CN106513998A - 一种钛合金叶片的激光焊接方法 - Google Patents

一种钛合金叶片的激光焊接方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106513998A
CN106513998A CN201710008481.4A CN201710008481A CN106513998A CN 106513998 A CN106513998 A CN 106513998A CN 201710008481 A CN201710008481 A CN 201710008481A CN 106513998 A CN106513998 A CN 106513998A
Authority
CN
China
Prior art keywords
welding
groove
laser
blade
titanium alloy
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201710008481.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106513998B (zh
Inventor
王西峰
徐良
杨海锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Academy Of Machinery Group Qingdao Branch Co ltd
Original Assignee
Qingdao Branch Of China Academy Of Machinery Science And Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Qingdao Branch Of China Academy Of Machinery Science And Technology filed Critical Qingdao Branch Of China Academy Of Machinery Science And Technology
Priority to CN201710008481.4A priority Critical patent/CN106513998B/zh
Publication of CN106513998A publication Critical patent/CN106513998A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106513998B publication Critical patent/CN106513998B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/346—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding
    • B23K26/348—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring in combination with welding or cutting covered by groups B23K5/00 - B23K25/00, e.g. in combination with resistance welding in combination with arc heating, e.g. TIG [tungsten inert gas], MIG [metal inert gas] or plasma welding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
    • B23K2103/08—Non-ferrous metals or alloys
    • B23K2103/14—Titanium or alloys thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)

Abstract

本发明公开了一种钛合金叶片的激光焊接方法，在接头处加工坡口，所述坡口为采用Y形坡口，所述坡口两侧斜面上均加工有T形互锁部件，所述的T形部件包括第一端和第二端，第一端和第二端连接处采用倒圆角过渡，所述的T形部件在坡口两侧表面上交替分布，间隔间距为4‑8mm，并在焊接时形成互锁结构，在进行焊接时，填充焊料后的盲孔和母材之间会形成机械互锁的结构，显著提高了焊接部位的强度，避免了坡口的反复设计实验，节省了时间。

Description

一种钛合金叶片的激光焊接方法
技术领域
本发明属于材料加工技术领域，尤其是涉及一种钛合金叶片的激光焊接方法。
背景技术
钛是20世纪50年代发展起来的一种重要的结构金属，钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。世界上许多国家都认识到钛合金材料的重要性，相继对其进行研究开发，并得到了实际应用。20世纪50～60年代，主要是发展航空发动机用的高温钛合金和机体用的结构钛合金，70年代开发出一批耐蚀钛合金，80年代以来，耐蚀钛合金和高强钛合金得到进一步发展。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件，目前在航空发动机叶片中，TiAl合金由于比重小，强度大，耐高温已经得到了应用，目前的TiAl合金的叶片生产中，多采用精密铸造一体成型的方法，但由于叶片片身和底座连接的部位为热节所在区域，精密铸造过程中容易产生缩孔缩松缺陷，在后续的等静压过程中容易出现表面塌陷，降低了成品率。激光焊是以聚焦的激光束作为能源轰击焊件所产生的热量进行焊接的一种焊接方法，焊接时通过激光辐射加热焊接面，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使焊接面熔化。激光焊具有能量密度高、熔深大、焊接速度快、变形小及装配间隙适应强的特点，尤其在应用于精密部件焊接和中、厚板的焊接中具有更大的优势。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种尤其适用于钛合金叶片的激光方法，采用在钛合金叶片的页身和底座连接处采用激光焊并设置互锁部件的方式，提高了叶片连接强度，改善了焊接质量。
本发明完整的技术方案包括：
一种钛合金叶片的激光电弧复合热源冷金属过渡焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在叶片和叶身和底座处接头处加工坡口，所述坡口为采用Y形坡口，钝边间隙为2-3mm，所述坡口两侧斜面上均加工有T形互锁部件，所述的T形部件包括第一端和第二端，所述第一端宽度为2-2.5mm，第二端宽度为1-1.3mm，第一端和第二端连接处采用倒圆角过渡，所述的T形部件在坡口两侧表面上交替分布，间隔间距为4-8mm，并在焊接时形成互锁结构，
2)焊接工艺，采用激光加电弧作为复合热源，冷金属过渡、双层单道的方法进行，第一层焊接采用的激光功率是8-10KW，电流为200-220A，焊接速度为0.6-0.8m/min,送丝速度60-90ipm；激光离焦量为0-5mm，第二层焊接采用的激光功率是4-8KW，电流为260-280A，焊接速度为0.3-0.5m/min,送丝速度60-90ipm；激光离焦量为0-5mm，焊接过程采用氩气保护气氛，氩气流量12-18L/min。
本发明相对于现有技术的优点在于：采用分体铸造，并在钛合金叶片的页身和底座连接处采用激光焊的方式，避免了铸造过程中该处易产生的缩孔缩松缺陷，并通过设置互锁部件的方式，提高了叶片连接强度，改善了焊接质量。互锁结构圆角过渡，避免了焊接后尖角带来的应力集中，导致冷裂纹出现。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1：
1)在叶片和叶身和底座处接头处加工坡口，所述坡口为采用Y形坡口，钝边间隙为2mm，所述坡口两侧斜面上均加工有T形互锁部件，所述的T形部件包括第一端和第二端，所述第一端宽度为2mm，第二端宽度为1.3mm，第一端和第二端连接处采用倒圆角过渡，所述的T形部件在坡口两侧表面上交替分布，间隔间距为5mm，并在焊接时形成互锁结构，采用采用YAG激光器或CO2激光器加电弧作为复合热源，冷金属过渡的方法进行，第一层采用的激光功率是10KW，电流为220A，焊接速度为0.8m/min,送丝速度70ipm；激光离焦量为5mm，第二层焊接采用的激光功率是8KW，电流为280A，焊接速度为0.3m/min,送丝速度70ipm；激光离焦量为3mm，焊接过程采用氩气保护气氛，氩气流量16L/min。
实施例2：
一种钛合金叶片的激光电弧复合热源冷金属过渡焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在叶片和叶身和底座处接头处加工坡口，所述坡口为采用Y形坡口，钝边间隙为2.5mm，所述坡口两侧斜面上均加工有T形互锁部件，所述的T形部件包括第一端和第二端，所述第一端宽度为2-2.5mm，第二端宽度为1mm，第一端和第二端连接处采用倒圆角过渡，所述的T形部件在坡口两侧表面上交替分布，间隔间距为5mm，并在焊接时形成互锁结构，
2)焊接工艺，采用激光加电弧作为复合热源，冷金属过渡、双层单道的方法进行，第一层采用的激光功率是10KW，电流为220A，焊接速度为0.8m/min,送丝速度70ipm；激光离焦量为5mm，第二层焊接采用的激光功率是8KW，电流为280A，焊接速度为0.3m/min,送丝速度70ipm；激光离焦量为3mm，焊接过程采用氩气保护气氛，氩气流量16L/min。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (1)

1.一种钛合金叶片的激光电弧复合热源冷金属过渡焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)在叶片和叶身和底座处接头处加工坡口，所述坡口为采用Y形坡口，钝边间隙为2-3mm，所述坡口两侧斜面上均加工有T形互锁部件，所述的T形部件包括第一端和第二端，所述第一端宽度为2-2.5mm，第二端宽度为1-1.3mm，第一端和第二端连接处采用倒圆角过渡，所述的T形部件在坡口两侧表面上交替分布，间隔间距为4-8mm，并在焊接时形成互锁结构，
2)焊接工艺，采用激光加电弧作为复合热源，冷金属过渡、双层单道的方法进行，第一层焊接采用的激光功率是8-10KW，电流为200-220A，焊接速度为0.6-0.8m/min,送丝速度60-90ipm；激光离焦量为0-5mm，第二层焊接采用的激光功率是4-8KW，电流为260-280A，焊接速度为0.3-0.5m/min,送丝速度60-90ipm；激光离焦量为0-5mm，焊接过程采用氩气保护气氛，氩气流量12-18L/min。
CN201710008481.4A 2017-01-05 2017-01-05 一种钛合金叶片的激光焊接方法 Active CN106513998B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710008481.4A CN106513998B (zh) 2017-01-05 2017-01-05 一种钛合金叶片的激光焊接方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710008481.4A CN106513998B (zh) 2017-01-05 2017-01-05 一种钛合金叶片的激光焊接方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106513998A true CN106513998A (zh) 2017-03-22
CN106513998B CN106513998B (zh) 2018-02-16

Family

ID=58336684

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710008481.4A Active CN106513998B (zh) 2017-01-05 2017-01-05 一种钛合金叶片的激光焊接方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106513998B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107999962A (zh) * 2017-11-24 2018-05-08 哈尔滨工业大学 一种双cmt/双丝cmt辅助的激光焊接方法
CN110000522A (zh) * 2019-04-30 2019-07-12 江苏金通灵流体机械科技股份有限公司 一种全焊透叶轮的焊接方法
CN110091066A (zh) * 2019-04-26 2019-08-06 中国兵器科学研究院宁波分院 一种钛合金件的激光-电弧复合焊接方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100668700B1 (ko) * 2005-12-26 2007-01-16 주식회사 포스코 하이브리드 용접금속부 인성 향상 방법
CN101811231A (zh) * 2009-02-20 2010-08-25 机械科学研究院哈尔滨焊接研究所 一种激光-冷金属过渡电弧复合热源焊接方法
EP2410137A1 (de) * 2010-07-22 2012-01-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines groß dimensionierten Bauteils aus Sphäroguss
CN103495810A (zh) * 2013-10-15 2014-01-08 吉林大学 一种低合金钢激光-电弧复合焊接方法
US20140061171A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 Dechao Lin Hybrid welding apparatuses, systems and methods
CN105195897A (zh) * 2015-10-29 2015-12-30 无锡桥阳机械制造有限公司 一种钛合金固相连接工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100668700B1 (ko) * 2005-12-26 2007-01-16 주식회사 포스코 하이브리드 용접금속부 인성 향상 방법
CN101811231A (zh) * 2009-02-20 2010-08-25 机械科学研究院哈尔滨焊接研究所 一种激光-冷金属过渡电弧复合热源焊接方法
EP2410137A1 (de) * 2010-07-22 2012-01-25 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zur Herstellung eines groß dimensionierten Bauteils aus Sphäroguss
US20140061171A1 (en) * 2012-08-30 2014-03-06 Dechao Lin Hybrid welding apparatuses, systems and methods
CN103495810A (zh) * 2013-10-15 2014-01-08 吉林大学 一种低合金钢激光-电弧复合焊接方法
CN105195897A (zh) * 2015-10-29 2015-12-30 无锡桥阳机械制造有限公司 一种钛合金固相连接工艺

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107999962A (zh) * 2017-11-24 2018-05-08 哈尔滨工业大学 一种双cmt/双丝cmt辅助的激光焊接方法
CN107999962B (zh) * 2017-11-24 2019-04-16 哈尔滨工业大学 一种双cmt/双丝cmt辅助的激光焊接方法
CN110091066A (zh) * 2019-04-26 2019-08-06 中国兵器科学研究院宁波分院 一种钛合金件的激光-电弧复合焊接方法
CN110000522A (zh) * 2019-04-30 2019-07-12 江苏金通灵流体机械科技股份有限公司 一种全焊透叶轮的焊接方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106513998B (zh) 2018-02-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Auwal et al. A review on laser beam welding of copper alloys
EP2246144B1 (en) A method of high-powered laser beam welding of articles using a metallic shim produding from the surfaces of the articles ; Assembly therefore
EP2666579B1 (en) Hybrid laser arc welding process and apparatus
CN100425384C (zh) 一种大光斑激光与电弧复合热源连接异种金属的方法
US8253060B2 (en) Hybrid laser arc welding process and apparatus
CN106862771B (zh) 一种用于高温合金的激光辅助熔化极电弧增材连接方法
CN110421223B (zh) 采用铜基钎料的钛合金-不锈钢异种金属激光钎焊方法
CN112676702B (zh) 复合双波长对于有色金属的精密微焊接的方法和装备
CN108544093B (zh) 一种低合金钢低功率激光-电弧复合全位置焊接方法
CN106735906B (zh) 一种钛合金板的激光焊接方法
CN106513998A (zh) 一种钛合金叶片的激光焊接方法
JP2017154156A (ja) レーザー・アークハイブリッド溶接法を用いた狭開先溶接継ぎ手及びその作製方法
CN106425104A (zh) 一种钛钢复合管单面焊双面成型焊接方法
CN102189337B (zh) Ni3Al基合金铸件激光无裂纹熔焊修复方法
CN108941911A (zh) Ti3Al -不锈钢异种金属激光焊接方法
WO2019051273A1 (en) LASER-ALUMINUM DRAWINGS
CN103831533A (zh) 钛合金激光－mig复合焊接方法
CN110238525A (zh) 一种低碳钢与铸铁的异种金属焊接方法
CN108453388A (zh) 一种t型结构件双激光诱导电弧穿透焊接方法及焊接装置
CN103831541A (zh) 高强钢对接接头激光-mig电弧复合焊接方法
CN107570874A (zh) 激光电弧复合焊
CN104028892A (zh) 一种适用于铝合金的激光焊接方法
CN105108362A (zh) 一种电子束焊接截齿的方法
CN105149784B (zh) 变速箱齿轮部件激光焊接工艺
Yang et al. Single-pass hybrid laser-MIG welding of 8-mm-thick pure copper (T2) without preheating: weld geometry and integrity

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information

Address after: Jiaozhou City, Shandong province 266000 Qingdao City Huiying economic and Technological Development Zone, South First Street

Applicant after: Qingdao Branch Co., Ltd. of Mechanical Science Research Institute

Address before: Jiaozhou City, Shandong province 266000 Qingdao City Huiying economic and Technological Development Zone, South First Street

Applicant before: Qingdao Branch of China Academy of Machinery Science and Technology

CB02 Change of applicant information
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 266000 south head of Huiying street, Jiaozhou economic and Technological Development Zone, Qingdao City, Shandong Province

Patentee after: China National Academy of Machinery Group Qingdao Branch Co.,Ltd.

Address before: 266000 south head of Huiying street, Jiaozhou economic and Technological Development Zone, Qingdao City, Shandong Province

Patentee before: Qingdao Branch Co., Ltd. of Mechanical Science Research Institute

CP01 Change in the name or title of a patent holder