CN107052556A - 一种膜盘组件的真空电子束焊接方法 - Google Patents

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陈健
宋健
陈玉宝
党玉国
邸玉良
李洪宇
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    • B23K15/06—Electron-beam welding or cutting within a vacuum chamber
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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Abstract

本发明涉及一种膜盘组件的真空电子束焊接方法，通过组装、定位焊、正式焊流程并设置相关工艺参数，以及确定合理的检验方法和指标，对膜盘组件进行电子束焊。本发明保证了焊缝质量并有效控制焊接变形，获得良好的一次焊接二次成型焊缝。

Description

一种膜盘组件的真空电子束焊接方法
技术领域
本发明涉及一种焊接方法，尤其是一种膜盘组件的真空电子束焊接方法。
背景技术
膜盘是直升机动力轴中的关键部件之一，是实现膜盘传动组件位置补偿能力的关键件。在工作条件下通过膜盘的交变翘曲变形适应轴的角向偏斜和轴向偏移。因此对膜盘电子束焊缝质量和焊后变形要求更高。膜盘组件的材料为高强、高韧的00Ni18Co8Mo5TiAl马氏体时效钢，由左、右两半膜盘对接组合而成，如图1中箭头所示，包括内、外圈两条电子束焊缝。其中外圈焊缝厚度要求1.9±0.1mm，内腔焊缝厚度要求1.0±0.1mm。通常采用的是一次焊接二次成型的方式，电子束从外圈焊缝打点对中，束流穿过膜盘组件内腔，直接焊接内圈焊缝，使得两条焊缝同时焊透。由于该膜盘组件对焊后的垂直度和同轴度变形要求严格，均要求≤0.02mm。然而这种方式一直没有成熟的技术可供参考，使膜盘组件机加后的同轴度和垂直度无法保证，经常超差。
发明内容
本发明的目的是提供一种膜盘组件的真空电子束焊接方法，该方法可以实现一次焊接二次成型，有效控制零件整体变形，并保证机加后的同轴度和垂直度要求。
本发明的具体技术方案为，所述的焊接方法包括以下步骤：
1.清理左、右两半膜盘表面油污和锈蚀，然后将左、右两半膜盘分别装配在焊接夹具上，并和焊接夹具一起进行退磁处理，退磁后的磁通密度应大于1×10-4；
2.将左、右膜盘单件按要求进行装配；
3.采用小束流对左、右膜盘进行定位焊，定位焊点为均匀对称的4段，然后对膜盘组件进行正式电子束焊接,定位焊和正式焊接的参数为：
4.通过常规方法进行时效热处理；
5.对焊缝进行磁力探伤检验：先用连续法对零件进行检查，然后用剩磁法进行检查；若存在尺寸≥0.20mm的夹杂或气孔，认定为焊缝不合格；
6.对焊缝进行X光探伤检验：焊缝内部不允许有裂纹、未焊透、未熔合、尖角型缩孔或夹杂缺陷；单个气孔尺寸小于0.20mm且气孔之间的最小间距为4D，其中D为最大缺陷的尺寸；100mm长焊缝内部的气孔数量少于2个；若不满足上述任一指标，则认定为焊缝不合格；
7.焊后机加：机加膜盘内圈焊缝直至规定的尺寸；
8.最终检验，对膜盘焊后的垂直度和同轴度进行检验。
本发明通过上述电子束焊工艺，对动力轴上的膜盘组件进行电子束焊。采用合理的焊接工艺参数，和焊后机加工艺，保证了焊缝质量并有效控制焊接变形，获得良好的一次焊接二次成型焊缝。焊后探伤检验全部合格，并且膜盘组件的垂直度和同轴度均满足≤0.02mm的要求。
附图说明
图1是动力轴膜盘组件的结构设计图。
具体实施方式
一种膜盘组件的真空电子束焊接方法包括以下步骤：
1.清理左、右两半膜盘表面油污和锈蚀，然后将左、右两半膜盘分别装配在焊接夹具上，并和焊接夹具一起进行退磁处理，退磁后的磁通密度应大于1×10-4；
2.将左、右膜盘单件按要求进行装配；
3.采用小束流对左、右膜盘进行定位焊，定位焊点为均匀对称的4段，然后对膜盘组件进行正式电子束焊接,定位焊和正式焊接的参数为：
4.通过常规方法进行时效热处理；
5.对焊缝进行磁力探伤检验：先用连续法对零件进行检查，然后用剩磁法进行检查；若存在尺寸≥0.20mm的夹杂或气孔，认定为焊缝不合格；
6.对焊缝进行X光探伤检验：焊缝内部不允许有裂纹、未焊透、未熔合、尖角型缩孔或夹杂缺陷；单个气孔尺寸小于0.20mm且气孔之间的最小间距为4D，其中D为最大缺陷的尺寸；100mm长焊缝内部的气孔数量少于2个；若不满足上述任一指标，则认定为焊缝不合格；
7.焊后机加：机加膜盘内圈焊缝直至规定的尺寸；
8.最终检验，对膜盘焊后的垂直度和同轴度进行检验。
实施例
某航空发动机的动力轴膜盘组件，材料为00Ni18Co8Mo5TiAl超高强合金钢，该零件由左、右两部分膜盘连接而成，整个膜盘包含外圈和内圈焊缝组成。要求焊接和机加后，两条焊缝完全焊透，并且不得存在尺寸等于或大于0.20mm的夹杂或气孔、焊缝内部不允许有裂纹、未焊透、未熔合、尖角型缩孔或夹杂缺陷；单个气孔尺寸小于0.2mm；气孔之间的最小间距为4D，其中D为最大缺陷的尺寸；100mm长焊缝内部允许的气孔数量少于2个；膜盘的轴向垂直度和同轴度要求≤0.02mm。
其具体的实施方式如下：
1.清理左、右两半膜盘表面油污和锈蚀，然后将左、右两半膜盘分别装配在焊接夹具上，并和焊接夹具一起进行退磁处理，退磁后的磁通密度为0.2×10-4；
2.将左、右膜盘单件按要求进行装配；
3.采用小束流对左、右膜盘进行定位焊，定位焊点为均匀对称的4段，然后对膜盘组件进行正式电子束焊接,定位焊和正式焊接的参数为：
4.通过常规方法进行时效热处理；
5.对焊缝进行磁力探伤检验：先用连续法对零件进行检查，然后用剩磁法进行检查，未发现尺寸≥0.20mm的夹杂或气孔；
6.对焊缝进行X光探伤检验：焊缝内部无裂纹、未焊透、未熔合、尖角型缩孔或夹杂缺陷以及气孔；
7.焊后机加：机加膜盘内圈焊缝直至规定的尺寸；
8.最终检验，对膜盘焊后的垂直度和同轴度进行检验，经检测膜盘组件的垂直度和同轴度为0.01mm，满足要求；
结论：零件焊接和加工合格。

Claims (1)

1.一种膜盘组件的真空电子束焊接方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
1)清理左、右两半膜盘表面油污和锈蚀，然后将左、右两半膜盘分别装配在焊接夹具上，并和焊接夹具一起进行退磁处理，退磁后的磁通密度应大于1×10-4；
2)将左、右膜盘单件按要求进行装配；
3)采用小束流对左、右膜盘进行定位焊，定位焊点为均匀对称的4段，然后对膜盘组件进行正式电子束焊接,定位焊和正式焊接的参数为：
4)通过常规方法进行时效热处理；
5)对焊缝进行磁力探伤检验：先用连续法对零件进行检查，然后用剩磁法进行检查；若存))在尺寸≥0.20mm的夹杂或气孔，认定为焊缝不合格；
6)对焊缝进行X光探伤检验：焊缝内部不允许有裂纹、未焊透、未熔合、尖角型缩孔或夹杂缺陷；单个气孔尺寸小于0.20mm且气孔之间的最小间距为4D，其中D为最大缺陷的尺寸；100mm长焊缝内部的气孔数量少于2个；若不满足上述任一指标，则认定为焊缝不合格；
7)焊后机加：机加膜盘内圈焊缝直至规定的尺寸；
8)最终检验，对膜盘焊后的垂直度和同轴度进行检验。
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