[发明专利]一种用于板类钛合金磨损件弧焊再制造的焊枪偏移量确定方法

说明书

本发明涉及堆焊修复工艺技术领域，特别是涉及一种用于板类钛合金磨损件弧焊再制造的焊枪偏移量确定方法。一种用于板类钛合金磨损件弧焊再制造的焊枪偏移量确定方法，包括：堆积率在4mm²≤P_堆积≤30mm²时，采用顺序堆积方法时，焊接后一道焊缝时的焊枪偏移量为(0.95～1.05)(2.1+0.007P_堆积²)mm，所述焊枪偏移量为相应对于前一道焊缝的焊枪偏移量；堆积率在4mm²≤P_堆积≤30mm²时，采用填充堆积方法时，焊接后一道时的焊枪偏移量为(1.90～2.10)(2.1+0.007P_堆积²)mm，所述焊枪偏移量为相应对于前一道焊缝的焊枪偏移量。

技术领域

本发明涉及堆焊修复工艺技术领域，特别是涉及一种用于板类钛合金磨损件弧焊再制造的焊枪偏移量确定方法。

背景技术

钛合金材料具有密度低、耐蚀性强、机械强度高等优点，同时其在无磁性、超导性和储氢量等方面所表现出的优异性能，使得其在航空航天、舰船航母、深海探测、国防军工等尖端科技和关键技术领域得到了越来越广泛的应用。

随之钛合金件的失效报废问题也日益突出，其中大量板类件表面因出现大面积磨损而失效报废。常用的表面磨损修复方法有激光修复、电子束修复和钨极氩弧焊修复等。但激光修复存在设备昂贵，修复表面易粘粉、平整度差等问题；电子束修复存在深宽比大、修复区力学性能均匀性差等不足，对磨损量较小的构件难以适用；钨极氩弧焊修复存在沉积速度慢、修复效率低等缺点。

MIG焊修复技术具有设备简单、沉积速度快、修复质量高等优点，是一种有效的钛合金修复技术。当表面磨损面积较大，超过单道焊缝熔宽时，就需要通过焊缝搭接才能完成。研究人员对激光焊接、离子束焊接、MIG弧焊等工艺的焊缝搭接量开展了相关研究。

乌日开西·艾依提基于微束等离子弧焊工艺，采用H0Cr21Ni10不锈钢焊丝，研究了熔宽一定、高度不同时的搭接率，建立了堆积轨迹的简化搭接模型，并对不同宽高比的成形轨迹搭接参数进行了分析，结果表明，当熔宽不变时，随着宽高比的增加，焊缝间距减小、搭接率增加。曹勇等提出了“等面积堆积法”的焊缝搭接量计算方法，并以焊缝截面形态为正弦为例建立了焊缝搭接量，计算得出的最佳搭接率为熔宽的63.66％。孟凡军采用GMAW堆焊成形工艺在45钢板进行了焊缝堆积实验，建立了顺序焊道搭接量模型，认为相邻焊道搭接量为熔宽的0.66倍时搭接质量较好。钱绍祥研究了激光光斑搭接率对AISI202焊接接头应力分布的影响。结果表明，随着光斑搭接率的增加，残余应力场得到增强，并且应力分布更加均匀。搭接率由50％增加到80％，平均横向残余压应力增加了20％，波动减少了30％；平均纵向压应力增加了30％，波动减小了13％。李慧玲研究了不同搭接量条件下激光微细熔覆柔性直写厚膜电阻组织性能，认为搭接量的改变对电阻组织性能具有很大影响，并得出形成电阻膜的最佳搭接量为单道扫描光斑直径的0.6倍。朱胜在其发明专利(授权号：ZL201402511461.6)中公开了“一种钛及其合金损伤构件弧焊再制造方法”，提出了基本修复工艺参数，但对表面磨损面积较大、需要多道焊缝堆积修复时的焊缝搭接量选取未作进一步明确。中国船舶重工集团公司第七二五研究所针对钛及其合金大型结构件，特别是焊缝数量多、分布空间位置和复杂的薄壁板筋件焊接，也开发出钛及其合金手工熔化极惰性气体保护焊工艺，并申报了专利《一种钛及其合金熔化极惰性气体保护焊接技术》(公开号：N101462194A)，但该发明申请主要是用于钛及其合金的连接，没有涉及到焊缝搭接。张学军等人申请了“采用氩弧焊修复飞机钛合金滑轨凹坑的工艺方法”专利(申请号：201410192852.5)，提出通过钨极氩弧焊与喷丸强化相结合来实现对滑轨凹坑的修复，也没有涉及到焊缝搭接量的计算。白永红申报了发明专利“一种钛合金鱼唇型薄壁蒙皮零件的激光焊接方法和装置”(申请号：201410193405.1)提出了对相邻焊缝采用间隔焊接的顺序依次焊接的方法，但对焊缝的搭接量未进行更详细的说明。郑欣申报了发明专利“一种钛合金转子组件的真空电子束焊接方法(申请号：