一种提高高温合金涡轮盘和42CrMo调质钢轴摩擦焊接头强度的方法.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CN106624339A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201611221240.X(22)申请日2016.12.26(71)申请人安徽工业大学地址243002安徽省马鞍山市花山区湖东路59号(72)发明人卢云马东良郑有为柏余发(74)专利代理机构南京知识律师事务所32207代理人蒋海军(51)Int.Cl.B23K20/12(2006.01)B23K20/24(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图1页(54)发明名称一种提高高温合金涡轮盘和42CrMo调质钢轴摩擦焊接头强度的方法(57)摘要本发明公开一种提高高温合金涡轮盘和42CrMo调质钢轴摩擦焊接头强度的方法，属于汽车发动机零部件焊接技术领域。该方法首先在高温合金涡轮盘一侧设置长度3～5mm的回转凸台作为焊接接触面，连续驱动摩擦焊，使高温合金涡轮盘与42CrMo调质钢轴形成冶金结合；焊接完成后，对连接件进行3个小时550℃的回火热处理。使用本发明方法能够使连接件接头的室温拉伸强度由现有技术的600MPa提高到820MPa，通过本发明方法能够稳定地获得高强度的K418/42CrMo异种金属的焊接接头，并应用到实际产品的生产过程中。CN106624339ACN106624339A权利要求书1/1页1.一种提高高温合金涡轮盘和42CrMo调质钢轴摩擦焊接头强度的方法，其特征在于该方法具体步骤如下：(1)在所述高温合金涡轮盘一侧设置长度3～5mm的回转凸台，所述回转凸台作为焊接接触面；(2)施焊前，对所述高温合金涡轮盘和42CrMo调质钢轴待焊接表面进行除锈除污处理；(3)连续驱动摩擦焊，控制摩擦焊接时的二级压力和缩短量，采用强规范参数，二级摩擦过程中摩擦时间控制为6-12秒，顶锻压力用高压力规范，顶锻保压时间5s，使所述高温合金涡轮盘与所述42CrMo调质钢轴形成冶金结合；(4)焊接完成后，对连接件进行3个小时550℃的回火热处理。2.根据权利要求1所述的一种提高高温合金涡轮盘和42CrMo调质钢轴摩擦焊接头强度的方法，其特征在于所述高温合金涡轮盘为铸态K418镍基高温合金涡轮盘。3.根据权利要求2所述的一种提高高温合金涡轮盘和42CrMo调质钢轴摩擦焊接头强度的方法，其特征在于所述铸态K418镍基高温合金涡轮盘的成分按重量百分比为：C:0.08～0.16,Cr:11.50～13.50,Al:5.50～6.40,Ti:0.50～1.00,Mo:3.80～4.80,Nb:1.80～2.50,Si:≤0.50,Mn:≤0.50,Fe:≤1.00,其余为Ni及不可避免的杂质。2CN106624339A说明书1/3页一种提高高温合金涡轮盘和42CrMo调质钢轴摩擦焊接头强度的方法技术领域：[0001]本发明属于汽车发动机零部件焊接技术领域，特别涉及一种提高高温合金涡轮盘和42CrMo调质钢轴摩擦焊接头强度的方法。背景技术：[0002]汽车的广泛应用及当前人们对节能、高效和环保等要求的不断提高，为涡轮增压技术的发展和应用提供了广阔的市场需求和发展空间，涡轮增压器也越来越受到汽车厂商和广大消费者的青睐。涡轮是涡轮增压器的核心部件，我国所用材质一般为铁基或镍基K418高温合金，被称为“发动机的心脏”。主轴采用综合性能较好的调质态42CrMo钢，两者通过焊接方式连接在一起，构成涡轮增压器的转子轴。[0003]K418/42CrMo焊接属于典型的异种金属焊接，两种金属由于各自成分、性能的差异导致焊接比较困难，传统的焊接方式已经不能满足生产要求。摩擦焊以其独特的优势已成为K418/42CrMo异种金属焊接的首选工艺，但是目前发表的一些数据显示这两者连接的焊接工艺不稳定，接头强度不高，迫切需要一个相对合适的焊接工艺保证这异种金属焊接接头的高强度。发明内容：[0004]本发明针对现有技术存在的上述技术问题，提供一种提高高温合金涡轮盘和42CrMo调质钢轴摩擦焊接头强度的方法，该方法能够解决K418/42CrMo异种材料连接接头强度不高的缺陷。[0005]本发明所提供的一种提高高温合金涡轮盘和42CrMo调质钢轴摩擦焊接头强度的方法，该方法具体步骤如下：[0006](1)在所述高温合金涡轮盘一侧设置长度3～5mm的回转凸台，所述回转凸台作为焊接接触面。[0007](2)施焊前，对所述高温合金涡轮盘和42CrMo调质钢轴待焊接表面进行除锈除污处理。[0008](3)连续驱动摩擦焊，控制摩擦焊接时的二级压力和缩短量，采用强规范参数，二级摩擦过程中摩擦时间控制为6-12秒，顶锻压力用高压力规范，顶锻保压时间5s，使所述高温合金涡轮盘与所述42CrMo调质钢轴形成冶金结合。冶金结合是指两种金属界面间原子相互扩