排气机匣组件氩弧焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种排气机匣组件氩弧焊接方法，包括以下步骤：将排气支承的待焊处进行机加工设置缓冲过渡段，使排气支承的待焊处壁厚：排气段外环的待焊处壁厚＝0.9～1.1：0.9～1.1。将排气支承和排气段外环装夹好后，采用钨极氩弧焊方法进行定位焊。在钨极直径3.2毫米、焊接电流80～95A、脉冲频率3.5Hz、脉冲宽度27％、焊接正面氩气流量30～50L/min、焊接背面氩气流量20～40L/min的条件下，对排气支承和排气段外环的待焊处进行连续焊接。上述排气机匣组件氩弧焊接方法，通过对焊接接头形式的改进及优化连续焊接条件，既能保证焊缝成形良好，又能避免出现焊接裂纹，解决了零件合格率低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及排气机匣组件焊接领域，特别地，涉及一种排气机匣组件氩弧焊接方法。
技术介绍
高温合金焊接时对焊接质量影响最大的冶金缺陷是焊接热裂纹。高温合金具有不同程度的焊接热裂纹敏感性，尤其是镍基铸造高温合金由于其化学成分复杂因而具有更高的裂纹敏感性，其化学成分、组织结构、冶金质量和焊件的拘束度、热处理状态、焊接工艺参数等对焊接热裂纹的形成有较大影响。参照图1，某型号航空发动机的排气机匣组件是由排气支承10和排气段外环20通过钨极氩弧焊焊接组合而成。其中排气支承10为K4169铸造高温合金材料精铸机匣，排气段外环20是GH4169高温合金板材冲压而成，现有的组件焊后进行X射线检验和荧光检验时，在焊接热影响区常常发现焊接裂纹，需反复补焊，零件合格率低。
技术实现思路
本专利技术提供了一种排气机匣组件氩弧焊接方法，以解决现有的焊接方法经常出现焊接裂纹，零件合格率低的技术问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供了一种排气机匣组件氩弧焊接方法，包括以下步骤：将排气支承的待焊处进行机加工设置缓冲过渡段，使排气支承的待焊处壁厚：排气段外环的待焊处壁厚＝(0.9～1.1)：(0.9～1.1)。将排气支承和排气段外环装夹好后，采用钨极氩弧焊方法进行定位焊。在钨极直径3.2毫米、焊接电流80～95A、脉冲频率3.5Hz、脉冲宽度27％、焊接正面氩气流量30～50L/min、焊接背面氩气流量20～40L/min的条件下，对排气支承和排气段外环的待焊处进行连续焊接。进一步地，在钨极直径3.2毫米、焊接电流85A、脉冲频率3.5Hz、脉冲宽度27％、焊接正面氩气流量30L/min、焊接背面氩气流量20L/min的条件下进行连续焊接。进一步地，不添加焊丝采用手工钨极氩弧焊方法进行定位焊，对称定位焊30～40点，定位焊点尺寸φ2mm，定位焊的条件为：焊接电流30A～40A，钨极直径2.0mm，喷嘴直径9mm，氩气流量6～8L/min。进一步地，定位焊的条件为：焊接电流35A，钨极直径2.0mm，喷嘴直径9mm，氩气流量7L/min。进一步地，排气支承的待焊处壁厚和排气段外环的待焊处壁厚相等。进一步地，将排气支承和排气段外环放置在焊接转台上，采用自动钨极氩弧焊方法进行连续焊接，并调整焊接转台，使得排气支承和排气段外环的待焊处平面与焊枪垂直，且焊枪钨针对正焊缝。连续焊接的速度为25cm·min-1，送丝速度为40cm·min-1。进一步地，缓冲过渡段的外边与排气支承的焊接端面的夹角为60°，缓冲过渡段的内边与排气支承的焊接端面的夹角为70°，外边的长度为1±0.2毫米。进一步地，调整焊接转台由水平位置转至与水平面呈96°的位置，使排气支承和排气段外环的待焊处平面与焊枪垂直。进一步地，在进行定位焊之前还包括清除排气支承和排气段外环的待焊处的氧化皮，并采用丙酮或无水乙醇进行擦拭。进一步地，在连续焊接之后还包括对排气机匣组件进行热处理，热处理的条件为：在570℃±10℃、保温2h～3h、通氩气风冷却至≤100℃出炉。本专利技术具有以下有益效果：上述排气机匣组件氩弧焊接方法，通过对焊接接头形式的改进，在排气支承上加工出缓冲过渡段，使排气支承和排气段外环在焊接处的壁厚相近，避免了应力集中，同时也使接头两侧受热更均匀，可防止产生未焊透缺陷。此外，也减少了排气支承侧的母材金属熔入焊缝中的比例，因此也降低了焊缝金属的裂纹敏感性。并且通过优化连续焊接条件，既能保证焊缝成形良好，又能避免出现焊接裂纹。上述排气机匣组件氩弧焊接方法，焊接质量好，可有效解决焊接裂纹，零件合格率低的问题。除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本专利技术还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本专利技术作进一步详细的说明。附图说明构成本申请的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是现有的排气机匣组件的焊接接头的结构示意图；图2是本专利技术优选实施例的排气机匣组件的焊接接头的结构示意图；图3是图2的I处局部放大图；图4是本专利技术优选实施例的排气机匣组件的待焊处的结构示意图；图5是图4的M处局部放大图；图6是本专利技术优选实施例排气机匣组件的轴线处于水平位置时焊缝熔宽的金相低倍照片；图7是本专利技术优选实施例排气机匣组件的轴线处于水平后向下旋转6°位置时焊缝熔宽的金相低倍照片。附图标记说明：100、排气支承；200、排气段外环；110、缓冲过渡段。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。参照图2和3，本专利技术的优选实施例提供了一种排气机匣组件氩弧焊接方法，包括以下步骤：将排气支承100的待焊处进行机加工设置缓冲过渡段110，使排气支承100的待焊处壁厚：排气段外环200的待焊处壁厚＝(0.9～1.1)：(0.9～1.1)。将排气支承100和排气段外环200装夹好后，采用钨极氩弧焊方法进行定位焊。在钨极直径3.2毫米、焊接电流80～95A、脉冲频率3.5Hz、脉冲宽度27％、焊接正面氩气流量30～50L/min、焊接背面氩气流量20～40L/min的条件下，对排气支承100和排气段外环200的待焊处进行连续焊接。现有的排气机匣组件待焊处的壁厚分别为2mm和0.8mm，两者相差2.5倍。组件焊后进行X射线检验和荧光检验时，在焊接热影响区常常发现焊接裂纹，需反复补焊，零件合格率低。通过对焊接接头形式的改进，在排气支承100上加工出缓冲过渡段110，缓冲过渡段110的排气支承100和排气段外环200在待焊处的壁厚基本一致，避免了应力集中，使焊接应力均匀分布，降低了焊接热裂纹敏感性；同时也使接头两侧受热更均匀，可防止产生未焊透缺陷。此外，也减少了排气支承100材料K4169在焊缝中的比例，即降低了碳、硼等杂质元素在焊缝中的含量，因此也降低了焊缝金属的裂纹敏感性。并且相比直流焊接，脉冲焊接有利于减小焊接热输入，提高焊缝成型质量。通过调整脉冲频率和脉冲宽度，有效控制了焊接热输入量，降低焊缝金属裂纹热敏感性。将排气机匣组件装入氩弧焊焊接夹具，可采用手工钨极氩弧焊方法进行定位焊。在定位焊完成后，对整个焊接接头进行连续焊接。焊接线能量对高温合金的焊接热裂纹敏感性有明显的影响，其热裂纹敏感性随焊接线能量的增大而增大。降低焊接线能量可有效降低焊接热裂纹敏感性。通过工艺研究发现，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气机匣组件氩弧焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：将排气支承(100)的待焊处进行机加工设置缓冲过渡段(110)，使所述排气支承(100)的待焊处壁厚：排气段外环(200)的待焊处壁厚＝(0.9～1.1)：(0.9～1.1)；将所述排气支承(100)和所述排气段外环(200)装夹好后，采用钨极氩弧焊方法进行定位焊；在钨极直径3.2毫米、焊接电流80～95A、脉冲频率3.5Hz、脉冲宽度27％、焊接正面氩气流量30～50L/min、焊接背面氩气流量20～40L/min的条件下，对所述排气支承(100)和所述排气段外环(200)的待焊处进行连续焊接。

【技术特征摘要】
1.一种排气机匣组件氩弧焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
将排气支承(100)的待焊处进行机加工设置缓冲过渡段(110)，使所述排气支承(100)
的待焊处壁厚：排气段外环(200)的待焊处壁厚＝(0.9～1.1)：(0.9～1.1)；
将所述排气支承(100)和所述排气段外环(200)装夹好后，采用钨极氩弧焊方法
进行定位焊；
在钨极直径3.2毫米、焊接电流80～95A、脉冲频率3.5Hz、脉冲宽度27％、焊接正
面氩气流量30～50L/min、焊接背面氩气流量20～40L/min的条件下，对所述排气支承(100)
和所述排气段外环(200)的待焊处进行连续焊接。
2.根据权利要求1所述的排气机匣组件氩弧焊接方法，其特征在于，在钨极直径3.2毫米、
焊接电流85A、脉冲频率3.5Hz、脉冲宽度27％、焊接正面氩气流量30L/min、焊接背面
氩气流量20L/min的条件下进行所述连续焊接。
3.根据权利要求1所述的排气机匣组件氩弧焊接方法，其特征在于，不添加焊丝采用手工
钨极氩弧焊方法进行定位焊，对称定位焊30～40点，定位焊点尺寸φ2mm，所述定位焊
的条件为：焊接电流30A～40A，钨极直径2.0mm，喷嘴直径9mm，氩气流量6～8L/min。
4.根据权利要求3所述的排气机匣组件氩弧焊接方法，其特征在于，所述定位焊的条件为：
焊接电流35A，钨极直径2.0mm，喷嘴直径9mm，氩气流量7L/min。
5.根据权利要求1所述的排气机匣组件氩弧焊接方法，其特征在于，所述排气支承(100)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：张明敏，吴家云，许静远，
申请(专利权)人：中国南方航空工业集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43