[发明专利]一种GH4141镍基高温合金真空电子束焊接方法

说明书

本发明公开一种GH4141镍基高温合金真空电子束焊接方法。解决了GH4141焊接过程中产生的裂纹问题，且焊接变形小。GH4141镍基高温合金，对搭接结构，无填充金属，真空电子束焊接工艺，双面焊缝。焊前对GH4141进行脱脂清洗，去除表面污染物。双面焊，共三次焊接完成。对接焊缝点固焊，搭接角焊缝熔化焊，对接焊缝熔化焊。充入经过滤的空气，进行冷却。焊接完成后，进行真空热处理，650℃保温4小时。热处理结束后进行X射线检验。焊道表面机加工，试件清洗，X射线检验。焊接效率高，成型均匀稳定，焊接变形小，无裂纹、气孔、未熔合等缺陷。

技术领域

本发明涉及电子束焊接工艺领域，具体为GH4141镍基高温合金真空电子束焊接工艺。

背景技术

GH4141为沉淀硬化型镍基变形高温合金，在高温阶段具有良好的抗拉强度、持久蠕变强度、抗氧化性等。由于其具有良好的高温性能，适用于航空航天领域应用广泛。在退火状态下具有良好的冷成型性能，焊接性良好，但焊接部件在热处理时容易产生裂纹。

传统的焊接工艺方法热量不集中，焊接效率低，零件变形大，焊道易氧化，容易产生焊接缺陷。航空航天领域对焊接质量要求高，尤其是此类高温条件下服役的零部件产品，焊接缺陷是成为产品失效的重要途径之一。真空电子束焊接工艺，零件处于真空状态下进行焊接，极大的减少了周围环境对焊道的污染，焊接金属纯度高；焊接参数调节精度高，产品质量稳定性及可重复性高，焊接过程极其稳定，对熔池的形状容易控制；由于其焊接环境为真空状态，因此零件的散热条件较传统焊接有较大区别；真空电子束焊接能量集中，焊接热影响区小，变形小，通常不开坡口一次焊接成型，减小层道间影响焊接质量的因素。

GH4141焊接裂纹目前研究较少，主要解决办法集中在焊后热处理工艺手段上，通过适当的热处理工艺，降低其产生裂纹的概率。热裂纹的产生，是由于应力和液态薄膜，因此，降低其应力水平，是解决焊接热裂纹的重要手段之一。

对于GH4141高温合金，采用真空电子束焊接方法，三次焊接完成，焊缝表面成型均匀，配合适当的焊后热处理参数，经X射线检查，无裂纹、气孔、未熔合等缺陷。

发明创造内容

本发明创造的目的是提出一种GH4141镍基高温合金真空电子束焊接方法，具有焊接变形小，焊缝成型均匀，无裂纹、气孔、未熔合的特点。

为达此目的，本发明采用的技术方案是：

一种GH4141镍基高温合金真空电子束焊接方法，焊接接头形式为不等厚板对搭接形式，且对接焊缝不开坡口，0-10°斜对接口；搭接宽度2-5mm，搭接厚度4-6mm；

采用三次焊接完成，分别为对接焊缝点固焊，搭接角焊缝熔化焊，对接焊缝熔化焊；

焊前对其进行脱脂清洗，去除表面油污；

对接焊缝点固焊采用工作距离1100mm，高压150KV，束流8mA，焊接速度900mm/min，聚焦电流2285mA，放大系数756，束流偏转函数形状为三角形，X方向摆动幅度0.4mm，Y方向摆动幅度0.4mm，函数摆动频率350HZ；

搭接角焊缝熔化焊采用工作距离500mm，高压150KV，束流24mA，焊接速度900mm/min，聚焦电流2515mA，放大系数1524，束流偏转函数形状为三角形，X方向摆动幅度0.8mm，Y方向摆动幅度0.8mm，函数摆动频率350HZ；

对接焊缝熔化焊采用工作距离1100mm，高压150KV，束流28mA，焊接速度900mm/min，聚焦电流2285mA，放大系数756，束流偏转函数形状为三角形，X方向摆动幅度0.4mm，Y方向摆动幅度0.4mm，函数摆动频率350HZ。

每次焊接完成后充入经过滤的空气，进行冷却。

试件焊接完成后，对其进行真空热处理，650℃保温4小时。