会引起零件焊接部位以及附近的较大的变形，不能满足此种零件的修复需要。

激光沉积是以原零件的损伤表面为载体，采用快速成型原理，以金属粉末为填充材料，通过激光对填充材料的逐层熔化堆积，来实现具有三维形状缺陷的零件的修复技术，其优点为：第一，高能密度激光作为能量源热输入小，修复区域的热影响区小、变形小；第二，修复区界面与主体零件为冶金结合，结合可靠；第三，修复区域形状和零件缺损形状近净成形修复，表面质量好，因此修复后仅需少量的打磨即可；第四，整个修复过程由计算机控制，自动化程度高，可以进行复杂形状零件的修复。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种高温合金薄壁焊接机匣主体裂纹修复方法。该方法采用激光精密沉积和局部热处理技术对使用后的高温合金薄壁焊接机匣零件产生的主体裂纹进行修复，有效地控制了修复产生的变形，恢复了高温合金薄壁焊接机匣零件的使用功能。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案，一种高温合金薄壁焊接机匣主体裂纹修复方法，包括如下步骤：

步骤一：缺陷清理，

去除高温合金薄壁焊接机匣的主体裂纹；

步骤二：激光沉积，

使用激光沉积修复设备对已经清理过的待修复部位进行激光沉积修复；

步骤三：检查激光沉积质量，

采用X光射线检查的方法检查激光沉积修复部位是否存在裂纹，若存在裂纹，则返回执行步骤一；

步骤四：局部热处理，

使用局部热处理设备进行局部热处理，消除修复残余应力；

步骤五：修磨修复部位。

本发明的有益效果：

采用本发明的修复方法对使用后的高温合金薄壁焊接机匣零件产生的主体裂纹进行修复，有效地控制了修复产生的变形，恢复了高温合金薄壁焊接机匣零件的使用功能。

采用本发明的修复方法，单件修复成本约为2万元，单件高温合金薄壁焊接机匣零件修复后能够创造价值为25万元，按每年修复20台计算，年创造价值约460万元。

本发明的修复方法可以推广到其它大型薄壁类结构零件产生的类似缺陷的修理工艺中，具有非常广阔的应用推广价值。

附图说明

图1为高温合金薄壁焊接机匣零件的结构示意图；

图中：1-内环，2-支板，3-外环，4-裂纹易出现区域。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

一种高温合金薄壁焊接机匣主体裂纹修复方法，包括如下步骤：

步骤一：缺陷清理，

去除高温合金薄壁焊接机匣的主体裂纹，在修复前应确保裂纹完全去除；为了兼顾修复工艺的实施，尽量减少修复变形，缺陷清理在保证裂纹完全去除的情况下，去除量要尽可能小而且过渡平缓。

步骤二：激光沉积，

使用激光沉积修复设备采用多次试验获得的激光沉积参数对已经清理过的待修复部位进行激光沉积修复，激光沉积修复后的高度要大于主体高度。

激光沉积参数包括激光功率、扫描速度、送粉速率、搭接率及Z轴单层行程(增量)ΔZ，这些工艺参数的变化会直接影响修复零件的尺寸特性和内部质量；评价激光沉积修复试样的好坏主要从两方面考虑：一是宏观上，考察激光沉积修复试样形状、表面平整度、裂纹、变形等综合特征；二是微观上，考察显微组织和缺陷特征及其对最终力学性能的影响。本发明经过多次试验获得的激光沉积参数，见表1。

表1K4169材料激光沉积修复工艺参数

激光功率(W)	扫描速度(mm/s)	送粉速率(g/min)	搭接率(％)	ΔZ(mm)
					800～2000	3～9	4～14	30～50	0.4～0.7

本实施例中，修复的零件主体材料为K4169，选用的填料为IN718合金粉末。激光沉积修复工艺参数为：激光功率1400W，扫描速度5mm/s，送粉速率8g/min，搭接率42％，ΔZ为0.5mm。

步骤三：检查激光沉积质量，

采用X光射线检查的方法检查激光沉积修复部位是否存在裂纹，若存在裂纹，则返回执行步骤一。

步骤四：局部热处理，

使用局部热处理设备，根据激光沉积面积的大小，采用不同直径的仿形感应加热器进行局部热处理，消除修复残余应力；局部热处理在充氩惰性气体保护箱中进行，惰性气体保护箱配有氩气自动充排系统和水氧净化系统，水氧净化低于200ppm，可为修复零件局部热处理提供一个低水氧且氩气保护的加工环境。

步骤五：修磨修复部位，一股采用人工打磨的方法对激光沉积修复部位进行修磨至与主体齐平。

Claims (1)

1.一种高温合金薄壁焊接机匣主体裂纹修复方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：缺陷清理，

去除高温合金薄壁焊接机匣的主体裂纹；

步骤二：激光沉积，

使用激光沉积修复设备对已经清理过的待修复部位进行激光沉积修复；

步骤三：检查激光沉积质量，

采用X光射线检查的方法检查激光沉积修复部位是否存在裂纹，若存在裂纹，则返回执行步骤一；

步骤四：局部热处理，

使用局部热处理设备进行局部热处理，消除修复残余应力；

步骤五：修磨修复部位。