CN110919157A - 一种zl201薄壁铸件的铸造方法及zl201薄壁铸件的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种ZL201薄壁铸件的铸造方法，铸造前，在用于铸造ZL201薄壁铸件的模具上增加一个对应ZL201薄壁铸件待焊接位置的内浇口；浇筑时，从内浇口浇筑铝水，对ZL201薄壁铸件凝固过程中收缩体积进行补充；进一步，所述内浇口的末端位于ZL201薄壁铸件待焊接位置的内侧。本发明还公开了一种ZL201薄壁铸件的焊接方法。本发明提供的铸造方法，使铝水在凝固过程中产生体积收缩，并由铝水对铸件凝固过程中收缩的体积进行补充，改善铸件的内部质量和后续的焊接性，焊接后焊缝均匀。
Description
技术领域
本发明属于薄壁铸造件加工技术领域，具体涉及一种ZL201薄壁铸件的铸造方法及ZL201薄壁铸件的焊接方法。
背景技术
ZL201为可热处理强化铝-铜-锰系铸造合金。该合金是一种常用的高强度铸造铝材料，具有较高的室温力学性能、优良的切削加工性和可焊性。常用于制造中等复杂程度下的砂型铸造飞机零件。
但由于ZL201属于固溶体型合金，凝固范围宽，铸造性能差等特性，如：流动性、抗热裂性能及气密性差。导致铝水在凝固过程中，铝水由液体到固体状体变化的过程中，铝水体积会产生收缩，没有浇注***对收缩的体积进行补充，就会在最后凝固形成一个一个很小的孔隙结构，这些孔隙结构就是疏松，后期焊接时疏松位置的孔隙结构扩大，当扩大到零件表面时就形成了裂纹等缺陷。
故在焊接ZL201铸造薄壁零件时，常常零件表面出现裂纹等缺陷，造成了零件大量报废。
发明内容
本发明针对上述现有技术的不足之处，一方面提供一种ZL201薄壁铸件的铸造方法，使铝水在凝固过程中产生体积收缩，并由铝水对铸件凝固过程中收缩的体积进行补充，改善铸件的内部质量和后续的焊接性；另一方面提供一种ZL201薄壁铸件的焊接方法，操作简便、质量稳定、效率较高，焊接熔深适中、焊缝规则、接头光亮、熔化均匀，可形成连续致密焊道，并能克服电子束磁场洛伦兹力干扰。
本发明主要通过以下技术方案实现：
主题一：一种ZL201薄壁铸件的铸造方法。
一种ZL201薄壁铸件的铸造方法，铸造前，在用于铸造ZL201薄壁铸件的模具上增加一个对应ZL201薄壁铸件待焊接位置的内浇口；浇筑时，从内浇口浇筑铝水，对ZL201薄壁铸件凝固过程中收缩体积进行补充。
进一步地，所述内浇口的末端位于ZL201薄壁铸件待焊接位置的内侧。
铸造过程是特殊过程，在生产过程中每个铸件具有一定的差异性，在铸造过程中焊接位置如没有浇注***进行补缩，在浇注过程中就容易产生铸件疏松缺陷。而上述技术方案在ZL201薄壁零件待焊接位置增加一个内浇口，在浇注工序中铝水在凝固过程中产生体积收缩，并由铝水对铸件凝固过程中收缩的体积进行补充，减少铸件疏松，改善铸件的内部质量和后续的焊接性
主题二：一种ZL201薄壁铸件的焊接方法。
一种ZL201薄壁铸件的焊接方法，先将磁铁设置在作为内壳的ZL201薄壁铸件上，然后将作为内壳的ZL201薄壁铸件和作为外壳的ZL201薄壁铸件嵌套在一起，通过电子束焊接成一个密封壳体组件进行焊接，其具体步骤如下：
（a）首先用夹具将内外壳焊缝对接处紧密贴合在一起，在电子束焊机上对装配组件圆周接缝处实施若干点脉冲电子束定位点焊，焊点沿环形焊缝均布；
（b）利用电子束偏转角度补偿电子束受磁场洛伦兹力发生的偏转距离；
（c）在加速电压为50～60kV，束流为8～10mA，聚焦电流700～800mA工艺参数中取任意一具体数值，设定脉冲电子束焊接程序：以脉冲电子束流上升为2～3s、下降时间为3～5s的前陡后缓脉冲波形，控制电子束热输入总量，使束流按照脉冲波形前陡后缓的斜率快速上升到峰值后，降低1～2mA焊接束流，加大10～20mA聚焦电流，减小5～10°电子束汇聚角，增大电子束的活性区域，分散电子束流功率密度，利用束流上升下降时所产生的热量进行焊接；然后在设定较小的脉冲功率和蒸汽压力减小的情况下，延长3～5s脉冲后沿，缓慢下降，排除熔池内的非溶解气体，以使已熔金属填满在脉冲起始阶段内形成的凹坑；再将电子束焦点位置调节到工件表面以下0.5mm以内，将待焊接头部位表面熔化焊接成一体，形成连续致密的焊道。
进一步地，在焊接后处理中，在电子束焊机上将电子束设置成椭圆波形，在X方向扫描幅值为2～3mm，在Y方向扫描幅值为4～6mm，扫描频率为50～60Hz，对焊缝进行修饰。
进一步地，在电子束受到磁场洛伦兹力发生偏转距离2～3mm时，在程序中将电子束反方向的偏转角度设置为3～5°，补偿电子束偏转距离，使电子束对中焊缝，准确焊接。
进一步地，用夹具将作为内壳的ZL201薄壁铸件和作为外壳的ZL201薄壁铸件紧密贴合，通过夹具上的螺母对内外壳施加预紧力，以控制焊接后，轴、径两个方向的收缩、减小角变形和弯曲变形，预紧力的大小由夹具上的螺纹调整。
本发明的有益效果：
（1）本发明提高了ZL201铸造薄壁零件内部质量，减少了铸件内部疏松缺陷；
（2）本发明提高了ZL201铸造薄壁零件焊接质量，减少了零件报废，提高了加工效率。
附图说明
图1是铸件断口疏松示意图。
图2是铸件内部增加内浇口示意图。
图3是改进前和改进后产品平面金相图对比。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案、优点更加清楚，下面将结合附图对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
如图1所示，ZL201薄壁铸件焊接后产生缺陷断口示意图，可以看出未加浇注口的ZL201薄壁零件基体中存在较多疏松。
如图2所示，对ZL201薄壁铸件待焊接位置内部增加浇注口，在用于铸造ZL201薄壁铸件的模具上增加一个对应ZL201薄壁铸件待焊接位置的内浇口；浇筑时，从内浇口浇筑铝水，对ZL201薄壁铸件凝固过程中收缩体积进行补充，大大减少ZL201薄壁铸件疏松情况。
如图3所示，从改进前和改进后ZL201薄壁铸件平面金相图可以看出，改进后的ZL201薄壁铸件更致密。
实施例2：
本实施例是基于实施例1中铸造的ZL201薄壁铸件进行的ZL201薄壁铸件的焊接方法。
一种ZL201薄壁铸件的焊接方法，先将磁铁设置在作为内壳的ZL201薄壁铸件上，然后将作为内壳的ZL201薄壁铸件和作为外壳的ZL201薄壁铸件嵌套在一起，通过电子束焊接成一个密封壳体组件进行焊接，其具体步骤如下：
（a）首先用夹具将内外壳焊缝对接处紧密贴合在一起，在电子束焊机上对装配组件圆周接缝处实施若干点脉冲电子束定位点焊，焊点沿环形焊缝均布；
（b）利用电子束偏转角度补偿电子束受磁场洛伦兹力发生的偏转距离；
（c）在加速电压为50～60kV，束流为8～10mA，聚焦电流700～800mA工艺参数中取任意一具体数值，设定脉冲电子束焊接程序：以脉冲电子束流上升为2～3s、下降时间为3～5s的前陡后缓脉冲波形，控制电子束热输入总量，使束流按照脉冲波形前陡后缓的斜率快速上升到峰值后，降低1～2mA焊接束流，加大10～20mA聚焦电流，减小5～10°电子束汇聚角，增大电子束的活性区域，分散电子束流功率密度，利用束流上升下降时所产生的热量进行焊接；然后在设定较小的脉冲功率和蒸汽压力减小的情况下，延长3～5s脉冲后沿，缓慢下降，排除熔池内的非溶解气体，以使已熔金属填满在脉冲起始阶段内形成的凹坑；再将电子束焦点位置调节到工件表面以下0.5mm以内，将待焊接头部位表面熔化焊接成一体，形成连续致密的焊道。
进一步地，在焊接后处理中，在电子束焊机上将电子束设置成椭圆波形，在X方向扫描幅值为2～3mm，在Y方向扫描幅值为4～6mm，扫描频率为50～60Hz，对焊缝进行修饰。
进一步地，在电子束受到磁场洛伦兹力发生偏转距离2～3mm时，在程序中将电子束反方向的偏转角度设置为3～5°，补偿电子束偏转距离，使电子束对中焊缝，准确焊接。
进一步地，用夹具将作为内壳的ZL201薄壁铸件和作为外壳的ZL201薄壁铸件紧密贴合，通过夹具上的螺母对内外壳施加预紧力，以控制焊接后，轴、径两个方向的收缩、减小角变形和弯曲变形，预紧力的大小由夹具上的螺纹调整。
本实施例的其他部分与专利号：ZL201310437183.9；发明创造名称：密封壳体组件内套磁铁薄壁筒体的焊接方法；申请人：四川泛华航空仪表电器有限公司的中国授权发明专利相同，故不再赘述。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种ZL201薄壁铸件的铸造方法，其特征在于：铸造前，在用于铸造ZL201薄壁铸件的模具上增加一个对应ZL201薄壁铸件待焊接位置的内浇口；浇筑时，从内浇口浇筑铝水，对ZL201薄壁铸件凝固过程中收缩体积进行补充。
2.根据权利要求1所述的一种ZL201薄壁铸件的铸造方法，其特征在于：所述内浇口的末端位于ZL201薄壁铸件待焊接位置的内侧。
3.一种ZL201薄壁铸件的焊接方法，其特征在于：先将磁铁设置在作为内壳的ZL201薄壁铸件上，然后将作为内壳的ZL201薄壁铸件和作为外壳的ZL201薄壁铸件嵌套在一起，通过电子束焊接成一个密封壳体组件进行焊接，其具体步骤如下：
（a）首先用夹具将内外壳焊缝对接处紧密贴合在一起，在电子束焊机上对装配组件圆周接缝处实施若干点脉冲电子束定位点焊，焊点沿环形焊缝均布；
（b）利用电子束偏转角度补偿电子束受磁场洛伦兹力发生的偏转距离；
（c）在加速电压为50～60kV，束流为8～10mA，聚焦电流700～800mA工艺参数中取任意一具体数值，设定脉冲电子束焊接程序：以脉冲电子束流上升为2～3s、下降时间为3～5s的前陡后缓脉冲波形，控制电子束热输入总量，使束流按照脉冲波形前陡后缓的斜率快速上升到峰值后，降低1～2mA焊接束流，加大10～20mA聚焦电流，减小5～10°电子束汇聚角，增大电子束的活性区域，分散电子束流功率密度，利用束流上升下降时所产生的热量进行焊接；然后在设定较小的脉冲功率和蒸汽压力减小的情况下，延长3～5s脉冲后沿，缓慢下降，排除熔池内的非溶解气体，以使已熔金属填满在脉冲起始阶段内形成的凹坑；再将电子束焦点位置调节到工件表面以下0.5mm以内，将待焊接头部位表面熔化焊接成一体，形成连续致密的焊道。
4.根据权利要求3所述的一种ZL201薄壁铸件的焊接方法，其特征在于：在焊接后处理中，在电子束焊机上将电子束设置成椭圆波形，在X方向扫描幅值为2～3mm，在Y方向扫描幅值为4～6mm，扫描频率为50～60Hz，对焊缝进行修饰。
5.根据权利要求3所述的一种ZL201薄壁铸件的焊接方法，其特征在于：在电子束受到磁场洛伦兹力发生偏转距离2～3mm时，在程序中将电子束反方向的偏转角度设置为3～5°，补偿电子束偏转距离，使电子束对中焊缝，准确焊接。
6.根据权利要求3所述的一种ZL201薄壁铸件的焊接方法，其特征在于：用夹具将作为内壳的ZL201薄壁铸件和作为外壳的ZL201薄壁铸件紧密贴合，通过夹具上的螺母对内外壳施加预紧力，以控制焊接后，轴、径两个方向的收缩、减小角变形和弯曲变形，预紧力的大小由夹具上的螺纹调整。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112975100A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-18 | 沈阳富创精密设备股份有限公司 | 一种zl114a筒体电子束焊接工艺 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050189083A1 (en) * | 2004-03-01 | 2005-09-01 | Stahl Kenneth G.Jr. | Casting mold and method for casting achieving in-mold modification of a casting metal |
| CN103537788A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-01-29 | 成都泛华航空仪表电器有限公司 | 密封壳体组件内套磁铁薄壁筒体的焊接方法 |
| CN103920854A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-07-16 | 广东鸿特精密技术股份有限公司 | 一种重力铸造铝液分段充型的方法及其浇注*** |
| CN109396359A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-03-01 | 湖北航特装备制造股份有限公司 | 一种空心薄壁铝合金控制臂金属型重力铸造工艺 |
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20050189083A1 (en) * | 2004-03-01 | 2005-09-01 | Stahl Kenneth G.Jr. | Casting mold and method for casting achieving in-mold modification of a casting metal |
| CN103537788A (zh) * | 2013-09-24 | 2014-01-29 | 成都泛华航空仪表电器有限公司 | 密封壳体组件内套磁铁薄壁筒体的焊接方法 |
| CN103920854A (zh) * | 2014-03-24 | 2014-07-16 | 广东鸿特精密技术股份有限公司 | 一种重力铸造铝液分段充型的方法及其浇注*** |
| CN109396359A (zh) * | 2017-12-29 | 2019-03-01 | 湖北航特装备制造股份有限公司 | 一种空心薄壁铝合金控制臂金属型重力铸造工艺 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 华垂统: "《金工实习教材》", 31 December 1993, 中国地质大学出版社 * |
| 张德欣: "《飞星器制造技术》", 31 March 2006, 哈尔滨工程大学出版社 * |
| 罗继相等: "《金属工艺学》", 31 August 2010, 武汉理工大学出版社 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112975100A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-18 | 沈阳富创精密设备股份有限公司 | 一种zl114a筒体电子束焊接工艺 |
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