本發(fā)明涉及推力室異種金屬焊接，具體涉及一種電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法。

背景技術(shù)：

1、在推力室的關(guān)鍵部件制造過(guò)程中，電鑄鎳與高溫合金異種鋼的焊接是一項(xiàng)至關(guān)重要的技術(shù)挑戰(zhàn)。這種焊接接頭需要承受高強(qiáng)度的拉伸力和剪切力，因此必須達(dá)到焊縫等級(jí)i級(jí)的合格標(biāo)準(zhǔn)。然而，異種鋼焊接面臨著一系列復(fù)雜的問(wèn)題。

2、電鑄鎳材質(zhì)在加工和焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則磁場(chǎng)，使得加工后的工件磁通量局部高達(dá)5gs，這一特性使得電子束焊接無(wú)法被采用，因?yàn)殡娮邮诖艌?chǎng)中會(huì)受到干擾，導(dǎo)致焊接軌跡偏移，無(wú)法準(zhǔn)確作用于焊縫中心。雖然可以通過(guò)退磁處理降低磁通量至2-3gs以滿足焊接需求，但在某些特定的焊縫，如軸向焊縫的焊接過(guò)程中，高速電子仍然會(huì)受到兩側(cè)母材磁場(chǎng)的影響，導(dǎo)致焊偏現(xiàn)象的發(fā)生。

3、激光焊接作為一種先進(jìn)的焊接技術(shù)，利用高能量密度的激光束作為熱源，作用于工件表面，由光能轉(zhuǎn)化為熱能，形成匙孔效應(yīng)，使能量能夠傳遞至焊縫深部，從而實(shí)現(xiàn)大熔深的焊接效果；激光束不受磁場(chǎng)的影響，因此可以在存在磁場(chǎng)的條件下進(jìn)行穩(wěn)定的焊接，這對(duì)于電鑄鎳與高溫合金異種鋼的焊接來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的優(yōu)勢(shì)。

4、然而由于電鑄鎳和高溫合金的熔點(diǎn)、熱導(dǎo)率以及膨脹系數(shù)等物理性能存在顯著差異，導(dǎo)致在焊接過(guò)程中焊縫的熱分布不均勻。即使采用相同的熱輸入，兩側(cè)母材熔化金屬的體積也會(huì)有所不同，這往往會(huì)導(dǎo)致焊縫根部焊偏的現(xiàn)象，使得焊縫的有效熔深不足，無(wú)法滿足產(chǎn)品的性能要求。

5、因此，本發(fā)明提出了一種電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法，旨在解決上述問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)異種鋼大熔深焊接時(shí)焊縫的有效對(duì)準(zhǔn)和高質(zhì)量焊接。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法，該電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法不僅解決了電鑄鎳與高溫合金異種鋼焊接時(shí)的焊偏問(wèn)題，還提高了焊縫質(zhì)量和可靠性，適用于推力室等關(guān)鍵部件的制造。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法，用于推力室軸向?qū)雍缚p，焊縫為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)、整圈環(huán)焊縫，采用非全熔透結(jié)構(gòu)形式，熔深為10-14mm；焊縫兩側(cè)母材分別為高溫合金段和電鑄鎳段，焊縫所在直徑為φ100-φ440mm，焊縫與高溫合金段側(cè)的流道一徑向距離為3-9mm、軸向距離為40-80mm，焊縫與電鑄鎳段側(cè)的流道二徑向距離為3-9mm、軸向距離為10-40mm，采用真空激光焊接，焊接過(guò)程中分兩次編程，第一次將光斑偏向電鑄鎳段一側(cè)0.2-1.5mm進(jìn)行編程，第二次將光斑偏向電鑄鎳段一側(cè)1-2mm進(jìn)行編程。

4、在電鑄鎳段一側(cè)距離焊縫0.2-1.5mm及1-2mm位置機(jī)加刻線。

5、激光焊接參數(shù)分為激光功率3000-4000w，工作距離300-350mm，焊接速度200-600mm/min，激光傾角85-95°，離焦量0-5mm，上升參數(shù)1-5s，下降參數(shù)5-20s。

6、在起弧開(kāi)始點(diǎn)時(shí)，將光斑對(duì)準(zhǔn)焊縫中心，起弧結(jié)束點(diǎn)時(shí)光斑對(duì)準(zhǔn)刻線，起弧過(guò)程為從焊縫緩慢過(guò)渡至刻線位置；在收弧開(kāi)始點(diǎn)時(shí)，光斑從刻線位置緩慢過(guò)渡至焊縫位置到達(dá)收弧結(jié)束點(diǎn)。

7、本發(fā)明的有益效果在于：

8、1、本發(fā)明公開(kāi)的一種電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法，該電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法解決了焊偏問(wèn)題：由于電鑄鎳與高溫合金的物理性能（如熔點(diǎn)、熱導(dǎo)率、膨脹系數(shù)）存在顯著差異，傳統(tǒng)焊接方法容易導(dǎo)致焊縫根部焊偏，使得焊縫的有效熔深不足；本發(fā)明通過(guò)調(diào)整激光焊接時(shí)的光斑位置，具體是將光斑偏向電鑄鎳段一側(cè)0.2-1.5mm及1-2mm進(jìn)行兩次編程焊接，有效解決了這一問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)焊縫的有效對(duì)準(zhǔn)，保證根部熔合良好，未發(fā)生焊偏現(xiàn)象，滿足了產(chǎn)品的性能要求。

9、2、本發(fā)明公開(kāi)的一種電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法，該電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法適應(yīng)磁場(chǎng)環(huán)境：電鑄鎳材質(zhì)在加工和焊接過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則磁場(chǎng)，干擾電子束焊接的軌跡，導(dǎo)致焊偏。而激光焊接不受磁場(chǎng)影響，能夠在存在磁場(chǎng)的條件下進(jìn)行穩(wěn)定的焊接；這一特性使得激光焊接成為電鑄鎳與高溫合金異種鋼焊接的理想選擇，尤其適用于推力室等關(guān)鍵部件的制造。

10、3、本發(fā)明公開(kāi)的一種電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法，該電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法提高焊縫質(zhì)量：真空環(huán)境下的激光焊接能夠進(jìn)一步保證焊縫內(nèi)部質(zhì)量，避免氣孔、夾雜等缺陷的產(chǎn)生；同時(shí)，通過(guò)精細(xì)控制激光焊接參數(shù)（如激光功率、工作距離、焊接速度、激光傾角、離焦量、上升和下降參數(shù)等），可以進(jìn)一步優(yōu)化焊縫的成形和性能，實(shí)現(xiàn)大熔深、高質(zhì)量的焊接效果。

11、4、本發(fā)明公開(kāi)的一種電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法，該電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法實(shí)現(xiàn)焊縫等級(jí)i級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：推力室的關(guān)鍵部件需要承受高強(qiáng)度的拉伸力和剪切力，因此焊縫必須達(dá)到等級(jí)i級(jí)的合格標(biāo)準(zhǔn)；本發(fā)明所提出的電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法，通過(guò)精確控制焊接過(guò)程和參數(shù)，能夠滿足這一高標(biāo)準(zhǔn)要求，確保推力室等關(guān)鍵部件的可靠性和安全性。

技術(shù)特征：

1.一種電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法，用于推力室軸向?qū)雍缚p（5），焊縫（5）為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)、整圈環(huán)焊縫，采用非全熔透結(jié)構(gòu)形式，熔深為10-14mm；焊縫（5）兩側(cè)母材分別為高溫合金段（1）和電鑄鎳段（2），焊縫所在直徑為φ100-φ440mm，焊縫（5）與高溫合金段（1）側(cè)的流道一（3）徑向距離為3-9mm、軸向距離為40-80mm，焊縫（5）與電鑄鎳段（2）側(cè)的流道二（4）徑向距離為3-9mm、軸向距離為10-40mm，其特征在于，采用真空激光焊接，焊接過(guò)程中分兩次編程，第一次將光斑偏向電鑄鎳段（2）一側(cè)0.2-1.5mm進(jìn)行編程，第二次將光斑偏向電鑄鎳段（2）一側(cè)1-2mm進(jìn)行編程。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法，其特征在于，在電鑄鎳段（2）一側(cè)距離焊縫0.2-1.5mm及1-2mm位置機(jī)加刻線（6）。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法，其特征在于，激光焊接參數(shù)分為激光功率3000-4000w，工作距離300-350mm，焊接速度200-600mm/min，激光傾角85-95°，離焦量0-5mm，上升參數(shù)1-5s，下降參數(shù)5-20s。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法，其特征在于，在起弧開(kāi)始點(diǎn)時(shí)，將光斑對(duì)準(zhǔn)焊縫（5）中心，起弧結(jié)束點(diǎn)時(shí)光斑對(duì)準(zhǔn)刻線（6），起弧過(guò)程為從焊縫（5）緩慢過(guò)渡至刻線（6）位置；在收弧開(kāi)始點(diǎn)時(shí)，光斑從刻線（6）位置緩慢過(guò)渡至焊縫（5）位置到達(dá)收弧結(jié)束點(diǎn)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及推力室異種金屬焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法，用于推力室軸向?qū)雍缚p，焊縫為回轉(zhuǎn)體結(jié)構(gòu)、整圈環(huán)焊縫，采用非全熔透結(jié)構(gòu)形式，焊縫兩側(cè)母材分別為高溫合金段和電鑄鎳段，采用真空激光焊接，焊接過(guò)程中分兩次編程，第一次將光斑偏向電鑄鎳段一側(cè)0.2?1.5mm進(jìn)行編程，第二次將光斑偏向電鑄鎳段一側(cè)1?2mm進(jìn)行編程。該電鑄鎳異種金屬真空激光焊接工藝方法不僅解決了電鑄鎳與高溫合金異種鋼焊接時(shí)的焊偏問(wèn)題，還提高了焊縫質(zhì)量和可靠性，適用于推力室等關(guān)鍵部件的制造。

技術(shù)研發(fā)人員：王通,韋寶權(quán),李生智,李金超,王付民,吳潤(rùn)奇
受保護(hù)的技術(shù)使用者：沈陽(yáng)富創(chuàng)精密設(shè)備股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9