【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于焊接，具体涉及镁合金铸造缺陷激光+tig+搅拌摩擦焊多重复合修复实验方法。
技术介绍
1、镁合金作为目前已知最轻的金属结构材料，由于具有较高的比强度、比刚度，以及优异的减震性、机加工性，良好的电磁屏蔽性和易于回收利用等特点，已经被广泛应用于3c电子、航空航天、交通运输、石化工业、船舶制造等诸多领域。特别是在导弹武器装备舱体结构件领域，高性能镁合金材料有着巨大的比较优势，已经逐渐成为舱体等结构件上主要的工程结构材料。镁合金虽然具有诸多优异性能，应用领域不断扩大，需求量逐年递增，但由于镁材料的特殊性质，在工程应用中带来不可避免的问题，严重限制其应用发展。其中之一就是铸造缺陷问题，这是由于镁的化学活性高，在熔炼过程中容易被氧化和燃烧，凝固成型过程中容易出现疏松、偏析、气孔、夹杂、冷隔等缺陷，这些缺陷会严重影响铸件质量，降低铸件力学性能，还有可能成为裂纹源，导致铸件在使用中发生断裂，尤其在航空航天领域，许多重要结构件、承载件均采用大型铸造镁合金铸件，如航天器舱体部件、直升机机匣等，虽然获得了很好的减重效果，但此类铸件结构复杂，存在异性曲面、内腔结构、壁厚突变等情况，进一步降低了铸造镁合金的一次合格率。面对当前铸造镁合金合格率较低的情况，除了在铸造过程中采取工艺措施和加强过程控制外，对铸件缺陷的修复无疑是非常重要的质量保证措施。一般而言，铸造缺陷可以归结为点状类铸造缺陷和体积类铸造缺陷两大类，其中以体积类铸造缺陷较为常见，且修复难度也远远大于点状类铸造缺陷，故亟需寻找出体积类铸造缺陷修复的方法。
2、目前，针对镁
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术旨在提供镁合金铸造缺陷激光+tig+搅拌摩擦焊多重复合修复实验方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种镁合金铸造缺陷激光+tig+搅拌摩擦焊多重复合修复实验方法，包括以下步骤，
3、步骤1:在镁合金试件上开凿沟形糟模拟体积缺陷；
4、步骤2：模拟真实镁合金铸件产品上体积类缺陷的修复，保持激光与电弧及焊丝端头三者重合，先用角磨机对镁合金试件表面进行打磨以清除氧化膜，再用酒精清洗，然后进行单激光+tig复合焊平板堆焊试验，采用氩气对修复区域进行保护，实验出合适的焊接修复工艺参数范围；
5、步骤3：开展单激光+tig复合焊镁合金平板试件堆焊正交试验，保持激光与电弧及焊丝端头三者重合，选取激光功率、送丝速度、焊接速度三个因素开展三因素三水平进行正交试验，固定其它参数，分析了不同因素对熔深、熔宽及余高的影响，经过对堆焊焊缝的综合评价，确定出最佳的焊接工艺参数；
6、步骤4：采用步骤3试验出的最佳参数对试验件进行单激光+tig复合焊接对缺陷区域进行修复；
7、步骤5：利用搅拌摩擦焊技术对修复区域进行应力均匀化处理，利用六连杆式搅拌摩擦焊设备，采用带短针的搅拌工具，对经过激光+tig复合修复后的试件进行应力均匀化处理，搅拌摩擦焊技术处理后的试件应力下降90％。
8、优选的，所述步骤2的焊接修复工艺参数范围：激光功率为1000w～1500w，送丝速度为2.5～3.5m/min，焊接速度为0.4～0.8m/min，其它参数为：离焦量为+10mm，保护气流量为20l/min，激光偏转角度为10°，钨极直径为2mm，焊丝直径为2mm，焊接电流为80a～100a。
9、优选的，所述步骤3的最佳工艺参数为：激光功率为1200w，送丝速度为3.0m/min，焊接速度为0.8m/min，其它参数为：离焦量为+10mm，保护气流量为20l/min，激光偏转角度为10°，钨极直径为2mm，焊丝直径为2mm。
10、优选的，所述步骤4的搅拌摩擦焊修复工艺参数范围为：搅拌头旋转速度为200r/min～300r/min，焊接速度为30mm/min～50mm/min，压入深度为0.05mm～0.10mm，前倾角2°～2.5°。
11、优选的，所述步骤1的试件包括但不限于平板、弧形板。
12、优选的，所述步骤2的氩气为高纯氩气，其纯度≥99.999％。
13、优选的，所述步骤4的短针长为0.5mm。
14、与现有技术相比，本专利技术具有以下优势：
15、1)采用激光焊接对镁合金铸造缺陷的修复，由于激光焊接具有能量集中、低热输入、对基体损伤小、焊接速度快、焊接热影响区小及焊接变形小等优点，可较好地克服传统的熔焊修复工艺如气焊和tig等热输入大而产生较大的热影响区、合金元素烧损严重、残余应力较大及效率低、合格率低、质量不稳定等缺点。
16、2)采用单激光+tig复合焊对镁合金铸造缺陷的修复，利用填丝可方便地对体积类缺陷进行修复，添加tig电弧可显著降低镁合金对激光的反射比，大大提高了激光的吸收率，同时激光也有稳定tig电弧的作用，可保证修复时焊接过程的稳定性，减少合金元素的烧损，防止产生裂纹、气孔等缺陷，提高修复质量。
17、3)采用自主设计带短针搅拌工具，留有的短针可以在修复中起导向作用，根据激光+tig复合焊接修复区的特定形状，设计出带短针的搅拌工具，再利用六连杆式搅拌摩擦焊技术对激光+tig复合焊接修复区域进行应力均匀化处理，可降低激光+tig复合焊接修复区应力集中，改善修复区域内在组织，使原内部铸造过程中产生的疏松区变得密实，消除密级微小气孔群，使应力均匀化或减小或消除或变为压应力，并且可以对三维空间曲线、曲面及变截面区域进行应力均匀化处理，避免由于激光+tig复合焊接修复时热应力过大而导致产生裂纹等二次缺陷。
18、4)采用人为在镁合金板材试件上开凿体积类缺陷后再进行激光+tig+搅拌摩擦焊三重复合修复，除了节约成本以外，还对真实的镁合金铸造结构件的缺陷修复提供了很强的理论依据和工程实践指导意义，其摸索的修复工艺参数甚至可直接应本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种镁合金铸造缺陷激光+TIG+搅拌摩擦焊多重复合修复实验方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的镁合金铸造缺陷激光+TIG+搅拌摩擦焊多重复合修复实验方法，其特征在于：所述步骤2的焊接修复工艺参数范围：激光功率为1000W～1500W，送丝速度为2.5～3.5m/min，焊接速度为0.4～0.8m/min，其它参数为：离焦量为+10mm，保护气流量为20L/min，激光偏转角度为10°，钨极直径为2mm，焊丝直径为2mm，焊接电流为80A～100A。
3.根据权利要求1所述的镁合金铸造缺陷激光+TIG+搅拌摩擦焊多重复合修复实验方法，其特征在于：所述步骤3的最佳工艺参数为：激光功率为1200w，送丝速度为3.0m/min，焊接速度为0.8m/min，其它参数为：离焦量为+10mm，保护气流量为20L/min，激光偏转角度为10°，钨极直径为2mm，焊丝直径为2mm。
4.根据权利要求1所述的镁合金铸造缺陷激光+TIG+搅拌摩擦焊多重复合修复实验方法，其特征在于：所述步骤4的搅拌摩擦焊修复工艺参数范围为：搅拌头旋转速度为2
5.根据权利要求1所述的镁合金铸造缺陷激光+TIG+搅拌摩擦焊多重复合修复实验方法，其特征在于：所述步骤1的试件包括但不限于平板、弧形板。
6.根据权利要求1所述的镁合金铸造缺陷激光+TIG+搅拌摩擦焊多重复合修复实验方法，其特征在于：所述步骤2的氩气为高纯氩气，其纯度≥99.999％。
7.根据权利要求1所述的镁合金铸造缺陷激光+TIG+搅拌摩擦焊多重复合修复实验方法，其特征在于：所述步骤4的短针长为0.5mm。
...【技术特征摘要】
1.一种镁合金铸造缺陷激光+tig+搅拌摩擦焊多重复合修复实验方法，其特征在于：包括以下步骤，
2.根据权利要求1所述的镁合金铸造缺陷激光+tig+搅拌摩擦焊多重复合修复实验方法，其特征在于：所述步骤2的焊接修复工艺参数范围：激光功率为1000w～1500w，送丝速度为2.5～3.5m/min，焊接速度为0.4～0.8m/min，其它参数为：离焦量为+10mm，保护气流量为20l/min，激光偏转角度为10°，钨极直径为2mm，焊丝直径为2mm，焊接电流为80a～100a。
3.根据权利要求1所述的镁合金铸造缺陷激光+tig+搅拌摩擦焊多重复合修复实验方法，其特征在于：所述步骤3的最佳工艺参数为：激光功率为1200w，送丝速度为3.0m/min，焊接速度为0.8m/min，其它参数为：离焦量为+10mm，保护气流量为20l/min，激光偏转角度为10°，钨极直径...
【专利技术属性】
技术研发人员：张书权，周之贵，张伟，马文融，戈军委，王聂龙，符书豪，王超，
申请(专利权)人：贵州航天天马机电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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