CN113210830B - 一种增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的真空电子束焊接方法 - Google Patents
一种增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的真空电子束焊接方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种增材制造成形γ‑TiAl金属间化合物的真空电子束焊接方法,属于电子束焊接技术领域,解决现有熔化焊方法不适用于增材制造成形γ‑TiAl金属间化合物的问题。本发明提供的增材制造成形γ‑TiAl金属间化合物的真空电子束焊接方法,包括:将待焊接工件的对接接头固定置于真空环境中,在接头下方放置隔热板;采用电子束对待焊接工件的对接接头预热;采用电子束对待焊接工件的对接接头定位焊;采用电子束对对接接头正式焊接;采用电子束对对接接头修饰焊接;真空冷却。实现了焊接所形成焊缝接头连续、均匀,成形良好,无气孔和裂纹等缺陷,力学性能优异,接头抗拉强度在477~496MPa之间,延伸率在0.3%~0.5%之间。
Description
技术领域
本发明属于电子束焊接技术领域,尤其涉及一种增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的真空电子束焊接方法。
背景技术
γ-TiAl金属间化合物具有比重轻、比强度高、刚性好、良好的高温力学性能和抗氧化性等优点,被认为是一种理想的、具有研究开发应用前景的航空、航天及其他军民用产品的新型高温结构材料。
由于γ-TiAl金属间化合物的理化性质,目前增材制造成为制备γ-TiAl产品的主要方法。对于增材制造的γ-TiAl产品,其金属元素的纯度和微观结构与铸造态和轧制态的γ-TiAl合金产品不同,所以不能以铸造态和轧制态的γ-TiAl合金产品的焊接方法来焊接增材制造的γ-TiAl产品。
因此,迫切需要开发一种针对增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的真空电子束焊接方法。
发明内容
鉴于上述的分析,本发明旨在提供一种增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的真空电子束焊接方法,用以解决现有熔化焊方法不适用于增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的问题。
本发明提供了一种增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的真空电子束焊接方法,包括:
步骤1、将待焊接工件的对接接头固定,并将所述对接接头置于真空环境中,在所述接头下方放置隔热板,所述对接接头的厚度为2~3mm;
步骤2、采用电子束对所述待焊接工件的对接接头进行预热;所述预热的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+(0.03~0.05)A,电子束流2~8mA,焊接速度1000mm/min;
步骤3、采用电子束对所述待焊接工件的对接接头进行定位焊;所述定位焊的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+(0.01~0.03)A,电子束流12~15mA,焊接速度1000mm/min;
步骤4、采用电子束对所述对接接头进行正式焊接,所述正式焊接的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流,电子束流18~40mA,焊接速度1000mm/min;
步骤5、采用电子束对所述对接接头进行修饰焊接,所述修饰焊接的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+(0.02~0.04)A,电子束流10~15mA,焊接速度1000mm/min;
步骤6、在真空环境中冷却;
其中,所述表面聚焦电流为束斑焦点在工件正表面时电子束流对应的电流。
进一步地,所述步骤1中,γ-TiAl金属间化合物工件名义成分为Ti-48Al-2Cr-2Nb。
进一步地,所述步骤1中,γ-TiAl金属间化合物工件采用电子束选区熔化增材制造成形。
进一步地,所述电子束选区熔化增材制造成形的工艺条件包括:粉末粒度为50~150μm,功率为3kW,扫描速度4000-5000mm/s,预热温度1000-1100℃,铺粉层厚0.5-0.6mm。
进一步地,所述步骤1中,隔热板为TA15合金材料,隔热板厚度在3~5mm之间。
进一步地,所述步骤1中,对接接头固定时,装配阶差应不大于待焊接工件厚度的10%。
进一步地,所述步骤3中,装配最大间隙不超过0.15mm。
进一步地,所述步骤2中,对接接头预热次数12~18次。
进一步地,所述步骤4中,对接接头厚度满足下述公式:
y=22x-26
其中,x表征对接接头的厚度,取值范围为[2mm,3mm],y表征正式焊接的电子束流,取值范围为[18mA,40mA]。
进一步地,所述步骤3中,沿着待焊接工件的对接接头,定位焊接区域均匀分布,每个所述定位焊接区域对应的焊缝长度为20-25mm。
与现有技术相比,本发明至少可实现如下有益效果之一:
(1)本发明采用的预热、定位焊、正式焊和修饰焊的焊接工艺顺序,通过预热过程为正式焊接过程提供较高的基体温度,以减少后续的焊接应力;通过定位焊为正式焊接提供较好的试板定位状态;修饰焊后进一步改善正式焊后焊缝表面成形状态。预热过程可确保焊接时,试件处于较高的温度,降低焊接过程焊缝内部的应力,控制焊接裂纹产生;定位焊可以将待焊材料固定良好,避免焊接过程接头出现阶差、间隙等问题;正式焊一次直接实现焊缝成形;修饰焊可以改善焊缝表面形貌,使焊缝外表连续、与基体过渡光滑。
(2)在真空环境中冷却,避免焊接后处于高温状态下的γ-TiAl金属间化合物工件在空气中发生氧化。
(3)所形成的γ-TiAl金属间化合物焊缝具有良好的外观质量和内部质量,接头表面连续、均匀,成形良好,焊缝无裂纹等缺陷,符合GJB1718A-2005《电子束焊接》标准I级焊缝要求,焊缝的力学性能优异。接头的抗拉强度在477-496MPa之间,延伸率在0.3%-0.5%之间。
(4)真空电子束焊接具有束流能量集中,热输入小,热影响区小的特点,使用合理的真空电子束焊接制度焊接增材制造成形γ-TiAl金属间化合物材料,能够有效抑制焊接裂纹的形成。
(5)本发明采用均匀预热,多次预热,确保焊接时,试件处于较高的温度,降低焊接过程焊缝内部的应力,控制焊接裂纹产生。
(6)本发明的焊接速度可达1000mm/min,此速度下,可以兼顾较高的焊接效率和较好的内部质量和接头力学性能。
(7)本发明采用TA15合金材料隔热板,可以避免非金属隔热板在高温、高真空环境下元素挥发、甚至与焊接材料反应等问题,保证焊缝内部较高的纯净度和极少的引入性杂质。
本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的,而并不认为是对本发明的限制,在整个附图中,相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本发明增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的真空电子束焊接对接接头的结构示意图;
图2为本发明增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的实物图;
图3为实施例1提供的2mm厚增材制造成形γ-TiAl合金试件电子束焊缝表面形貌图;
图4为实施例2提供的3mm厚增材制造成形γ-TiAl合金试件电子束焊缝表面形貌图;
图5为本发明实施例提供的铸造态γ-TiAl合金试件电子束焊缝表面形貌图;
图6为本发明实施例提供的轧制态γ-TiAl合金试件电子束焊缝表面形貌图。
附图标记:
1-γ-TiAl合金试件;2-对接接头;3-焊缝;4-电子束流。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
具体实施方式
与铸造态和轧制态合金相比,增材制造得到的γ-TiAl金属化合物主要有以不同:
1、几乎不含杂质。铸造态和轧制态合金的原料通常来自于矿石或其他钢材,这些原料里不可避免的含有一些杂质,如S和P。而合金增材制造的原料通常是合金中各组分对应的金属粉的混合物,即合金增材制造的原料可以更好地控制材料纯度,S和P之类杂原子含量几乎为零。
2、合金的晶粒小且分布均匀。铸造态和轧制态合金为了实现钢材的性能需要通过调整热处理的工艺条件,如降温速度、保温时间、冷却方式。因此铸造态和轧制态合金的晶型通常包括多个种类,因此晶型复杂,最终导致晶粒的变化范围大。而增材制造的合金是将金属粉融化后,在喷射出来,很难用轧制的方法来改变合金的晶型。因此增材制造的合金的晶型单一,其组织主要有细小的、亚微米级别的板条组织和等轴晶组成。相对于铸造态和轧制态合金,增材制造的合金晶粒更小,且属于细晶粒材料。
3、厚度较小。如前所述,增材制造原理是将液态的金属喷出,金属液体冷却后得到产品的形状,因此增材制造可以用来制造厚度为2-3mm后的产品,而铸造态和轧制态合金的产品厚度通常为5-7mm。
现有技术中,焊接裂纹主要分为3种:热裂纹、冷裂纹、再热裂纹,其中热裂纹主要由合金中杂原子和金属原子共同析出产生的,再热裂纹是热处理时生成过热粗晶粒造成的,冷裂纹为焊接应力及其它致脆因素共同作用下产生的结果。其中,铸造态γ-TiAl金属化合物焊接后的裂纹形貌如5所示,轧制态γ-TiAl金属化合物焊接后的裂纹形貌如6所示。
鉴于增材制造得到γ-TiAl具有以上特点,因此焊接过程中产生的焊接裂纹以冷裂纹为主,而铸造态和轧制态合金由于含有较多的杂质且需要热处理,因此其焊接时的裂纹形态通常三者都存在。显然铸造态和轧制态合金的焊接参数不适用于增材制造得到的合金。此外,待焊接工件的厚度也是焊接工艺参数设计时需要考虑的一个重要条件。
针对增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的上述特点,本发明采用了新的工艺和工艺参数,具体地:
1、正式焊接前进行预热工艺
研究中发现,由于γ-TiAl金属化合物杂质少,且晶体分布均匀,因此预热时基本不会出现局部过热的情况,所以适合进行预热。基于上述特性预热的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+(0.03~0.05)A,电子束流2~8mA,焊接速度1000mm/min。由于晶体分布均匀,杂质少,这意味着在相同条件下,γ-TiAl金属化合物可以在预热阶段选择较小的功率。例如,铸造态和轧制态合金含有杂质且晶粒分布不均匀,各部分吸收热量的能力不一样,因此,如果进行预热,预热阶段也会尽可能的提高功率,以保证预热阶段材料内部温度分布均匀,一旦温度分布不均匀会影响材料性能,甚至更容易出现裂纹。其中,预热的功率为加速电压和电子束流的乘积。
选择低功率进行预热,虽然能节省成本,但也会降低工艺效率,因此本发明通过调整表面聚焦电流应对上述问题。对于同一电子束流,不同位置对应的加热温度也不一样,因此通过设定表面聚焦电流+(0.03~0.05)A,以调整电子束流的加热部位,进而以较高的温度对待焊接件进行预热,从而实现在低功率状态下高功率预热。
需要说明的是,待焊接件的厚度是实现上述方式的必备条件,具体地,铸造态和轧制态合金产品的厚度通常为5-7mm,而电子束流加热部分在该长度范围内时,加热部分两端的温差较大,因而无法实现均匀加热。因此现有技术的解决方案通常为提高功率,而非调整表面聚焦电流。
为了保证待焊接件受热均匀,在本发明实施例中,预热阶段的焊接速度为1000mm/min,而相同材质下铸造态和轧制态合金产品的焊接速度为900-1100mm/s。γ-TiAl金属化合物杂质少,且晶体分布均匀,即便焊接速较慢也不会出现局部过热的情况,而相同材质的铸造态和轧制态合金产品杂质相对较多,晶粒分布不均匀,在本发明的焊接速度下会出现局部温度过高,从而影响待焊接件的性能。
2、正式焊接前进行定位焊工艺
固定焊接是要将待焊接工件部分熔化,从而实现定位作用。鉴于γ-TiAl金属化合物的特性,本发明实施例采用的定位焊参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+(0.01~0.03)A,电子束流12~15mA,焊接速度1000mm/min。
3、加入修饰焊接工艺
修饰焊接是在焊接后对焊缝进行修饰,以提高焊缝处的力学性能。其中,修饰焊接的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+(0.02~0.04)A,电子束流10~15mA,焊接速度1000mm/min。
研究中发现,由于晶体分布均匀,杂质少,这意味着在相同条件下,γ-TiAl金属化合物可以在修饰焊阶段选择较小的的功率。例如,铸造态和轧制态合金含有杂质且晶粒分布不均匀,因此,若进行修饰焊,修饰焊阶段也会尽可能的提高功率,以保证修饰焊阶段材料内部受热均匀,各部分吸收热量的能力不一样,因此在预热阶段尽可能的提高功率,以保证预热阶段材料内部温度分布均匀,一旦温度分布不均匀会影响材料性能,甚至更容易出现裂纹。其中,修饰焊阶段的功率为加速电压和电子束流的乘积。
选择低功率进行预热,虽然能节省成本,但也会降低工艺效率,因此本发明通过调整表面聚焦电流应对上述问题。对于同一电子束流,不同位置对应的加热温度也不一样,因此通过设定表面聚焦电流+(0.02~0.04)A,以调整电子束流的加热部位,使得电子束流能够以较高的温度对焊缝进行修饰,从而实现在低功率状态下高温度修饰。
需要说明的是,待焊接件的厚度是实现上述方式的必备条件,具体地,铸造态和轧制态合金产品的厚度通常为5-7mm,而电子束流加热部分在该长度范围内时,加热部分两端的温差较大,因而无法实现均匀加热。因此现有技术的解决方案通常为提高功率,而非调整表面聚焦电流。
为了保证待焊接件受热均匀,在本发明实施例中,修饰焊阶段的焊接速度为1000mm/min,而相同材质下铸造态和轧制态合金产品的焊接速度为900-1100mm/s。这是因为γ-TiAl金属化合物杂质少,且晶体分布均匀,即便焊接速较慢也不会出现局部过热的情况,而相同材质的铸造态和轧制态合金产品杂质相对较多,晶粒分布不均匀,在该焊接速度下很容易出现局部温度过高的情况,从而影响待焊接件的性能。
具体地,本发明实施例提供一种增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的真空电子束焊接方法,包括:
步骤1、将待焊接工件的对接接头固定,并将所述对接接头置于真空环境中,在所述接头下方放置隔热板,所述待焊接工件为γ-TiAl金属间化合物工件,所述对接接头的厚度为2~3mm。
在本发明实施例中,对接接头的结构参考附图1,增材制造成形γ-TiAl金属间化合物试件实物图参考附图2。
步骤2、采用电子束对所述待焊接工件的对接接头进行预热;所述预热的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+(0.03~0.05)A,电子束流2~8mA,焊接速度1000mm/min;
在本发明实施例中,为了防止出现冷裂纹,针对增材制造得到的γ-TiAl金属化合物的特性,选择对待焊接工件进行预热,并针对其特性设置了相应的预热参数。
步骤3、采用电子束对所述待焊接工件的对接接头进行定位焊;所述定位焊的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+(0.01~0.03)A,电子束流12~15mA,焊接速度1000mm/min。
在本发明实施例中,定位焊为了将待焊材料固定良好,因此定位焊的功率要大于预热时的功率。如图1所示,表面聚焦电流+(0.01~0.03)A主要防止工件下层在固定焊时不会熔化。焊接速度与加速电流、表面聚焦电流和电子束流相匹配。
步骤4、采用电子束对所述对接接头进行正式焊接,所述正式焊接的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流,电子束流18~40mA,焊接速度1000mm/min。
在本发明实施例中,对于特定焊接设备表面聚焦电流为定值,通常为2400mA。
步骤5、采用电子束对所述对接接头进行修饰焊接,所述修饰焊接的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+(0.02~0.04)A,电子束流10~15mA,焊接速度1000mm/min。
在本发明实施例中,修饰焊接有利于熔池内部的部分气体释放出来,减少焊缝气孔率,同时可改善表面成形,抑制咬边缺陷出现,提高焊缝质量。
步骤6、在真空环境中冷却。
具体的,上述步骤1中,γ-TiAl金属间化合物工件名义成分为Ti-48Al-2Cr-2Nb,按原子百分比为:Al:48%,Cr:2.0%,Nb:2.0%,余量为Ti。
具体的,上述步骤1中,γ-TiAl金属间化合物工件采用电子束选区熔化增材制造(3D打印)技术制备。
具体的,电子束选区熔化增材制造(3D打印)技术制备γ-TiAl金属间化合物工件选用粉末粒度为50~150μm,3D打印功率为3kW,扫描速度4000-5000mm/s,预热温度1000-1100℃,铺粉层厚0.5-0.6mm。
具体的,上述步骤1中,γ-TiAl试件接头下方放置TA15合金材料隔热板,隔热板厚度在3~5mm之间,通过隔热减缓工件的散热速度,保证焊接过程γ-TiAl试件处于较高的温度,减少焊接过程接头内部的应力,抑制接头裂纹的产生。
具体的,在上述步骤1中,增材制造成形γ-TiAl金属间化合物工件电子束焊接时装配阶差应不大于10%母材壁厚。
具体的,在上述步骤1中,增材制造成形γ-TiAl金属间化合物工件电子束焊接时装配最大间隙不超过0.15mm,将装配好的γ-TiAl金属间化合物工件放入真空室中并抽真空,真空室的真空度在2×10-2Pa。
具体的,在上述步骤2中,γ-TiAl金属间化合物工件焊接前采用小电流进行预热,预热次数12~18次,多次预热可以保证焊缝各位置受热均匀。
具体的,在上述步骤3中,沿着所述待焊接工件的对接接头均匀进行定位焊,每段焊缝的长度为20~25mm。
具体的,上述步骤4中,随着对接接头的厚度由2mm增加至3mm,正式焊接的电子束流由18mA线性增加至40mA。其中,对接头的厚度与电子束流的数量关系满足如下公式:
y=22x-26
其中,x表征对接接头的厚度,取值范围为[2mm,3mm],y表征正式焊接的电子束流,取值范围为[18mA,40mA]。
具体的,对所述待焊接工件固定之前,还包括焊前清理,对γ-TiAl金属间化合物工件进行除油、酸洗、烘干、打磨刮削处理。
以下,将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解,这些描述只是示例性的,而并非要限制本公开的范围。此外,在以下说明中,省略了对公知结构和技术的描述,以避免不必要地混淆本公开的概念。
在附图中示出了与本公开实施例相关的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的,其中为了清楚表达的目的,放大了某些细节,并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的,实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差。描述使用的术语“底部”、“在……下方”、和“下方”是相对于装置部件的相对位置。但是本领域技术人员应当理解,可以通过各种技术手段,来形成所需形状的层、区域等。另外,为了形成同一结构,本领域技术人员还可以设计出与以上描述的方法并不完全相同的方法。
实施例1
本发明的一个具体实施例,公开了一种增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的真空电子束焊接方法,焊接对象是2mm厚增材制造成形γ-TiAl金属间化合物工件,参考附图2所示,接头结构形式为对接形式,具体参考图1;
1)对γ-TiAl金属间化合物工件进行除油、酸洗、烘干、打磨刮削处理;
2)装配,将γ-TiAl金属间化合物工件固定牢固,保证焊缝的最大对接间隙不大于0.15mm,阶差不大于10%母材厚度;工件底部放置TA15隔热板;
3)将装配好的γ-TiAl金属间化合物工件放入真空室中并抽真空,真空室的真空度在2×10-2Pa;
4)当真空度满足要求后,调用NC程序,使用较小的电子束流(2~4mA)对焊缝轨迹进行示教。示教过程保证电子束束斑始终处于焊缝中间的位置;
5)沿焊缝对工件进行均匀预热。预热参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+0.03A,电子束流3mA,焊接速度1000mm/min,预热次数12次;
6)沿焊缝对工件进行均匀定位焊,定位焊的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+0.03A,电子束流12mA,焊接速度1000mm/min;沿着待焊接工件的对接接头均匀进行定位焊,每段焊缝的长度为23mm;
7)对工件进行正式焊接,正式焊接的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流,电子束流18mA,焊接速度1000mm/min;
8)对焊缝进行修饰焊接,焊缝表面饰焊接的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+0.04A,电子束流10mA,焊接速度1000mm/min;
9)在真空环境中冷却,冷却后进行焊接后清理。
利用上述焊接方法得到的对接焊缝表面平整。如图3所示,焊缝质量较好,无未焊透、裂纹、夹杂物等缺陷。焊缝质量符合GJB1718A-2005标准I级焊缝要求。接头极限抗拉强度达到477~490MPa,断后延伸率为0.3%~0.5%。
实施例2
本发明的一个具体实施例,公开了一种增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的真空电子束焊接方法,焊接对象是3mm厚增材制造成形γ-TiAl金属间化合物工件;
1)焊前清理,对γ-TiAl金属间化合物工件进行除油、酸洗、烘干、打磨刮削处理;
2)装配,将γ-TiAl金属间化合物工件固定牢固,保证焊缝的最大对接间隙不大于0.15mm,阶差不大于10%母材厚度;工件底部放置TA15隔热板;
3)将装配好的γ-TiAl金属间化合物工件放入真空室中并抽真空,真空室的真空度在2×10-2Pa;
4)当真空度满足要求后,调用NC程序,使用较小的电子束流(2~4mA)对焊缝轨迹进行示教。示教过程保证电子束束斑始终处于焊缝中间的位置;
5)沿焊缝对工件进行均匀预热。预热参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+0.05A,电子束流8mA,焊接速度1000mm/min,预热次数18次;
6)沿焊缝对工件进行均匀定位焊,定位焊的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+0.01A,电子束流15mA,焊接速度1000mm/min;沿着待焊接工件的对接接头均匀进行定位焊,每段焊缝的长度为24mm;
7)对工件进行正式焊接,正式焊接的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流,电子束流40mA,焊接速度1000mm/min;
8)对焊缝进行修饰焊接,焊缝表面饰焊接的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+0.02A,电子束流15mA,焊接速度1000mm/min;
9)在真空环境中冷却,冷却后进行焊接后清理。
利用上述焊接方法得到的对接焊缝表面平整,焊缝质量较好,无未焊透、裂纹、夹杂物等缺陷,如图4所示。焊缝质量符合GJB1718A-2005标准I级焊缝要求。接头极限抗拉强度达到482~496MPa,断后延伸率为0.3%~0.5%。
以上对本公开的实施例进行了描述。但是,这些实施例仅仅是为了说明的目的,而并非为了限制本公开的范围。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围,本领域技术人员可以做出多种替代和修改,这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。
Claims (7)
1.一种增材制造成形γ-TiAl金属间化合物的真空电子束焊接方法,其特征在于,包括:
步骤1、将待焊接工件的对接接头固定,并将所述对接接头置于真空环境中,在所述接头下方放置隔热板,所述对接接头的厚度为2~3mm;
步骤2、采用电子束对所述待焊接工件的对接接头进行预热;所述预热的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+(0.03~0.05)A,电子束流2~8mA,焊接速度1000mm/min;
步骤3、采用电子束对所述待焊接工件的对接接头进行定位焊;所述定位焊的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+(0.01~0.03)A,电子束流12~15mA,焊接速度1000mm/min;
步骤4、采用电子束对所述对接接头进行正式焊接,所述正式焊接的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流,电子束流18~40mA,焊接速度1000mm/min;
步骤5、采用电子束对所述对接接头进行修饰焊接,所述修饰焊接的参数为:加速电压50kV,表面聚焦电流+(0.02~0.04)A,电子束流10~15mA,焊接速度1000mm/min;
步骤6、在真空环境中冷却;
其中,所述表面聚焦电流为束斑焦点在工件正表面时电子束流对应的电流;
所述步骤1中,所述真空环境的真空度为2×10-2Pa,所述隔热板为TA15合金材料,隔热板厚度在3~5mm之间;
所述步骤2中,对接接头预热次数12~18次;
所述步骤4中,对接接头厚度满足下述公式:
y=22x-26
其中,x表征对接接头的厚度,取值范围为[2mm,3mm],y表征正式焊接的电子束流,取值范围为[18mA,40mA];
所述对接接头的抗拉强度在477-496MPa之间,延伸率在0.3%-0.5%之间。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1中,γ-TiAl金属间化合物工件名义成分为Ti-48Al-2Cr-2Nb。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1中,γ-TiAl金属间化合物工件采用电子束选区熔化增材制造成形。
4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述电子束选区熔化增材制造成形的工艺条件包括:粉末粒度为50~150μm,功率为3kW,扫描速度4000-5000mm/s,预热温度1000-1100℃,铺粉层厚0.5-0.6mm。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述步骤1中,对接接头固定时,装配阶差应不大于待焊接工件厚度的10%。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述步骤1中,装配最大间隙不超过0.15mm。
7.根据权利要求1至6任一项所述的方法,其特征在于,所述步骤3中,沿着待焊接工件的对接接头,定位焊接区域均匀分布,每个所述定位焊接区域对应的焊缝长度为20-25mm。
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