筒壁上具有大开口的薄壁筒体钛合金铸件的缺陷修复方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111331310A(43)申请公布日2020.06.26(21)申请号201911233979.6(22)申请日2019.12.05(71)申请人中国船舶重工集团公司第七二五研究所地址471000河南省洛阳市高新区滨河北路32号(72)发明人高福洋崔永杰高奇娄燕鹏付占波余巍朱乐乐(74)专利代理机构洛阳公信知识产权事务所(普通合伙)41120代理人孙笑飞(51)Int.Cl.B23P6/00(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称筒壁上具有大开口的薄壁筒体钛合金铸件的缺陷修复方法(57)摘要本发明公开了筒壁上具有大开口的薄壁筒体钛合金铸件的缺陷修复方法，涉及金属材料焊接技术领域，所述大开口的截面呈矩形，矩形的长度方向与钛合金铸件的长度方向一致，包括以下步骤：先确定铸造缺陷的位置，清理铸造缺陷及周边氧化层，再在钛合金铸件上进行加强筋组件固定；然后对铸造缺陷位置进行预热，之后采用熔化焊法进行补焊，补焊完成后对补焊质量进行检查；检查合格后，将钛合金铸件置于热处理炉中进行真空热处理，热处理温度为650~800℃；最后将加强筋组件从钛合金铸件上割除。本发明的修复方法可以有效的修复钛合金铸件在铸造过程中产生的铸造缺陷，通过有效控制焊接变形和焊接缺陷的产生，从而保证修复质量，避免焊接变形。CN111331310ACN111331310A权利要求书1/1页1.筒壁上具有大开口的薄壁筒体钛合金铸件的缺陷修复方法，所述的大开口的截面呈矩形，矩形的长度方向与钛合金铸件的长度方向一致，其特征在于，所述修复方法包括以下步骤：S1、确定铸造缺陷的位置，清理铸造缺陷及周边氧化层S101、先用着色渗透检测表面缺陷，再通过X射线检测钛合金铸件内部铸造缺陷，确认铸造缺陷的位置和尺寸，进行有效的标识；S102、采用机械加工方法清理铸造缺陷；S103、去除铸件上铸造缺陷周边的氧化层；S2、对钛合金铸件采用加强筋组件进行固定所述加强筋组件包括多个支撑件和多个连接条，多个呈倒三角形的支撑件沿钛合金铸件的长度方向间隔焊接在钛合金铸件内部，支撑件的两个底角分别焊接在临近大开口沿长度方向两侧边的筒壁上，支撑件的顶角焊接在钛合金铸件中大开口下方的内壁上，所述连接条连接在相邻支撑件上呈对角的底角之间；S3、对铸造缺陷位置进行预热利用预热装置对钛合金铸件的铸造缺陷位置进行预热处理，预热温度为200~500℃；S4、采用熔化焊法进行补焊补焊时采用与钛合金铸件配套的钛合金焊丝，焊接电流为40~100A，焊接电压为6~12V；每道焊接完成后，采用高频超声冲击以消除应力，超声频率为40~60KHz，最大输出振幅为10~30μm，冲击处理速度为100~200mm/min；S5、焊后处理S501、补焊完成后通过着色渗透和X射线对补焊质量进行检查；S502、检查合格后，将钛合金铸件置于热处理炉中进行真空热处理，热处理温度为650~800℃；S503、将加强筋组件从钛合金铸件上割除。2.根据权利要求1所述的筒壁上具有大开口的薄壁筒体钛合金铸件的缺陷修复方法，其特征在于，在步骤S3中，当预热温度为300~500℃时，在预热过程中通入惰性气体进行保护。3.根据权利要求1所述的筒壁上具有大开口的薄壁筒体钛合金铸件的缺陷修复方法，其特征在于，在步骤S3中，当铸造缺陷为表层缺陷时，预热温度为200℃；当铸造缺陷为非穿透性缺陷时，预热温度不高于350℃，当铸造缺陷为穿透性缺陷时，预热温度不高于500℃。4.根据权利要求1所述的筒壁上具有大开口的薄壁筒体钛合金铸件的缺陷修复方法，其特征在于，在补焊前，将钛合金铸件的两端部分别置于能够带动其旋转的旋转设备内。5.根据权利要求1所述的筒壁上具有大开口的薄壁筒体钛合金铸件的缺陷修复方法，其特征在于，在步骤S4中，所述熔化焊法为钨极氩弧焊或冷弧焊。2CN111331310A说明书1/5页筒壁上具有大开口的薄壁筒体钛合金铸件的缺陷修复方法技术领域[0001]本发明涉及金属材料焊接技术领域，主要是钛合金铸件的铸造缺陷修复领域，尤其是涉及筒壁上具有大开口的薄壁筒体钛合金铸件的缺陷修复方法。背景技术[0002]目前，航空航天、海洋船舶等领域大量采用高温高强的钛合金制作大开口薄壁零部件以实现结构的减重。但是这些耐高温、高强铸造钛合金制备大型薄壁复杂构件的铸造成型过程中，由于使用的铸造合金中往往含有C、Si、W、稀土等元素，会导致钛合金铸造流动性和充型完整性下降，铸造性能比常用的铸造钛合金明显降低，铸件的变形倾向大、易产生各种铸造缺陷，需要补焊予以消除。但是这些高温高强钛合金成分复杂、强度高、塑韧性较低，大开口和内部加强结构使得铸件补焊后有结构应力，容易引起焊接附加裂纹，而且焊