专利名称：金属部件钨惰性气体(tig)焊接法活性剂的应用的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属部件的焊接，特别涉及航空领域，而且特别涉及燃气涡轮发动 机领域金属部件的焊接。
背景技术：
TIG (钩惰性气体)焊接法可以通过电弧来焊接金属部〗牛。TIG焊接法是一种采用 不熔化电极的电弧焊接法。
如图1所示，电弧61是在焊枪60 (其电位为负)和第一金属部件l (其电位为正) 之间形成的。第一金属部件1与第二金属部件2相接触，两个部件彼此焊接在一起。 焊枪60靠近第一部件1，电位差产生电弧61。电弧所提供的能量使得金属部件l, 2的 温度升高，造成局部熔化并随着冷却而形成焊接。然而，当金属部件很厚时，热透 深度可能会不够充分，影响有效焊接。
如果厚度不均匀，焊接作业会引起焊缝质量变化，在较薄区域，焊接质量总体 良好，而相反，在较厚部位，则焊接质量较差。
为了改善较厚区域的焊接质量，可以增加电弧的功率。但是，在较薄区域适用
高功率的焊枪，有可能会弓胞部件变形，在戶脱部件上造成透热深度过大的;嫁。 结果造成变形的部件无法修理，最终必须淘汰。
为了焊接厚度不等的部件，可以提前在较厚区域进行倒角，这样，部件沿焊接 区域的厚度减小，取得一致。 一旦部件采用焊接电弧进行了焊接，在焊接部件上提 供物质，从而形成物质堆积，后者在倒角作业期间被清除。这个步骤称之为填充， 可以使得被焊接部件恢复到其倒角作业前的原始形式。
这种技术目前用来焊接涡轮喷气发动机中间壳体较厚的臂部，然而，焊接这种 金属部件的准备工作相当大，很花时间。此外，由于热应力，在填充作业期间，部 件很可能会变形。因此，采用这种焊接技术非常困难，不适合大规模的生产作业。
为了改善焊接热在部件内的熔深，从而使得较厚部件得到焊接，已知的方法是 〈OT—种活性电弧焊接方法，称之为ATIG (活性钩惰性气体焊接法)，其包括在拟焊 接部件上应用电弧之前涂覆一道熔深或活性焊接剂，所述焊接剂主要由氯化物和氟 化物组成。这种焊接剂会通过收縮而直接在电弧宽度上产生影响。在所应用能量相 同情况下，可以增加表面能量，改善部件的透热深度。
所属领域的专业技术人员都非常了解这种熔深焊接剂，诸如E1傲这样的商标名
称。通常，拟焊接的较厚部件在焊枪通过之前要沿其整个长度、凃覆焊接剂。
然而，由于航空部件的制造成本很高，据本发明人所知，ahg焊接由于其涉
及到的风险，不能广泛应用于航空领域。
发明专利内容 本发明的发明目的是改进金属部件的焊接技术。 本发明提出了两个金属部件的焊接方法，其中.-金属部件彼此相抵在焊接位置，所述部件分别沿其焊接表面接触，至少其中一
个部件沿其焊接表面具有至少一个超厚区域；
通iiTIG焊枪在金属部件的焊接表面进行TIG焊接。
这种方法的特征在于，在进行TIG焊接步骤前，在0M金属部件的超厚区域局部 应用熔深焊接剂。
熔深焊接齐惧有仅在超厚区TO部l顿TG焊接电弧的功能,热量深深i條入金 属部件。
根据本发明，不必提前对部件进行倒角，这就意味着节省了时间。 其它区域则采用传统方式焊接，采用M能量输入，不会引起部件变形的风险。 这样，由此形成的焊接是均匀的，不会因厚度不等而受到影响。 在tig焊接期间，tig焊枪iM使用恒定功率操作。
因为焊接功率或强度不依赖于部件的厚度，本发明所提出的方法可以加决ITG焊 接作业。
在金属部件上最好使用一个遮罩，用来4，深焊接剂能够精确地、凃覆在金属部 件的超厚区域上。
遮罩可以在许多部件上连续多次重复使用，与此同时仍保持相同的焊接质量。 根据本发明所述方法的一个实施例，TIG焊枪沿所涂覆区域以第一档速度移动，
而后在未涂覆熔深焊接剂的区域上以第二档速度移动，第一档和第二档速度均是恒定的。
因为在涂覆区域和未涂覆熔深焊擬啲邻近区域之间提供了一个逾度区域，TIG 焊枪可以在过渡区域上以不同于所述第一档和第二档的速度移动。
只要可能，在部件焊接好后，再进行一次机械磨光作业，这种磨光可以使熔深
焊接剂的残余痕迹得以清除。
下面结合附图介绍本发明的实施方法，本发明的其它特性和优点就会显现出来。
图1是根据已有技术方法的TIG电弧焊接； 图2是涡轮发动机中间壳体的后视節是图2所示涡轮发动机中级壳術5向臂部分透视图，示出了准备按已有技术进
行焊接；
图4是图3所示径向臂的剖面图，沿4-4方向剖开；
图5是准备根据本发明焊接的径向臂的透视图，所述臂在其较厚部分覆盖了一道 熔深悍接剂；
图6是图5所示径向臂的剖面图，沿6-6方向剖开； 图7是根据本发明所述方法采用焊枪来焊接图5所示径向臂。
具体实施例方式
本发明特别涉及双路式燃气涡轮发动机中间壳体内径向臂的焊接。图2示出了带 有外环箍lll、气流间壳体构件130—即主气流和副气流之间的壳体构件一以及由钛 基合金制成的毂120的中间壳体。径向连接臂100将这些不同的壳体构件连接在一起。 制造时，这个复杂部件的装配包括将径向臂100焊接到壳体构件120和111上。
下面结合附图具体介绍连接闭100的内端101和固定到内环箍120上的构件111
之间的焊接。
参照图3和图4，径向连接臂100是一个沿径向方向细长中空的部件，气动力轮廓 带有一个圆形前缘101BA和一个垂直于下游空气流动方向的平直背面101BF。径向连 接臂100的厚度沿其周边是直定的，其厚度变化范围妇.5mm到7mm之间。厚度在侧 面较小el，但在背部101BF最大e2。径向连接臂100的径向端101处的横向表面为焊接 部位102。连接臂100位于与固定至lj外环箍120上的构件lll处在焊離置，径向延伸， 连接臂雨的焊接部位102位于构件11 l上形成的焊接表面l 12上。
从图3或图4中可以看到已有技术的应用。这种技术包括在背部101BF的壁上进行 倒角C，这样在这个位置就縮小了被焊接部分的厚度e3。厚度e3实际上等于厚度el。 因为在所有整个焊接作业中，焊接^i牛都保持一致，所以这项技术可以取得良好的 焊接质量。焊接后，加工区:^该修正，以重新形成气动力轮廓。然而，应该注意 的是，这项技术的焊接作业时间太长，且难以实施。
在郞和图6中，可以看到相同的部件，但根据本发明进行了处理准备。没有采 用机加工的方法，而是在连接臂的较厚区域应用了熔深焊接剂，所述区域实际上相 当于原有技术中所加工的区域。这个区職侧壁上突出的背部101BF宽度上延伸。熔 深焊接剂形成了一道焊料50。
为了将焊接剂使用到位，连接臂置于构件lll上，在较薄部分的外表面上覆盖了 一个遮罩。然后，使用喷雾器或毛刷将熔深焊接剂50涂覆到跨装在连接臂1 OO和构件l 11上 的外表面上。
所属领域的技术人员都非常熟悉这种熔深焊接剂50，诸如商标名E1激焊接剂。 一旦连接臂100涂覆上焊接剂50，就可以撤除覆遮章。
参照图7， HG焊枪60非常靠近焊接区域，也就是说，连接臂100和构件111之间 的接触面。在焊枪60和装配件的外表面之间形成一道电弧61 。
当在焊枪60和未涂有烙深焊接剂50的连接臂100较薄部分之间形成电弧61时，电 弧61产生的热量会扩散几个毫米。其功率可用来限制其变形。
当在焊枪60和涂有熔深焊接剂50的连接臂100较厚部分之间形成电弧61时，电弧 61产生的热量会在熔深焊接剂50和其粒子62的作用下向纵深扩散，如图7所示。与未 涂有熔深焊接剂50的较薄部位相比，可以焊接的厚度增加了 。
热量的集中补偿了局部厚度的增加，保证了连接臂100在环箍构件上的均匀焊 接。均匀焊接降低了装配件在焊接连接部位断裂的风险。
焊枪60连续穿體接臂。TIG焊枪在涂覆区域上方以第一档速度移动，在未涂有
熔深焊接剂的区域以第二档速度移动，第一档和第二档速度是恒定的。
焊枪60的移动速度以参数形式表示，这样，当电弧61接近焊接部位的较厚部分
和较薄部分之间的过渡部分(T)时，移动速度则会降低，从而增加了该过渡区域(T)
的局部表面能量，如图7所示。
焊枪60自动控制，縮短了焊接时间，方便了每个连接臂100上的焊接再现性。 当HG焊接作业结束后，进行表面^t布加工，使得部件一些部位可能出现的空
隙得以填充，实现平滑。这种表面《針布作业不要求对部件100， lll进行此前所要求
的清洁处理。在焊接作业期间燃烧的或未燃烧的残余焊接剂50可以采用机械磨光清除。
权利要求
1. 一种焊接两个金属部件的方法，其包括金属部件彼此相抵在焊接位置，所述部件分别沿其焊接表面接触，至少其中一个部件沿其焊接表面具有至少一个超厚区域；通过TIG焊枪在金属部件的焊接表面(v)进行TIG焊接，所述方法包括在进行TIG焊接步骤前，所述金属部件的超厚区域局部应用熔深焊接剂。
2. 根据权禾腰求l所述的方法，其特征在于，在TIG焊接期间，T1G焊枪使用恒定功率操作。
3. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，在金属部件上使用一种遮罩，用来使 熔深焊接剂能够精确地涂覆在金属部件的超厚区域上。
4. 根据权利要求l所述的方法，其特征在于，UG焊枪沿所涂覆区域以第一档速度 移动，而后在为涂離深焊接齐啲区域上以第二档鹏移动，第一档和第二档速 度是恒定的。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在涂覆区域和未涂覆熔深焊接齐啲邻 近区域之间提供了一个过渡区域，TIG焊枪可以在该过渡区域上以不同于所述第 一档和第二档的速度移动。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在部件焊接好后，再进行一次机械磨 光作业，这种磨光可以使得熔深焊接齐啲残余痕迹得以清除。
全文摘要
本发明涉及金属部件钨惰性气体(TIG)焊接法活性剂的应用，焊接两个金属部件的方法，其包括金属部件彼此相抵在焊接位置，所述部件分别沿其焊接表面接触，至少其中一个部件沿其焊接表面具有至少一个超厚区域；通过TIG焊枪在金属部件的焊接表面(v)进行TIG焊接，所述方法包括在进行TIG焊接步骤前，所述金属部件的超厚区域局部应用熔深焊接剂。
文档编号B23K9/167GK101386102SQ20081014954
公开日2009年3月18日 申请日期2008年9月10日 优先权日2007年9月10日
发明者大卫·丹尼尔·索里尔, 约翰·茂赫尤, 马修·格格恩 申请人:斯奈克玛