ICS25.160.20

J33

中國焊接協(xié)會(huì)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CWAN0044—2020

Vcbh更好的聽個(gè)人

超薄鎳基高溫合金激光微焊接工藝規(guī)范

Specificationoflasermicro-weldingprocessofultra-thinNibasedsuperalloys

2020-08-11發(fā)布2020-09-01實(shí)施

中國焊接協(xié)會(huì)發(fā)布

T/CWAN0044—2020

超薄鎳基高溫合金激光微焊接工藝規(guī)范

1范圍

本文件規(guī)定了超薄鎳基高溫合金的激光微焊接工藝規(guī)范。

本文件適用于用于厚度不超過0.5mm的鎳基高溫合金的激光微焊接。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T3375焊接術(shù)語

GB/T4842氬

GB/T4844純氦、高純氦和超純氦

GJB3318A—2006航空用高溫合金冷軋帶材規(guī)范

HB5299.2—2014航空工業(yè)焊接操作人員資格鑒定與認(rèn)證第2部分:電子束焊及激光焊

HB5363—1995焊接工藝質(zhì)量控制

YB/T5247—2012焊接用高溫合金冷拉絲

T/CWAN0009—2018焊接術(shù)語-熔化焊

3術(shù)語和定義

GB/T3375和T/CWAN0009—2018規(guī)定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。

3.1

鎳基高溫合金Nibasedsuperalloy

鎳基高溫合金是指能夠在600℃以上溫度長期穩(wěn)定服役的一類以鎳元素為基體的金屬材料。

3.2

引弧板startingweldtab

為了在焊接起始位置獲得正常尺寸及成形的焊縫截面而在焊接前裝配的一塊與待焊母材同種材質(zhì)

的金屬板，在這塊板上開始起弧，焊后切割掉。

3.3

引出板runoffweldtab

為了在焊接結(jié)束位置獲得正常尺寸及成形的焊縫截面而在焊接前裝配的一塊與待焊母材同種材質(zhì)

的金屬板，在這塊板上收弧，焊后切割掉。

4一般要求

4.1人員

4.1.1從事超薄鎳基高溫合金激光微焊接的人員應(yīng)經(jīng)過相應(yīng)的專項(xiàng)培訓(xùn)，并通過相應(yīng)的考核、鑒定和認(rèn)

證，取得上崗證書后方能上崗操作，考核、鑒定和認(rèn)證按照HB5299.2-2014執(zhí)行。

4.2設(shè)備及儀器儀表

4.2.1超薄鎳基高溫合金的激光微焊接應(yīng)在專用的激光焊接設(shè)備上進(jìn)行，激光微焊接設(shè)備應(yīng)定期進(jìn)行檢

定；

4.2.2設(shè)備在安裝、搬遷、大修或停止使用一年以上時(shí)，應(yīng)進(jìn)行檢定并進(jìn)行工藝參數(shù)確認(rèn)，合格后方可

投入使用；

4.2.3激光焊接設(shè)備連入的電源網(wǎng)路電壓波動(dòng)不應(yīng)超過額定值的±10%，否則應(yīng)配備穩(wěn)壓器；

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4.2.4激光器在更換激光發(fā)生物質(zhì)后，應(yīng)檢查激光功率的輸出情況，并進(jìn)行工藝參數(shù)確認(rèn)；

4.2.5激光焊接設(shè)備的激光器功率應(yīng)滿足待焊接頭厚度要求，并配有氣體側(cè)吹裝置；

4.3材料

4.3.1焊接的母材應(yīng)符合零件的相關(guān)工藝技術(shù)文件的要求或者GJB3318A—2006的相關(guān)規(guī)定；

4.3.2焊絲應(yīng)符合YB/T5247—2012或其它標(biāo)準(zhǔn)文件的相關(guān)規(guī)定；

4.3.3焊絲應(yīng)按圖紙或技術(shù)文件要求選用，圖紙和技術(shù)文件未作規(guī)定時(shí)，可選用與母材牌號(hào)相同的焊絲

或剪切板條；

4.3.4作業(yè)現(xiàn)場的焊絲應(yīng)在焊絲端頭處涂以不同顏色的油漆作為識(shí)別記號(hào)，或在焊絲的一端貼上注明焊

絲牌號(hào)和爐批號(hào)的標(biāo)簽，常用的鎳基高溫合金焊絲推薦按照表1中規(guī)定進(jìn)行涂漆。

表1推薦常用鎳基高溫合金焊絲端頭涂漆顏色

編號(hào)焊絲牌號(hào)涂漆顏色

1HGH4169綠色

2HGH4738黃色

3HGH4145藍(lán)色

4HGH3625紫色

4.3.5超薄鎳基高溫合金激光焊接一般采用純度為99.99%的純氬氣作為保護(hù)氣體，有特殊要求時(shí)，可

采用純氦氣或氦氬混合氣體。純氬氣應(yīng)符合GB/T4842的要求，純氦氣應(yīng)符合GB/T4844的要求；當(dāng)瓶

裝保護(hù)氣的壓力低于0.49MPa時(shí)應(yīng)停止使用。

4.4焊接工藝文件

4.4.1焊接工藝文件可參照本標(biāo)準(zhǔn)要求編制，工藝文件應(yīng)包括但不限于以下焊接參數(shù)：

a)脈沖波形；

b)脈沖功率（焊接電流）；

c)脈沖寬度；

d)脈沖頻率；

e)光斑直徑；

f)氬氣流量；

g)焊接速度；

對于返修焊，也應(yīng)該編制返修焊工藝文件。

4.4.2焊接工藝規(guī)程應(yīng)包括工藝參數(shù)評(píng)定過程及結(jié)果記錄。

4.5環(huán)境

4.5.1溫度應(yīng)保持在10℃~35℃范圍內(nèi)，對焊接質(zhì)量要求特別嚴(yán)格的，溫度應(yīng)控制在23±5℃范圍內(nèi)；

4.5.2相對濕度不大于60%。

5焊接工藝

5.1焊前清理

5.1.1采用機(jī)械方法或者化學(xué)方法清理母材待焊區(qū)的正、反兩面以及焊絲表面的氧化層、油漆、油脂或

其它附著物；

5.1.2清理完成到正式焊接的時(shí)間超過24h的試樣應(yīng)重新清理。

5.2焊接裝配

試件焊接裝配應(yīng)按照技術(shù)文件或工藝規(guī)程的要求裝配，焊接裝配過程要避免二次污染。安裝過程中，

夾具應(yīng)均勻、對稱用力，避免結(jié)構(gòu)件不均勻受力。

5.3工藝參數(shù)確定

5.3.1可以通過焊接試件或試樣確定焊接工藝參數(shù)，試件的接頭形式、材料厚度、熱處理狀態(tài)、批次和

焊接質(zhì)量要求應(yīng)與產(chǎn)品一致，所用設(shè)備、焊接材料、焊接工藝參數(shù)與產(chǎn)品一致，試件接頭質(zhì)量應(yīng)滿足設(shè)

計(jì)文件要求。

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T/CWAN0044—2020

5.3.2正式產(chǎn)品焊接前應(yīng)通過試件或樣件焊接進(jìn)行工藝參數(shù)驗(yàn)證，驗(yàn)證后方可進(jìn)行正式焊接。

5.4定位焊接

5.4.1定位焊縫的位置、長度、間距和施焊次序，應(yīng)符合相關(guān)工藝文件的規(guī)定；

5.4.2定位焊縫的焊接工藝參數(shù)、填充材料應(yīng)和正式焊接相同，寬度和余高不應(yīng)超過焊縫尺寸的75%，

確保能被正式焊接的焊縫完全覆蓋；

5.4.3定位焊縫上不應(yīng)有裂紋、氣孔、夾雜等缺陷，出現(xiàn)這些缺陷時(shí)應(yīng)在正式焊接前清除。

5.5焊接

5.5.1超薄金屬結(jié)構(gòu)件的激光微焊接完整的工藝過程包括起焊、焊接、終焊過程；

5.5.2焊接工藝參數(shù)與所選用的材料厚度相匹配，推薦的典型鎳基高溫合金焊接參數(shù)范圍可參考表2,

其中搭接接頭材料厚度為上板厚度；

表2推薦的典型高溫合金焊接參數(shù)

母材厚度焊接電流脈沖寬度脈沖頻率光斑直徑焊接速度氬氣流量

脈沖波形

t(mm)I(A)W(ms)F(Hz)D(mm)V（mm/min）Q(L/min)

t≤0.1565-752.7-3.45-70.9-1.5150-2002-3

0.15＜t≤

70-853.1-4.16-81.0-1.5125-1752-3

0.25

0.25＜t≤平頂方波

80-1053.8-5.07-91.0-1.7100-1503-4

0.40

0.40＜t≤

100-1304.7-7.08-101.2-2.275-1253-4

0.50

5.5.3當(dāng)產(chǎn)品余量不足或不允許在產(chǎn)品上起焊、終焊時(shí)，可采用引弧板和引出板的方法。引弧板與引出

板的材質(zhì)、狀態(tài)、裝夾要求應(yīng)與工件保持一致，引弧板、引出板的寬度應(yīng)根據(jù)焊件的結(jié)構(gòu)確定；

5.5.4焊接操作中如發(fā)生設(shè)備不穩(wěn)定、焊接位置偏離、嚴(yán)重質(zhì)量問題時(shí)，應(yīng)終止焊接，采取相應(yīng)措施，

確認(rèn)故障排除后方可進(jìn)行焊接。

6焊接缺陷及其修補(bǔ)工藝

6.1焊接缺陷及其產(chǎn)生原因

焊接過程常見的焊接缺欠及產(chǎn)生原因如附錄A所示。

6.2焊接缺陷修補(bǔ)工藝

6.2.1焊件宜在固溶或退火狀態(tài)下補(bǔ)焊,焊后需熱處理的焊件宜在熱處理前補(bǔ)焊；

6.2.2氣孔、來雜物、裂紋、未焊透和未熔合等缺陷應(yīng)用機(jī)械方法排除,并用原定的檢驗(yàn)方法再次檢驗(yàn)。

確信缺陷已排除,方可補(bǔ)焊；

6.2.3補(bǔ)焊使用的焊接工藝、焊絲種類應(yīng)與正式焊接的保持一致；

6.2.4HB5363-1995中規(guī)定的一、二級(jí)焊縫最多允許補(bǔ)焊二次,特殊情況下需經(jīng)技術(shù)負(fù)責(zé)部門研究決定

是否增加補(bǔ)焊次數(shù)。

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附錄A

（資料性）

常見焊接缺陷及其產(chǎn)生原因

A.1常見焊接缺陷及其產(chǎn)生原因如表A.1所示。

表A.1常見的焊接缺陷及產(chǎn)生原因

序號(hào)缺陷名稱缺陷產(chǎn)生的原因

1未焊透1.焊接線能量過小，焊速過快

2咬邊1.焊接線能量過大，且速度快

1.母材或填充材料的淬火傾向較大

3焊縫及熱影響區(qū)裂紋

2.焊接線能量偏大

1.工件及焊絲清理不良

4氣孔和疏松2.保護(hù)氣體不純

3.焊接速度過快