申请/专利权人：中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司

申请日：2022-11-08

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN115647566B

主分类号：B23K20/12

分类号：B23K20/12;B23K33/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2023.02.17#实质审查的生效;2023.01.31#公开

摘要：一种提高惯性摩擦焊接头高温持久寿命的方法，步骤为：设计焊接接头结构，使焊接凸台I和焊接凸台II之间形成差异性，通过焊接凸台I和焊接凸台II之间的差异性辅助焊接飞边的挤出，用以改善焊缝组织，同时使采用强度高的高温合金环形件B在惯性摩擦焊时产生足够的塑性变形层和轴向缩短量；在环形件A上加工焊接凸台I，在环形件B上加工焊接凸台II；将加工好的环形件A和环形件B装夹到惯性摩擦焊机的工装内；设定焊接参数；启动惯性摩擦焊机，对环形件A和环形件B进行惯性摩擦焊接并实现轴向缩短，待焊接完成后去除焊接飞边；对焊接组件进行焊后热处理，经过焊后热处理的焊接组件在焊接接头内会析出满足要求的强化相尺寸和数量。

主权项：1.一种提高惯性摩擦焊接头高温持久寿命的方法，其特征在于包括如下步骤：步骤一：设计焊接接头结构焊接接头结构分为焊接凸台I和焊接凸台II，焊接凸台I位于环形件A上，焊接凸台II位于环形件B上；环形件A为强度低的高温合金，环形件B为强度高的高温合金；焊接凸台I的外圆周侧阶梯面与焊接凸台I的焊接接触面之间的轴向间距为4mm～11mm，焊接凸台I的内圆周侧阶梯面与焊接凸台I的焊接接触面之间的轴向间距比焊接凸台I的外圆周侧阶梯面与焊接凸台I的焊接接触面之间的轴向间距大1mm～5mm；焊接凸台I的径向厚度为4.5mm～15mm；焊接凸台I的外圆周侧环形表面及焊接凸台I的内圆周侧环形表面与焊接凸台I的焊接接触面相垂直；焊接凸台I的焊接接触面与环形件A的中心线相垂直；焊接凸台II的外圆周侧阶梯面与焊接凸台II的焊接接触面之间的轴向间距为5mm～14mm；焊接凸台II的内圆周侧阶梯面与焊接凸台II的焊接接触面之间的轴向间距比焊接凸台II的外圆周侧阶梯面与焊接凸台II的焊接接触面之间的轴向间距大0.5mm～6mm；焊接凸台II的径向厚度比焊接凸台I的径向厚度小0.5mm～6.5mm；焊接凸台II的外圆周侧环形表面及焊接凸台II的内圆周侧环形表面与焊接凸台II的焊接接触面相垂直；焊接凸台II的焊接接触面与环形件B的中心线相垂直；焊接凸台I的外圆周侧环形表面直径大于焊接凸台II的外圆周侧环形表面直径；焊接凸台I的内圆周侧环形表面直径小于焊接凸台II的内圆周侧环形表面直径；通过上述焊接接头结构，使焊接凸台I和焊接凸台II之间形成差异性，通过焊接凸台I和焊接凸台II之间的差异性辅助焊接飞边的挤出，用以改善焊缝组织，同时使采用强度高的高温合金环形件B在惯性摩擦焊时产生足够的塑性变形层和轴向缩短量；步骤二：按照步骤一中设计的焊接接头结构，在环形件A上加工焊接凸台I，在环形件B上加工焊接凸台II，环形件A和环形件B的外径尺寸为100mm～500mm，环形件A和环形件B的焊前轴向高度为30mm～70mm；步骤三：将加工好的环形件A和环形件B装夹到惯性摩擦焊机的工装内，对环形件A和环形件B与工装之间的配合程度进行焊前检查，保证环形件A和环形件B的夹紧状态，同时保证环形件A和环形件B处于同轴状态，之后利用酒精将焊接凸台I的焊接接触面和焊接凸台II的焊接接触面擦拭干净；步骤四：设定焊接参数焊接惯量为300kg·m2～3000kg·m2，焊接转速为100rpm～400rpm，焊接压力为100MPa～400MPa；步骤五：安装步骤四中设定的焊接参数，启动惯性摩擦焊机，对环形件A和环形件B进行惯性摩擦焊接，待焊接完成后，需要在24小时通过车加工方式去除焊接过程中产生的焊接飞边，使环形件A和环形件B形成的焊接组件的轴向缩短量达到2.5mm～6.0mm，且环形件A的轴向缩短量大于1.0mm；步骤六：当焊接飞边去除完成后，需要在72小时内对焊接组件进行焊后热处理，焊后热处理工艺为固溶+时效热处理，固溶温度需要高于环形件A母材固溶温度10℃～50℃，固溶时间为0min～100min，之后需要随炉冷却至720℃～780℃并保温4h～10h，冷却速率控制在1℃s～4℃s，最后空冷至室温，经过焊后热处理的焊接组件在焊接接头内会析出满足要求的强化相尺寸和数量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种提高惯性摩擦焊接头高温持久寿命的方法

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