CN117733470A - 一种轻合金铸件缺陷修复方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种轻合金铸件缺陷修复方法，包括：对轻合金铸件进行熔丝增材修补缺陷；对轻合金铸件已进行熔丝增材修补的处理区域进行搅拌摩擦固相修复。其中，对轻合金铸件已进行熔丝增材修补的处理区域进行搅拌摩擦固相修复包括，采用回抽式搅拌摩擦焊对处理区域进行固相修复。该修复方法首先采用熔丝增材对轻合金铸件的缺陷位置进行填充修复，然后再采用搅拌摩擦固相修复，从而可以有效消除熔化焊缝位置可能存在的气孔、裂纹等缺陷，改善焊缝成形，提高焊缝力学性能，并且搅拌摩擦固相修复过程无熔池，其热影响区小，能克服传统缺陷修复方法带来的二次缺陷。
Description
技术领域
本申请涉及铸件缺陷修复技术领域，尤其涉及一种轻合金铸件缺陷修复方法。
背景技术
轻合金铸件在铸造过程中，容易出现气孔、裂纹或毛刺等铸造缺陷。
然而，现在缺少一种能够有效修复轻合金铸件缺陷，并确保修复质量的方法。
发明内容
本申请实施例提供了一种轻合金铸件缺陷修复方法，用以解决轻合金铸件在铸造过程中产生的铸造缺陷的问题。
本申请实施例提供了一种轻合金铸件缺陷修复方法，包括：
对轻合金铸件进行熔丝增材修补缺陷；
对轻合金铸件已进行熔丝增材修补的处理区域进行搅拌摩擦固相修复，包括，采用回抽式搅拌摩擦焊对处理区域进行固相修复。
在一种可行的实现方式中，对轻合金铸件已进行熔丝增材修补的处理区域进行搅拌摩擦固相修复，包括：
根据轻合金铸件的材质、壁厚设计搅拌摩擦固相修复工艺；
对轻合金铸件搅拌摩擦固相修复的区域进行打磨处理以及无损检验。
在一种可行的实现方式中，对轻合金铸件进行熔丝增材修补，包括：
对轻合金铸件预处理；
对预处理后的轻合金铸件进行熔丝增材修补缺陷；
对熔丝增材后的轻合金铸件进行清理。
在一种可行的实现方式中，对轻合金铸件预处理，包括：
准备与轻合金铸件相同材质的合金棒；
对轻合金铸件的缺陷区域进行清理；
根据轻合金铸件缺陷区域的厚度制备坡口；
对缺陷区域进行预热处理。
在一种可行的实现方式中，对轻合金铸件的缺陷区域进行清理，包括：
采用化学清洗、机械铣削或机械刮削的方式对缺陷区域进行清理。
在一种可行的实现方式中，坡口的长度小于或等于沿坡度方向轻合金铸件尺寸的1/3，且小于或等于100mm。
在一种可行的实现方式中，预热处理的温度小于或等于150℃，保温时间小于或等于2h。
在一种可行的实现方式中，对预处理后的轻合金铸件进行熔丝增材修补缺陷，包括：
采用钨极氩弧焊、熔化极惰性气体保护或电子束焊进行熔丝增材修补缺陷。
在一种可行的实现方式中，采用回抽式搅拌摩擦焊对处理区域进行固相修复，包括：
采用搅拌针和搅拌轴肩对轻合金铸件进行单道次、多道次固相修复。
在一种可行的实现方式中，固相修复后的修复区域为矩形。
本申请实施例提供了一种轻合金铸件缺陷修复方法，包括：对轻合金铸件进行熔丝增材修补缺陷；对轻合金铸件已进行熔丝增材修补的处理区域进行搅拌摩擦固相修复。其中，对轻合金铸件已进行熔丝增材修补的处理区域进行搅拌摩擦固相修复包括，采用回抽式搅拌摩擦焊对处理区域进行固相修复。该修复方法首先采用熔丝增材对轻合金铸件的缺陷位置进行填充修复，然后再采用搅拌摩擦固相修复，从而可以有效消除熔化焊缝位置可能存在的气孔、裂纹等缺陷，改善焊缝成形，提高焊缝力学性能，并且搅拌摩擦固相修复过程无熔池，其热影响区小，能克服传统缺陷修复方法带来的二次缺陷。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1是本申请一实施例的一种轻合金铸件缺陷修复方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
轻合金铸件在铸造过程中，容易出现气孔、裂纹或毛刺等铸造缺陷。
然而，现在缺少一种能够有效修复轻合金铸件缺陷，并确保修复质量的方法。
为了解决上述问题，本申请实施例提供了一种轻合金铸件缺陷修复方法，以下将结合说明书附图对本申请实施例提供的方案进行详细说明。
图1是本申请一实施例的一种轻合金铸件缺陷修复方法的流程示意图。
参照图1所示，本申请实施例提供了一种轻合金铸件缺陷修复方法，包括：
S100：对轻合金铸件进行熔丝增材修补缺陷。
示例性的，对轻合金铸件进行熔丝增材修补缺陷，包括对轻合金铸件预处理；对预处理后的轻合金铸件进行熔丝增材修补缺陷；对熔丝增材后的轻合金铸件进行清理。
对轻合金铸件预处理又包括，准备与轻合金铸件相同材质的合金棒，作为补材；然后采用化学清洗、机械铣削或机械刮削的方式对轻合金铸件的缺陷区域进行清理。例如，采用砂纸和钢丝刷打磨缺陷及其附近区域表面，直至露出金属光泽，用丙酮去除油污。清理的区域应为缺陷周围直径至少20mm的范围。
待清洗完成后，利用角向磨削机根据缺陷区域的壁厚制备坡口。示例性的，该坡口可为单面长条形坡口、双面长条形坡口或者球面坡口。其中，所开长条状坡口的长度小于或等于沿坡度方向轻合金铸件尺寸的1/3，且小于或等于100mm。
待在该轻合金铸件的缺陷区域制备完坡口后，需对缺陷区域进行预热处理。可根据轻合金铸件材料、待处理缺陷区域的壁厚及所处的加工阶段，采用局部预热或整件预热方法，对轻合金铸件进行预热。示例性的，对于不能进行热处理强化的某些轻合金铸件，预热处理的温度小于或等于150℃，保温时间小于或等于2h。对于等进行热处理强化的某些轻合金铸件，预热温度不得超过其时效温度，保温时间不超过2h，或其他产品配套预热要求。
待预热完成后，采用钨极氩弧焊、熔化极惰性气体保护或电子束焊利用补材对轻合金铸件进行熔丝增材修补缺陷。最后，使用砂纸和钢丝刷对已补焊的缺陷区域进行打磨，直至表面平整、露出金属光泽，去除飞溅。清理焊缝周围氧化物、焊渣等多余物，打磨部位需与轻合金铸件母材圆滑过渡。
S200：对轻合金铸件已进行熔丝增材修补的处理区域进行搅拌摩擦固相修复。
首先，根据轻合金铸件的材质、壁厚设计搅拌摩擦固相修复工艺。例如，根据轻合金铸件的材质、缺陷区域的壁厚选择对应的搅拌轴肩、搅拌针规格、修复道次并设置程序。
然后，采用回抽式搅拌摩擦焊对已进行熔丝增材修补的处理区域进行固相修复。采用回抽式搅拌摩擦焊对已进行熔丝增材处理的缺陷区域进行固相修复。搅拌针及搅拌轴肩沿熔丝增材处理的方向进行修复，对缺陷区域修复完成后，搅拌轴肩及搅拌针进入回抽道次，缓慢回抽，确保不留匙孔。示例性的，回抽式搅拌摩擦焊固相修复区域为矩形，焊接过程中飞边厚度均匀，设置参数为0.5mm-1mm。
然后，对轻合金铸件搅拌摩擦固相修复的区域进行打磨处理以及无损检验。例如，采用角向磨削机、砂纸对轻合金铸件搅拌摩擦固相修复的区域进行打磨处理并进行清理。该轻合金铸件表面打磨去除量不得超过表面加工余量，搅拌针表面通过在同材质内进行反向旋转清除多余金属残留物。最后，再采用无损检测方法对已修复的缺陷区域进行探伤，观察内部质量。示例性的，可采用X射线检测和荧光检测方法进行检测。
可以理解的是，该修复方法的处理过程中，设备自动化程度高，可批量处理铸件缺陷，能显著细化轻合金铸件的晶粒，实现补焊缺陷部位的强化，提高轻合金铸件的力学性能。
为了更好地对本申请实施例提供的方案进行说明，以下提供一种具体实施例。
对ZM5旋转体进行铸造缺陷修复。
实施例1
(1)补材的制备：采用同种ZM5材料作为填充材料进行ZM5旋转体铸件修复准备。
(2)对轻合金铸件的缺陷区域进行清理：用砂纸和钢丝刷打磨缺陷及其附近区域表面，直至露出金属光泽，并用丙酮去除油污。
(3)开坡口：用角向磨削机在铸件缺陷处，制备单面长条形坡口，长度40mm，坡口角度为70°，深度为8mm，表面光滑，露出金属光泽。
(4)预热：采用整件预热方法，对铸件进行预热，烘箱预热温度为150℃，保温时间为2h。
(5)熔焊：采用手工钨极氩弧焊(TIG焊)对铸件已清理的缺陷部位进行补焊，填充补材。
(6)清理：用砂纸和钢丝刷对缺陷补焊位置进行打磨，直至表面平整、露出金属光泽，去除飞溅等。
(7)搅拌摩擦固相修复准备：选用搅拌针及其搅拌固相修复参数为：H10+S600+F50，搅拌针长10mm，转速600r，行程速度50mm/min。
(8)进行回抽式多道次搅拌摩擦固相修复。
采用回抽式搅拌摩擦焊对已进行熔丝增材处理的缺陷区域进行固相修复，搅拌针及搅拌轴肩沿熔丝增材处理的方向进行修复，搅拌固相修复区域为75*40，焊道间距8，道次数为5，回抽道次1，回抽距离100mm。
(9)表面打磨：用角向磨削机、砂纸对搅拌摩擦固相修复区域进行清理。
(10)无损检验：采用无损检测方法对铸件搅拌摩擦固相修复区域进行探伤，观察内部质量，确保修复质量。
容易理解的是，本领域技术人员在本申请提供的几个实施例的基础上，可以对本申请的实施例进行结合、拆分、重组等得到其他实施例，这些实施例均没有超出本申请的保护范围。
以上的具体实施方式，对本申请实施例的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本申请实施例的具体实施方式而已，并不用于限定本申请实施例的保护范围，凡在本申请实施例的技术方案的基础之上，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本申请实施例的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种轻合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，包括：
对所述轻合金铸件进行熔丝增材修补缺陷；
对所述轻合金铸件已进行熔丝增材修补的处理区域进行搅拌摩擦固相修复，包括，采用回抽式搅拌摩擦焊对所述处理区域进行固相修复。
2.根据权利要求1所述的轻合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，所述对所述轻合金铸件已进行熔丝增材修补的处理区域进行搅拌摩擦固相修复，包括：
根据所述轻合金铸件的材质、壁厚设计搅拌摩擦固相修复工艺；
对所述轻合金铸件搅拌摩擦固相修复的区域进行打磨处理以及无损检验。
3.根据权利要求1所述的轻合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，所述对所述轻合金铸件进行熔丝增材修补，包括：
对所述轻合金铸件预处理；
对预处理后的所述轻合金铸件进行熔丝增材修补缺陷；
对熔丝增材后的轻合金铸件进行清理。
4.根据权利要求3所述的轻合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，所述对所述轻合金铸件预处理，包括：
准备与所述轻合金铸件相同材质的合金棒；
对所述轻合金铸件的缺陷区域进行清理；
根据所述轻合金铸件缺陷区域的厚度制备坡口；
对所述缺陷区域进行预热处理。
5.根据权利要求4所述的轻合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，所述对所述轻合金铸件的缺陷区域进行清理，包括：
采用化学清洗、机械铣削或机械刮削的方式对所述缺陷区域进行清理。
6.根据权利要求4所述的轻合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，所述坡口的长度小于或等于沿坡度方向轻合金铸件尺寸的1/3，且小于或等于100mm。
7.根据权利要求4所述的轻合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，所述预热处理的温度小于或等于150℃，保温时间小于或等于2h。
8.根据权利要求3所述的轻合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，所述对预处理后的所述轻合金铸件进行熔丝增材修补缺陷，包括：
采用钨极氩弧焊、熔化极惰性气体保护或电子束焊进行熔丝增材修补缺陷。
9.根据权利要求1-8任一项所述的轻合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，所述采用回抽式搅拌摩擦焊对所述处理区域进行固相修复，包括：
采用搅拌针和搅拌轴肩对所述轻合金铸件进行单道次、多道次固相修复。
10.根据权利要求9所述的轻合金铸件缺陷修复方法，其特征在于，所述固相修复后的修复区域为矩形。
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