专利名称：一种带自熔边的钛合金高尔夫球头的焊接方法及其铸件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钛合金加工技术，特别是一种带自熔边的钛合金高尔夫球头的焊
接方法及其铸件。
背景技术：
目前，高尔夫球头基本都采用了钛合金结构，高尔夫球头的设计越来越复杂，壁厚 越来越薄，这就给铸造技术造成了很多技术问题。 高尔夫球头打击面也称为Face，在近3年中，大部分钛合金高尔夫球头Face结构 都已经变成了自熔边的结构，这种结构取代了焊接过程中的手工加料动作，使作业标准化， 有着显著的优越性，但是这种结构在焊接后研磨时出现70% 100%的縮孔，造成补焊现 象，补焊时又引起了凹凸等不良问题，导致报废比例居高不下，这种现象一直困扰着国内外 球头生产厂家，在这段时间里进行了一些相关的改善测试，都没有效果；此外，因焊接设备 和技术条件的限制，一部分钛合金加工单位一直不能取消自熔边的结构，为适应此种结构 需要进行工艺的改善。 现有技术涉及两个方面，首先是焊接方面，目前高尔夫球头业大多都采用MIG/MAG 的焊接方式即电子束脉冲焊接方式进行Face面的组合，而这种方式每个厂家的区别就是 焊接的条件控制，但在所有的厂家中都对焊道均匀有要求，而且能达到一个稳定的程度；在 不使用MIG/MAG的焊接而采用氩弧焊即TIG焊接时，其焊道的宽度要更宽；再者就是铸造方 面，高尔夫球头的设计越来越复杂，壁厚越来越薄，目前普遍分布在0.6 1.0mm之间，偏于 0. 6mm;而且其表面积也越来越大，辅助浇口较小起不到补縮的作用，反而增加了不良，辅助 浇口较大时又引起凹凸，所以Face自熔边仅仅靠主浇口进行补縮，在金属凝固理论上，这 种自熔边的结构必然导致縮孔存在。 因此，为适应自熔边结构的焊接问题，需要设计一种新的自熔边的钛合金高尔夫 球头焊接方法，以改善相应的加工工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种带自熔边的钛合金高尔夫球头的焊接方 法及其铸件，解决现有的技术导致Face面组合研磨后，縮孔外漏的比例高，从而需要再次 补焊，造成焊凹、焊破等报废等问题。 为了实现解决上述技术问题的目的，本发明采用了如下技术方案
—种带自熔边的钛合金高尔夫球头的焊接方法，其特征在于在钛合金高尔夫球 头铸件的本体部分预留高度为1.0 1.4mm的自熔边，自熔边与球头本体交接的宽度为 0. 2 0. 5mm，高尔夫球头外表面与自熔边交接的R角宽度为0. 5mm，并使用与带自熔边的钛 合金高尔夫球头的自熔边相适应的焊接锻件进行焊接，MIG/MAG电焊时的焊道宽度不小于 4mm，控制电流使焊透量达到1. 3 2. 5mm。 —种用于带自熔边的钛合金高尔夫球头的焊接方法的钛合金高尔夫球头铸件，特征在于在钛合金高尔夫球头铸件的本体部分预留高度为1.0 1.4mm的自熔边，自熔 边与球头本体交接的宽度为0. 2 0. 5mm，高尔夫球头外表面与自熔边交接的R角宽度为
0. 5mm。 由于目前高尔夫球头的模具都是3轴以上的计算机数控机床铣出的模具，精度可 以达到+/-0. Olmm，只要开模具的CAD图档设定范围不超过需求的上下限，即可满足尺寸 设定需求。这样，就可以在加工模具时候在高尔夫球头模具的本体部分预留高度为1.0
1. 4mm、宽度为0. 2 0. 5mm、 R角宽度为0. 5mm的多余区域，这样，在进行浇铸时候，即可形 成需要的自熔边；这时，自熔边与本体部分交接部分的宽度尺寸范围可以是0. 7 1. 0mm， 只要能满足铸造的强度需求即可满足焊接重熔縮孔的条件。 本发明的带自熔边的钛合金高尔夫球头焊接方法，自熔边在焊接过程起到了取代 焊丝的作用，这样使焊料成分与本体成分相同，降低焊后的色差。 本发明的带自熔边的钛合金高尔夫球头焊接方法，焊接过程如下取一块锻造的 打击面面板，材质为钢系或钛系等的金属材质，将其嵌入带自熔边的钛合金高尔夫球头的 Face面边框内，然后装夹到MIG/MAG焊机的夹具上，调整锻造打击面与球头本体配合的间 隙，使之与焊枪动作的轨迹一致，根据不同厂家出产的设备电流的大小与焊透量的关系，开 电源调整电流，开机开始自动焊接，焊点移动的同时熔化掉对应部位的自熔边，使锻造打击 面与本体熔合，同时也将铸造产生的自熔边縮孔重熔。 本发明通过自熔边的实际结构与金属收縮理论相结合，认为縮孔出现的可能性是 100%的，无法避免的；一种技术方案是，自熔边的具体尺寸需要进行修改后，可将自熔边的 縮孔引到自熔边上或靠近自熔边，而不在本体上；还有另一种技术方案是是在本体上，让其 焊接后研磨不出来。本发明通过将縮孔引到靠近自熔边后，在焊接时使用縮孔重熔的方式 可以解决縮孔的问题，通过设计自熔边的具体形状尺寸，使縮孔出现在焊接的焊道以内，焊 接时重熔补縮了縮孔，使研磨后没有縮孔产生。 R角部分宽度由原来的2mm以上变为0. 5mm，有利于縮孔趋近于本体的自熔边侧端 面，同时减小了縮孔由本体向自熔边方浮动的趋势，继续增会产生负面作用；0. 2 0. 5mm 宽的自熔边与本体交接部分是由原来的2. 5 3. 5mm变来的，这样更加剧了縮孔趋近于本 体的自熔边侧端面，保证了縮孔在电焊的熔池之内，起到縮孔重熔作用；这两点措施保证了 縮孔在本体或本体与自熔边交接处的出现区域，即縮孔在距本体的自熔边侧端面到距此端 面lmm的范围内波动； 电焊的焊道宽度一定要大于4mm。虽然理论上只需要2mm，但是这样会导致现场作 业无法保证焊道中心即是本体的自熔边侧端面，取4mm可以给生产一个平准的生产公差。
通过采用上述技术方案，本发明的有益效果为虽然从理论上，自熔边的縮孔还是 100X的存在，但距Face边框的距离发生了变化，由原来的1. 5mm左右变到了 0. 5mm左右， 在焊道宽度大于4mm且完全渗透时，縮孔被重新融化，被自熔边的焊料填补，从而研磨后无 縮孔产生；经全面推广应用效果良好。
图1是本发明的钛合金高尔夫球头本体预留自熔边的侧剖面示意图。 图1中，1为自熔边高度，尺寸范围是1. 0 1. 4mm， 2为自熔边非本体部分的宽度，尺寸范围是2. 0 3. 0mm，3为自熔边与本体交接部分宽度，尺寸范围是0. 2 0. 5mm，4为 自熔边与本体交接部分的过渡R角，尺寸是RO. 5， 5为自熔边焊料区，6为高尔夫本体Face 边缘区，7为自熔边与本体交接部分的过渡R角区，8为自熔边与本体交接区。
图2是本发明的焊接的一种零件图。
图3是本发明的焊接的另一种零件图。
具体实施例方式
—种带自熔边的钛合金高尔夫球头焊接方法，在加工模具时候在高尔夫球头模具 的本体部分预留高度为1. 0 1. 4mm、宽度为0. 2 0. 5mm、R角宽度为0. 5mm的多余区域， 这样，在进行浇注时候，即可形成需要的自熔边；得到自熔边的高度为1.0 1.4mm，自熔 边与球头本体交接的宽度为0. 3 0. 5mm，高尔夫球头外表面与自熔边交接的R角宽度为
0. 5mm，。 取一块锻造的打击面面板，材质为钛合金，将其嵌入带自熔边的钛合金高尔夫球 头的Face面边框内，然后装夹到MIG/MAG焊机的夹具上，使用与带自熔边的钛合金高尔夫 球头的自熔边相适应的焊接锻件，调整锻造打击面与球头本体配合的间隙，使之与焊枪动 作的轨迹一致，根据不同厂家出产的设备电流的大小与焊透量的关系，开电源调整电流， 开机开始自动焊接，控制MIG/MAG电焊时的焊道宽度不小于4mm，控制电流使焊透量达到
1. 3 1. 5mm ;焊接位置移动的同时熔化掉对应部位的自熔边，使锻造打击面与本体熔合， 同时也将铸造产生的自熔边縮孔重熔。 首先用本专利方法进行图2所示零件的手工修模后焊接，使用与带自熔边的钛合 金高尔夫球头的自熔边相适应的焊接锻件，投入100pcs，Face电焊研磨后有5pcs需要再次 补焊；其次用本专利方法进行图3所示零件的焊接，并使用与带自熔边的钛合金高尔夫球 头的自熔边相适应的焊接锻件，投入100pcs， Face电焊研磨后有2pcs需要再次补焊，都较 原来的70 %以上的不良改善明显。
权利要求
一种带自熔边的钛合金高尔夫球头焊接方法，其特征在于在钛合金高尔夫球头铸件的本体部分预留高度为1.0～1.4mm的自熔边，自熔边与球头本体交接的宽度为0.2～0.5mm，高尔夫球头外表面与自熔边交接的R角宽度为0.5mm，并使用与带自熔边的钛合金高尔夫球头的自熔边相适应的焊接锻件进行焊接，MIG/MAG电焊时的焊道宽度不小于4mm，控制电流使焊透量达到1.3～2.5mm。
2. —种用于带自熔边的钛合金高尔夫球头的焊接方法的钛合金高尔夫球头铸件，其 特征在于在钛合金高尔夫球头铸件的本体部分预留高度为1. 0 1. 4mm的自熔边，自熔 边与球头本体交接的宽度为0. 2 0. 5mm，高尔夫球头外表面与自熔边交接的R角宽度为 0. 5mm。
全文摘要
本发明介绍了一种带自熔边的钛合金高尔夫球头的焊接方法及其铸件，在钛合金高尔夫球头铸件的本体部分预留高度为1.0～1.4mm的自熔边，自熔边与球头本体交接的宽度为0.2～0.5mm，高尔夫球头外表面与自熔边交接的R角宽度为0.5mm，并使用与高尔夫球头的自熔边相适应的焊接锻件进行焊接，MIG/MAG电焊时的焊道宽度不小于4mm，控制电流使焊透量达到1.3～2.5mm。本发明的应用后，自熔边的缩孔距Face边框的距离由原来的1.5mm左右变到了0.5mm左右，在焊道宽度大于4mm且完全渗透时，缩孔被重新融化，被自熔边的焊料填补，研磨后无缩孔产生；推广应用效果良好。
文档编号B23K9/173GK101791736SQ20101014264
公开日2010年8月4日 申请日期2010年3月3日 优先权日2010年3月3日
发明者付长浩 申请人:洛阳双瑞精铸钛业有限公司