K423A合金精鑄件鑄造缺陷的補焊工藝研究.pdf

1、鎳基高溫合金具有耐腐蝕性好、熔點高、高溫性能優(yōu)異等優(yōu)良特點，是航空發(fā)動機零部件制造過程中應用最為廣泛的耐高溫材料。國內某航空企業(yè)以鎳基高溫合金K423A為原材料的零件鑄造過程中容易出現(xiàn)裂紋、疏松、氣孔等缺陷。在當前的鑄造技術條件下這些缺陷很難徹底避免，只能通過補焊的方法來修復有缺陷的鑄件，但在實際生產過程中效果并不理想，補焊時容易開裂，合格率非常低。為了滿足企業(yè)生產需求，必須提高K423A精鑄件補焊修復合格率。為此，對K423A精鑄件的

2、補焊修復進行研究意義重大。
　　目前應用于鎳基高溫合金的焊接方法主要有電子束焊、激光焊、釬焊、氬弧焊等。本試驗是用手工鎢極氬弧焊（TIG焊）的焊接方法來對K423A合金鑄件鑄造缺陷進行焊接修復研究，采用不同的焊接填充材料和焊接工藝參數(shù)進行焊接試驗，通過X光無損探傷對焊接接頭進行檢測驗證補焊合格率，選出最好的填充材料和工藝參數(shù)。采用光學顯微鏡、掃描電鏡和能譜儀、X射線衍射儀等實驗設備對焊接接頭的裂紋形貌、微觀組織、相結構及成分進行分

3、析，探究K423A合金焊接熱裂紋形成機理。得出以下試驗結果：
　　(1)通過對HGH3030、HGH625、HGH3113三種焊料補焊結果分析發(fā)現(xiàn)，這三種焊料都可以焊接出合格的焊接接頭，但后兩種焊料與母材的焊接兼容性比較好，焊接合格率比較高。確定了焊接工藝參數(shù)：焊接電流為40~50A，焊接電壓為10V，氬氣流量正面8L/min、背面15 L/min。
　　(2)對補焊合格的K423A合金焊接接頭進行了焊后消除應力熱處理研究，

4、試驗采用了兩種熱處理方案，分別是方案1）：1065℃保溫2h，充氬氣隨爐冷，方案2）：1190℃保溫2h，空冷至1065℃保溫2h，充氬氣隨爐冷。結果發(fā)現(xiàn)，利用方案1）熱處理的焊接接頭全部出現(xiàn)裂紋，而采用方案2）熱處理的焊接接頭沒有出現(xiàn)裂紋。對經過焊后熱處理的焊接接頭微觀組織進行分析發(fā)現(xiàn)，熱處理后有大量的γ，相和碳化物析出，碳化物有延晶界析出的特征，這是造成焊接接頭熱處理后開裂的主要原因。
　　(3) K423A高溫合金補焊過程中

5、產生的裂紋主要有液化裂紋、凝固裂紋、應變時效裂紋，其中最容易出現(xiàn)的是應變時效裂紋。凝固裂紋大多數(shù)是在焊縫中心位置，也有少部分發(fā)生在熱影響區(qū)和熔合線附近。在焊縫凝固裂紋處和沒有產生裂紋的區(qū)域分別進行了能譜分析，結果發(fā)現(xiàn)非裂紋區(qū)域合金成分和母材差別不大，而裂紋處元素成分發(fā)生變化，C、Ti、Mo三種元素比母材偏高。
　　(4) K423A高溫合金在焊接過程中產生液化裂紋是由于低熔點共晶物組成了液化薄膜，使組織液化，當受到拘束應力時液化薄