一种电子束焊接高温合金膜片的方法与流程

本发明属于焊接，具体涉及一种电子束焊接高温合金膜片的方法。

背景技术：

1、高温合金是航空、航天和国防等领域的关键金属材料，广泛应用于发动机的高温部件。由于其具有良好的高温组织稳定性、抗氧化腐蚀性能和焊接性能，以及优异的抗疲劳和抗蠕变性能，已成为当前应用最为广泛的材料之一。

2、电子束焊接是一种高能量密度的焊接方法，通过电子枪产生的高速、高密度的电子束，轰击焊件的接头处，形成焊缝。相较于常规熔焊，电子束焊接具有热输入量小，热影响区窄，焊接变形小及在真空环境下焊缝纯净等特点。电子束焊接在航空航天等高端制造领域，得到广泛应用。同时，因其不会显著降低焊接接头的力学性能，电子束焊也逐渐被公认为是高温合金的最佳焊接方法。

3、近年来，采用电子束焊接高温合金材料的发动机构件的比重越来越大。现有的电子束焊接工艺，均采用母材自熔的方式形成焊接接头，但由于高温合金自身属性的原因，在焊接过程中会产生低熔点化合物，并在晶间聚集，易形成焊缝热裂纹。目前，主流方法是通过改善散热条件和优化工艺参数等措施，减少焊缝裂纹倾向，但是改善效果有限。

4、对于超薄件的高温合金焊接，极易在焊缝部位形成显微热裂纹，造成焊缝泄漏，导致产品失效。

技术实现思路

1、本发明的目的：提供一种电子束焊接高温合金膜片的方法，减少焊缝热裂纹。

2、有鉴于此，本发明提供了一种电子束焊接高温合金膜片的方法，包括：

3、步骤s01，将两个高温合金膜片01以及不锈钢垫片0202固定形成待焊件，其中，所述不锈钢垫片0202放置在两个所述高温合金膜片01之间并且所述不锈钢垫片0202与所述高温合金膜片01的焊接边齐平，所述不锈钢垫片0202中包括mn、cr、mo、ti元素中的一个或多个；

4、步骤s02，在真空环境下，采用真空电子束聚焦所述焊接边进行焊接，形成焊缝。

5、可选地，所述方法还包括：步骤s03，对所述焊缝进行气密性检查。

6、可选地，所述方法还包括：用汽油对两个所述高温合金膜片01进行超声波清洗，然后再用丙酮擦洗晾干。

7、可选地，所述真空环境的真空度为7×10-3mbar。

8、可选地，采用真空电子束聚焦所述焊接边进行焊接，形成所述焊缝还包括：对所述高温合金膜片01的内圆部位03焊接时，将所述不锈钢垫片0202放置在两个所述高温合金膜片01之间形成膜片01内圆组件，所述不锈钢垫片0202的内径与所述高温合金膜片01的内圆部位03焊接边齐平，所述内圆组件由两个高温合金膜片01背靠背焊接形成。

9、可选地，采用真空电子束聚焦所述焊接边进行焊接，形成所述焊缝还包括：对所述高温合金膜片01的外圆部位04焊接时，将所述不锈钢垫片0202放置在两个所述内圆组件之间，所述不锈钢垫片0202的外径与所述内圆组件的外圆部位04焊接边齐平。

10、可选地，所述高温合金膜片01的厚度≤0.2mm。

11、可选地，所述不锈钢垫片0202的厚度为所述高温合金膜片01厚度的0.7～1倍。

12、可选地，所述真空电子束加速电压为30kv-50kv，束射电流为0.2ma-3ma，所述高温合金膜片01的直径为10mm-150mm，焊接速度为1r/min-15r/min。

13、可选地，对所述焊缝进行气密性检查的方法还包括：使用氦质谱检漏仪检查所述焊缝气密性。

14、本发明通过增加不锈钢垫片02，将不锈钢中的mn、cr、mo、ti等元素过渡到焊缝中，起变质剂作用，能够细化晶粒，有利于降低热裂纹倾向，提高焊接接头质量。

技术特征：

1.一种电子束焊接高温合金膜片的方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤s01之前，所述方法还包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空环境的真空度为7×10-3mbar。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采用真空电子束聚焦所述焊接边进行焊接，形成所述焊缝还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，采用真空电子束聚焦所述焊接边进行焊接，形成所述焊缝还包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高温合金膜片(01)的厚度≤0.2mm。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述不锈钢垫片02(02)的厚度为所述高温合金膜片(01)厚度的0.7～1倍。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述真空电子束加速电压为30kv-50kv，束射电流为0.2ma-3ma，所述高温合金膜片(01)的直径为10mm-150mm，焊接速度为1r/min-15r/min。

10.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述焊缝进行气密性检查的方法还包括：使用氦质谱检漏仪检查所述焊缝气密性。

技术总结
本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种电子束焊接高温合金膜片的方法。包括：步骤S01，将两个高温合金膜片(01)以及不锈钢垫片02(02)固定形成待焊件，其中，所述不锈钢垫片02(02)放置在两个所述高温合金膜片(01)之间并且所述不锈钢垫片02(02)与所述高温合金膜片(01)的焊接边齐平，所述不锈钢垫片02(02)中包括Mn、Cr、Mo、Ti元素中的一个或多个；步骤S02，在真空环境下，采用真空电子束聚焦所述焊接边进行焊接，形成焊缝。该方法抑制了焊缝热裂纹的形成，提高了焊缝质量。

技术研发人员：王宁,陈小军,孙福利,王朝强,郝奕凯
受保护的技术使用者：太原航空仪表有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11