[发明专利]一种预防ZTG6合金铸件焊接裂纹缺陷的方法

说明书

技术领域

本发明是一种预防ZTG6合金铸件焊接裂纹缺陷的方法，属于热处理技术领域，涉及多重热处理工艺预防ZTG6合金铸件焊接的裂纹的方法。

背景技术

ZTG6合金是一种600℃用近a型钛合金，具有其它普通铸造钛合金无法比拟的600℃高温性能、高温抗蠕变性能及抗氧化性能，因此被认为是新型航空、航天发动机重要结构件的材料之一。国内外与之类似的600℃用近a型钛合金绝大部分采用非铸造成型，对于某些复杂结构的构件，铸造是唯一的成型工艺，目前，铸造工艺是制备ZTG6构件是ZTG6合金的新的研究方向。

对于铸造ZTG6合金而言，其材料本身塑性较低、脆性较大，ZTG6合金铸件补焊修复后焊接区域易出现裂纹，该裂纹甚至延伸到铸件基体上，严重时导致铸件报废。铸造ZTG6合金是一种高合金化的合金，Al元素当量高，补焊修复区域熔池的金属在冷却、凝固过程中，合金收缩应力大，该区域的金属在凝固、冷却过程容易形成裂纹。裂纹缺陷存在严重影响铸件的性能，特别是拉伸强度、疲劳性能以及塑性。对于航空、航天发动机的铸件是不允许存在裂纹。所以，铸造ZTG6合金铸件的补焊修复成为ZTG6铸件的难题。因此，降低补焊修复区域的热应力是减少铸件焊接裂纹的必然措施，也是提高铸件性能的有效途径。

发明内容

本发明正是针对上述现有技术中存在的不足而设计提供了一种预防ZTG6合金铸件在补焊修复时产生的裂纹缺陷，提高ZTG6合金铸件补焊修复的合格率。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

该种预防ZTG6合金铸件焊接裂纹缺陷的方法，其特征在于：该方法的步骤如下：

步骤一、将需要补焊修复的ZTG6合金铸件和电极石墨块放置在加热炉内加热至500～600℃并保温热透，然后取出ZTG6合金铸件和电极石墨块放置在真空氩弧补焊箱内，将电极石墨块放置在ZTG6合金铸件的底部，ZTG6合金铸件需要补焊修复的部位位于顶部，电极石墨块重量不少于ZTG6合金铸件重量的0.1倍；

步骤二、对真空氩弧补焊箱内抽真空，当真空度小于0.1Pa后停止并充氩气至1个大气压，然后对ZTG6合金铸件需要补焊修复的部位进行补焊修复，补焊修复过程中，ZTG6合金铸件温度保持在80～120℃，补焊修复选用Φ1～Φ2mm焊丝，焊接修复的起弧电流为10～30A，焊接修复的焊接电流为60～70A，完成后取出ZTG6合金铸件；

步骤三、将焊接修复后的ZTG6合金铸件放置在已经均匀预热到600～700℃的加热炉内，保持加热炉内温度使ZTG6合金铸件热透，然后自然冷却至室温；

步骤四、ZTG6合金铸件放在真空退火炉内，对炉内抽真空，当真空度小于0.05Pa时开始加热，加热速度为4～7℃/min，加热至800℃～900℃，保温时间2～3.5小时，ZTG6合金铸件随炉冷却过程中，250℃以上保持真空度小于0.05Pa，250℃以下停止抽真空，炉温冷至150℃时开炉，ZTG6合金铸件空冷至室温。

本发明技术方案的特点是提高铸件焊前温度，减少需要补焊修复的ZTG6合金铸件的温度差，防止其在室温下焊接。同时利用热处理工艺降低ZTG6合金铸件焊接区域冷却速率，降低冷却过程产生的热应力，保持ZTG6合金铸件在较高温度范围内冷却，避免裂纹产生，随后的真空退火消除铸件焊接应力，消除了ZTG6合金铸件焊接区域发生裂纹的隐患，为ZTG6合金铸件在航空、航天发动机领域的进一步应用奠定了基础。

具体实施方式

实施例一

本发明技术方案所述预防ZTG6合金铸件焊接裂纹缺陷的方法的实施步骤如下：

步骤一、将需要补焊修复的ZTG6合金铸件、电极石墨块放置在加热炉内加热至500～600℃并保温热透，ZTG6合金铸件的尺寸为Φ637mm×370mm×9mm，重量为80公斤，电极石墨块的尺寸为360mmX220mmX50mm，重量为9公斤；

然后取出ZTG6合金铸件和电极石墨块放置在真空氩弧补焊箱内，将电极石墨块放置在ZTG6合金铸件的底部，ZTG6合金铸件需要补焊修复的部位位于顶部；

步骤二、对真空氩弧补焊箱内抽真空，当真空度小于0.1Pa后停止并充氩气至1个大气压，然后对ZTG6合金铸件需要补焊修复的部位进行补焊修复，补焊修复过程中，ZTG6合金铸件温度保持在120℃，补焊修复选用Φ1mm焊丝，焊接修复的起弧电流为10A，焊接修复的焊接电流为60A，完成后取出ZTG6合金铸件；