[发明专利]一种多孔薄壁腔体构件及激光焊接方法

说明书

本发明涉及一种多孔薄壁腔体构件及激光焊接方法。确定装置包括：激光焊接方法包括：在所述多孔薄壁腔体构件的待焊接位置上涂覆焊接冷却剂；将待焊接的多孔薄壁腔体构件的待焊接位置合并在一起；向待焊接的多孔薄壁腔体构件内的空腔内通入保护气；启动激光焊接机进行焊接。本发明的激光焊接方法施加多孔薄壁腔体构件上运用对流冷却、冲击冷却以及气膜冷却原理降低激光焊接时热量集聚，有利于快速降低多孔薄壁腔体构件待焊接部位的温度，从而可以降低因温度升高导致焊接出现裂纹的情况，大大提高了激光焊接的质量和效果。

技术领域

本发明涉及多孔薄壁腔体构件的激光焊接技术领域，特别是涉及一种多孔薄壁腔体构件及其的激光焊接方法。

背景技术

多孔薄壁的腔体结构多用于发动机的燃烧室、尾喷管等高温部件，其材料多为高温钛合金材料。例如在发动机中，燃烧室或者尾喷管系统的工作温度越来越高，需要高冷却效率的结构实现结构件壁面温度的控制。

目前这种多孔薄壁腔体结构的构件制造流程一般采用超塑或热成型进行型面的成型，采用电解照相或机械方式加工出通气孔，采用激光焊接方式进行组件拼接。受制于材料焊接性的问题，高温合金的多孔薄壁腔体其内部合金元素较多，板材经过高温轧制后，表面极易出现富氧层，焊接时容易出现合金元素偏析，对于焊缝内部气孔的控制以及焊接裂纹的产生都有不利影响。目前以钛合金为代表的高温合金朝着高温、高强度方向的发展，其合金组成元素较为复杂，除了主要组成部分外，还含有Cr、W、Mo、Fe等合金元素，其合金组元复杂，溶解度有限的元素与Ni、Co、Fe作用容易于在晶界形成低熔物质。这些低熔物质在晶界形成所谓的“液态薄膜”，在焊缝金属结晶的过程中，由于收缩而受到拉伸应力，这时焊缝中的液态薄膜就成了薄膜地带。在拉伸应力的作用下就有可能在这个薄膜地带开裂而形成结晶裂纹。激光焊接时焊缝容易开裂，焊接工艺稳定性较差。

此外，此类多孔薄壁腔体结构件激光焊接时，由于其基体上布满孔洞结构强度下降很多，此类工件激光焊接时，焊接变形极大给后续的热处理校形工艺带来很大困扰。

鉴于此，如何提供一种适用于高温环境的多孔薄壁腔体构件及解决多孔薄壁腔体构件焊接结构强度下降、易变形的激光焊接方法是本领域技术人员需要解决的技术难题。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例第一方面提供了一种多孔薄壁腔体构件。包括:上盖板和下盖板，本发明实施例的多孔薄壁腔体构件更加适用于高温环境中使用。

本发明实施例第二方面提供了一种多孔薄壁腔体构件的激光焊接方法。通过向在多孔薄壁腔体构件的待焊接位置上涂覆焊接冷却剂；将待焊接的多孔薄壁腔体构件的待焊接位置合并在一起；向待焊接的多孔薄壁腔体构件内的空腔内通入保护气；最后，启动激光焊接机进行焊接等方式，从而降低多孔薄壁腔体构件激光焊接时变形量。

(2)技术方案

本发明的实施例第一方面提出了一种多孔薄壁腔体构件，包括:上盖板和下盖板，在所述上盖板和所述下盖板的中间形成空腔，所述上盖板和所述下盖板沿宽度方向的两端分别固接在一起；且所述上盖板和所述下盖板上均匀设有通气孔。

进一步地，所述上盖板为平面板状结构。

进一步地，所述下盖板包括：第一连接板、第一过渡板、中间板、第二过渡板和第二连接板，所述第一过渡板和所述第二过渡板沿宽度方向的一端分别与所述中间板沿宽度方向的一端相连；所述第一过渡板沿宽度方向的另一端与所述第一连接板沿宽度方向的一端相连，所述第二过渡板沿宽度方向的另一端与所述第二连接板沿宽度方向的另一端相连；所述第一连接板和所述第二连接板的一面与所述上盖板的一面固接在一起。

进一步地，所述中间板与所述上盖板平行设置，且所述第一连接板和所述第二连接板沿宽度方向的一端分别与所述上盖板沿宽度方向的一端齐平。

进一步地，所述通气孔的直径为0.5-2mn，相邻所述通气孔的距离为2-20mm。