一种多孔薄壁腔体构件及激光焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种多孔薄壁腔体构件及激光焊接方法。确定装置包括：激光焊接方法包括：在所述多孔薄壁腔体构件的待焊接位置上涂覆焊接冷却剂；将待焊接的多孔薄壁腔体构件的待焊接位置合并在一起；向待焊接的多孔薄壁腔体构件内的空腔内通入保护气；启动激光焊接机进行焊接。本发明专利技术的激光焊接方法施加多孔薄壁腔体构件上运用对流冷却、冲击冷却以及气膜冷却原理降低激光焊接时热量集聚，有利于快速降低多孔薄壁腔体构件待焊接部位的温度，从而可以降低因温度升高导致焊接出现裂纹的情况，大大提高了激光焊接的质量和效果。

A kind of porous thin wall cavity component and laser welding method

【技术实现步骤摘要】
一种多孔薄壁腔体构件及激光焊接方法
本专利技术涉及多孔薄壁腔体构件的激光焊接
，特别是涉及一种多孔薄壁腔体构件及其的激光焊接方法。
技术介绍
多孔薄壁的腔体结构多用于发动机的燃烧室、尾喷管等高温部件，其材料多为高温钛合金材料。例如在发动机中，燃烧室或者尾喷管系统的工作温度越来越高，需要高冷却效率的结构实现结构件壁面温度的控制。目前这种多孔薄壁腔体结构的构件制造流程一般采用超塑或热成型进行型面的成型，采用电解照相或机械方式加工出通气孔，采用激光焊接方式进行组件拼接。受制于材料焊接性的问题，高温合金的多孔薄壁腔体其内部合金元素较多，板材经过高温轧制后，表面极易出现富氧层，焊接时容易出现合金元素偏析，对于焊缝内部气孔的控制以及焊接裂纹的产生都有不利影响。目前以钛合金为代表的高温合金朝着高温、高强度方向的发展，其合金组成元素较为复杂，除了主要组成部分外，还含有Cr、W、Mo、Fe等合金元素，其合金组元复杂，溶解度有限的元素与Ni、Co、Fe作用容易于在晶界形成低熔物质。这些低熔物质在晶界形成所谓的“液态薄膜”，在焊缝金属结晶的过程中，由于收缩而受到拉伸应力，这时焊缝中的液态薄膜就成了薄膜地带。在拉伸应力的作用下就有可能在这个薄膜地带开裂而形成结晶裂纹。激光焊接时焊缝容易开裂，焊接工艺稳定性较差。此外，此类多孔薄壁腔体结构件激光焊接时，由于其基体上布满孔洞结构强度下降很多，此类工件激光焊接时，焊接变形极大给后续的热处理校形工艺带来很大困扰。鉴于此，如何提供一种适用于高温环境的多孔薄壁腔体构件及解决多孔薄壁腔体构件焊接结构强度下降、易变形的激光焊接方法是本领域技术人员需要解决的技术难题。
技术实现思路
(1)要解决的技术问题本专利技术实施例第一方面提供了一种多孔薄壁腔体构件。包括:上盖板和下盖板，本专利技术实施例的多孔薄壁腔体构件更加适用于高温环境中使用。本专利技术实施例第二方面提供了一种多孔薄壁腔体构件的激光焊接方法。通过向在多孔薄壁腔体构件的待焊接位置上涂覆焊接冷却剂；将待焊接的多孔薄壁腔体构件的待焊接位置合并在一起；向待焊接的多孔薄壁腔体构件内的空腔内通入保护气；最后，启动激光焊接机进行焊接等方式，从而降低多孔薄壁腔体构件激光焊接时变形量。(2)技术方案本专利技术的实施例第一方面提出了一种多孔薄壁腔体构件，包括:上盖板和下盖板，在所述上盖板和所述下盖板的中间形成空腔，所述上盖板和所述下盖板沿宽度方向的两端分别固接在一起；且所述上盖板和所述下盖板上均匀设有通气孔。进一步地，所述上盖板为平面板状结构。进一步地，所述下盖板包括：第一连接板、第一过渡板、中间板、第二过渡板和第二连接板，所述第一过渡板和所述第二过渡板沿宽度方向的一端分别与所述中间板沿宽度方向的一端相连；所述第一过渡板沿宽度方向的另一端与所述第一连接板沿宽度方向的一端相连，所述第二过渡板沿宽度方向的另一端与所述第二连接板沿宽度方向的另一端相连；所述第一连接板和所述第二连接板的一面与所述上盖板的一面固接在一起。进一步地，所述中间板与所述上盖板平行设置，且所述第一连接板和所述第二连接板沿宽度方向的一端分别与所述上盖板沿宽度方向的一端齐平。进一步地，所述通气孔的直径为0.5-2mn，相邻所述通气孔的距离为2-20mm。本专利技术的实施例第二方面，提供了一种激光焊接方法，应用在本专利技术实施例第一方面任一项所述的多孔薄壁腔体构件上，包括:在所述多孔薄壁腔体构件的待焊接位置上涂覆焊接冷却剂；将待焊接的多孔薄壁腔体构件的待焊接位置合并在一起；向待焊接的多孔薄壁腔体构件内的空腔内通入保护气；启动激光焊接机进行焊接。进一步地，所述焊接冷却剂包括BaF2、La203、Cr2O3，且BaF2、La203、Cr2O3的质量比为2：1：1。进一步地，所述焊接冷却剂的制备方法包括:按照质量比取BaF2、La203、Cr2O3研磨成粉末后与5-15倍质量的乙醇混合，均匀搅拌成悬浮液。进一步地，所述激光焊接方法还包括在涂覆焊接冷却剂前打磨掉待焊接位置的氧化层。进一步地，所述焊接冷却剂的涂覆厚度为20-100mm。(3)有益效果综上所述，本专利技术的多孔薄壁腔体构件通过对流冷却、冲击冷却以及气膜冷却原理降低激光焊接时热量集聚在多孔薄壁腔体构件上，有利于降低多孔薄壁腔体构件待焊接部位的温度，同样条件下能更好地适用于高温环境中；除此之外，本专利技术的激光焊接方法施加在多孔薄壁腔体构件上运用对流冷却、冲击冷却以及气膜冷却原理降低激光焊接时热量集聚，有利于快速降低多孔薄壁腔体构件待焊接部位的温度，从而可以降低因温度升高导致焊接出现裂纹的情况，大大提高了激光焊接的质量和效果。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例第一方面一实施例的多孔薄壁腔体构件的结构示意图。图2是本专利技术实施例第二方面一实施例的多孔薄壁腔体构件激光焊接的结构示意图。图3是本专利技术实施例第二方面一实施焊接方法焊接后焊缝的X光以及金相检测结果示意图。图4是采用常规焊接方法焊接后焊缝的X光以及金相检测结果示意图。图中：上盖板1、下盖板2、第一连接板21、第一过渡板22、中间板23、第二过渡板24、第二连接板25、空腔3、通气孔4。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本专利技术的原理，但不能用来限制本专利技术的范围，即本专利技术不限于所描述的实施例，在不脱离本专利技术的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图1-附图4并结合实施例来详细说明本申请。参阅附图1所示，根据本专利技术实施例第一方面的一种多孔薄壁腔体构件，包括:上盖板1和下盖板2，在上盖板1和下盖板2的中间形成空腔3，上盖板1和下盖板2沿宽度方向的两端分别固接在一起；且上盖板1和下盖板2上均匀设有通气孔4。在本专利技术实施例中，由上盖板1和下盖板2组成的多孔薄壁腔体构件可广泛适用于适用于航空航天领域，如发动机的燃烧室、尾喷管等高温部件，其中上盖板1和下盖板2的中间形成空腔3有利于高温热量通过空腔3快速散去通过对流进行冷却，也可以在空腔3内输入温度较低的气体通过冲击冷却带走多孔薄壁腔体构件工作产生的热量；除此之外，而上盖板1和下盖板2上均匀设有通气孔4能进一步将上盖板1和下盖板2上的热量与周围环境形成对流，提高散热能力，从而使得本专利技术实施例的多孔薄壁腔体构件能更好地适用在高温环境中。具体的，参阅附图1所示，根据本专利技术实施例的一种多孔薄壁腔体构件中，上盖板1可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多孔薄壁腔体构件，其特征在于，包括:上盖板和下盖板，在所述上盖板和所述下盖板的中间形成空腔，所述上盖板和所述下盖板沿宽度方向的两端分别固接在一起；且所述上盖板和所述下盖板上均匀设有通气孔。/n

【技术特征摘要】
1.一种多孔薄壁腔体构件，其特征在于，包括:上盖板和下盖板，在所述上盖板和所述下盖板的中间形成空腔，所述上盖板和所述下盖板沿宽度方向的两端分别固接在一起；且所述上盖板和所述下盖板上均匀设有通气孔。


2.根据权利要求1所述的一种多孔薄壁腔体构件，其特征在于，所述上盖板为平面板状结构。


3.根据权利要求1或2所述的一种多孔薄壁腔体构件，其特征在于，所述下盖板包括：第一连接板、第一过渡板、中间板、第二过渡板和第二连接板，所述第一过渡板和所述第二过渡板沿宽度方向的一端分别与所述中间板沿宽度方向的一端相连；所述第一过渡板沿宽度方向的另一端与所述第一连接板沿宽度方向的一端相连，所述第二过渡板沿宽度方向的另一端与所述第二连接板沿宽度方向的另一端相连；所述第一连接板和所述第二连接板的一面与所述上盖板的一面固接在一起。


4.根据权利要求3所述的一种多孔薄壁腔体构件，其特征在于，所述中间板与所述上盖板平行设置，且所述第一连接板和所述第二连接板沿宽度方向的一端分别与所述上盖板沿宽度方向的一端齐平。


5.根据权利要求1所述的一种多孔薄壁腔体构件，其特征在于，所述通气孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王彬，曾元松，杨璟，马旭颐，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11