一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法与流程

1.本发明涉及焊接技术领域，具体是涉及一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法。


背景技术：

2.氩弧焊技术是在普通电弧焊的原理的基础上，利用氩气对金属焊材的保护，通过高电流使焊材在被焊基材上融化成液态形成熔池，使被焊金属和焊材达到冶金结合的一种焊接技术，由于在高温熔融焊接中不断送入氩气，使焊材不能和空气中的氧气接触，从而防止了焊材的氧化。
3.gh4099是一种镍基高温合金，因其具有良好的抗高温蠕变能力，主要应用于航空航天领域或需高温下使用需耐高温的零件。目前gh4099仅有关于薄壁件焊接的报道，对于超过30mm厚板材或产品的氩弧焊焊接，目前研究还处于空白状态。对于gh4099厚板材焊接，因合金元素含量高，接头熔合区易析出强化相，易引起热裂纹；因焊接热效应，焊后极易出现翘曲，裂纹和层间缺陷，同时焊接坡口设计方式、焊接方法的不同对焊接质量也有直接影响，因此需要一种合适的焊接参数和合理的焊接方法，有利于减小焊接后变形，裂纹和层间缺陷的出现，并满足焊接使用性能要求。


技术实现要素：

4.为解决上述技术问题，本发明提供了一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法。
5.本发明的技术方案是：一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，包括以下步骤：s1、固溶处理：将gh4099镍基高温合金板放入预热好的高温炉中进行固溶处理，所述gh4099镍基高温合金板厚为30-50mm，固溶处理的温度为1080-1160℃，保温时长为0.8-3h，然后进行冷却，得到冷却后的gh4099镍基高温合金板；s2、双面焊接：将冷却后的gh4099镍基高温合金板焊接处开x型坡口，将需要焊接的冷却后的gh4099镍基高温合金板的x型坡口对齐，选用直径为1-2mm的hgh99焊丝进行双面轮换多道次铺焊焊接，所述双面轮换多道次铺焊焊接方法为：s2-1、首段正面铺焊：先进行首段正面铺焊，首段正面铺焊完成后，停焊，自然冷却至60-100℃后，进行首段下一层铺焊，如此往复至焊接厚度达到正面焊道1/2厚度为止，然后进行翻面；s2-2、首段背面铺焊：对正面焊道的底部进行清根处理后，再通过所述双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道进行首段焊接，焊接完成后进行翻面；s2-3、首段正面焊道焊满：通过所述双面轮换多道次铺焊焊接的方法对正面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至正面焊道首段焊满后进行翻面；
s2-4、首段背面焊道焊满：通过所述双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至背面焊道首段焊满；s2-5、余段焊接：重复步骤s2-1至s2-4继续进行下一段焊接，如此重复直至整个焊道焊接完成，每段铺焊长度≤1000mm，得到焊接板；s3、焊后去应力：对所述焊接板进行整体加热，加热升温速率为10-20℃/min，将焊道加热至550-600℃，保温处理1.5-3h，然后加热升温速率不变，升温至1000-1100℃，保温2-4h。
6.进一步地，所述步骤s2中双面轮换多道次铺焊焊接时，采用氩气作为保护气体对焊接处进行气氛保护，氩气的纯度≥98，步骤s2-2中所述清根处理的方法为：先用手持角向抛光机打磨，去除焊道底部的焊瘤、棱边及飞溅物；再用120-400目的砂纸磨抛焊道处的氧化色，所述角向抛光机型号：s1m-ff03-1001a，技术参数：220v-50hz-710w，角向抛光机的磨盘采用强力弹性磨盘，磨盘转速为1000-1300r/min，磨料粒度：a60，规格：φ100
×
16mm。
7.说明：焊接过程中的高温和热能容易导致氧化作用或者其他化学反应，采用上述纯度的氩气作为保护气体能够有效防止氧气、空气等大量在空气中存在的气体与熔池发生反应而导致熔池受到污染和氧化。
8.进一步地，所述gh4099镍基高温合金板由以下质量百分比的化学成分组成：c≤0.08wt%、cr：17.00-20.00wt%、w：5.00-7.00wt%，mo：3.50-4.50wt%、al：1.70-2.40wt%、ti：1.00-1.5wt%、co：5.00-8.00wt%、fe≤2.00wt%、b≤0.005wt%、ce≤0.02wt%、mn≤0.40wt%、si≤0.50wt%、p≤0.015wt%、s≤0.015wt%、mg≤0.10wt%、余量为ni。
9.说明：上述化学成分的gh4099镍基高温合金板通过本发明的焊接方法焊接，能有效减小焊接后变形，裂纹和层间缺陷的出现，并满足焊接使用性能要求。
10.进一步地，所述gh4099镍基高温合金板焊接处开x型坡口的坡口间隙b为1mm≤b≤4mm，坡口角度α为40
°
≤α≤60
°
，坡口深度h为l/3l≤h≤2/3l-1，l为gh4099镍基高温合金板厚度，钝边c为1mm≤c≤3mm，若正反面坡口深度不同，起焊时，优先焊接坡口深度较深一面的焊道。
11.说明：焊接坡口尺寸和形状将影响焊接接触面积以及焊缝几何形状，进而影响焊接的稳定性和质量，不同的坡口形状将产生不同的应力集聚，这将极大地影响其承载能力和耐久性，从而影响焊接结构的良好运行，而本发明的上述坡口参数和间隙参数能够避免焊接产生的焊瘤、裂纹等问题。
12.进一步地，所述hgh99焊丝直径为1.0-2.0mm；由以下质量百分比的化学成分组成：c≤0.06wt%、si≤0.05wt%、mn≤0.40wt%、s≤0.015wt%、p≤0.015wt%、cr：17.00-20.00wt%、fe≤2.00wt%、w：5.00-7.00wt%、mo：3.50-4.50wt%、al：1.70-2.40wt%、ti：1.0-5.0wt%、co：5.0-8.0wt%、b≤0.005wt%、ce≤0.020wt%、mg≤0.01wt%，余量为ni。
13.说明：焊接材料的强度是影响焊接性能的关键因素之一，不同的焊接工艺对焊接材料强度要求不同，而不同种类的焊丝化学成分会直接或间接地影响到焊接材料的强度，本发明的焊丝能够极大的提高焊接强度，增强板材焊接后的拉伸强度。
14.进一步地，所述双面轮换多道次铺焊焊接时，钨极尺寸为2.1-5.0mm，焊接电流为
160-200a，电压为9-11v，焊接速度为1-3mm/s。
15.说明：过大或过小的电流都可能导致焊接缺陷和不稳定性，电压大小将影响焊接稳定性和焊缝成型。过低的电压会导致焊弧不稳定、出现喷溅，甚至失弧，而过高的电压则会导致发电机产生干扰、熔池过度氧化等问题，上述焊接电流和电压能够保证金属材料良好的熔合，进而确保焊接的均匀性和可靠性。
16.进一步地，在所述步骤s3完成后需要对焊接部位进行外观检验，外观检验的方法为采用x射线对焊接部位进行照射，检验合格标准为：无气孔、夹杂、无未熔透、无未熔合缺陷。
17.说明：通过x射线对焊接部位进行照射，确保焊接部位无气孔、夹杂、无未熔透、无未熔合缺陷。
18.进一步地，在所述步骤s3完成后需要后对焊接部位进行强度检验，强度检验的方法为：先将未经过焊接的gh4099镍基高温合金板进行拉伸强度检测，得到拉伸强度a，再对焊接后的焊接部位进行拉伸强度检测，得到拉伸强度b，计算对比拉伸强度c，c=0.85
×
a，当b≥c时，即焊接合格。
19.说明：上述检验方法有助于在焊接前对焊接材料的成分以及焊丝成分及焊的工艺调整，确保正式焊接时的焊接强度达到规定标准。
20.进一步地，步骤s1中所述冷却的方式为冷却液冷却，所述冷却液由以下重量份的成分组成：1-2份丙二醇、7-8份油酸乙二醇酯、0.5-1份聚二甲基硅氧烷、0.5-2份聚乙烯醇、1-2份磷酸三钠、4-8份紫草油、3-5份季戊四醇、4-10份甘油、10-20份去离子水。
21.说明：上述冷却液冷却速度快，能够有效保留高温固溶状态下的晶粒状态组织。
22.进一步地，在步骤s2中，对冷却后的gh4099镍基高温合金板开完x型坡口后，需要对焊道进行抛光和清洗，所述抛光时采用的抛光剂由以下重量份的成分组成：2-3份碳酸氢钠、10-15份去离子水、3-5份甲醇、7-10份氧化铝粉末、1-2份聚乙二醇、3-5份乙二醇、4-9份硅胶粉，所述清洗所用的清洗液由无水乙醇与丙酮按照质量比2:1混合制成。
23.说明：上述抛光剂可以有效去除氧化层、划痕等缺陷，从而让冷却后的焊接板的表面更加平滑，提高了焊接板的表面质量。
24.本发明的有益效果是：采用本发明的焊接成形方法，使试板或产品焊接变形小，无裂纹，焊接层间无缺陷，焊接性能达到使用要求，能有效避免焊后出现翘曲，裂纹和层间缺陷，本发明的焊接工艺能有效防止试板或产品产生大的变形或翘曲、气孔、夹渣或裂纹等问题，焊接处的抗拉强度高，焊接可靠性高。
附图说明
25.图1是本发明的相邻两板材之间的焊接示意图。
26.图2是本发明焊接后的金相组织图。
具体实施方式
27.实施例1：一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，包括以下步骤：s1、固溶处理：
将gh4099镍基高温合金板放入预热好的高温炉中进行固溶处理，gh4099镍基高温合金板厚为30mm，固溶处理的温度为1080℃，保温时长为0.8h，然后进行冷却，得到冷却后的gh4099镍基高温合金板；s2、双面焊接：将冷却后的gh4099镍基高温合金板焊接处开x型坡口，将需要焊接的冷却后的gh4099镍基高温合金板的x型坡口对齐，选用直径为1mm的hgh99焊丝进行双面轮换多道次铺焊焊接，双面轮换多道次铺焊焊接方法为：s2-1、首段正面铺焊：先进行首段正面铺焊，首段正面铺焊完成后，停焊，自然冷却至60℃后，进行首段下一层铺焊，如此往复至焊接厚度达到正面焊道1/2厚度为止，然后进行翻面；s2-2、首段背面铺焊：对正面焊道的底部进行清根处理后，再通过双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道进行首段焊接，焊接完成后进行翻面；s2-3、首段正面焊道焊满：通过双面轮换多道次铺焊焊接的方法对正面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至正面焊道首段焊满后进行翻面；s2-4、首段背面焊道焊满：通过双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至背面焊道首段焊满；s2-5、余段焊接：重复步骤s2-1至s2-4继续进行下一段焊接，如此重复直至整个焊道焊接完成，每段铺焊长度为500mm，得到焊接板；s3、焊后去应力：对焊接板进行整体加热，加热升温速率为10℃/min，将焊道加热至550℃，保温处理1.5h，然后加热升温速率不变，升温至1000℃，保温2h。
28.步骤s2中进行双面轮换多道次铺焊焊接时，采用氩气作为保护气体对焊接处进行气氛保护，氩气的纯度为98%，步骤s2-2中清根处理的方法为：先用手持角向抛光机打磨，去除焊道底部的焊瘤、棱边及飞溅物；再用120目的砂纸磨抛焊道处的氧化色，角向抛光机型号：s1m-ff03-1001a，技术参数：220v-50hz-710w，角向抛光机的磨盘采用强力弹性磨盘，磨盘转速为1000r/min，磨料粒度：a60，规格：φ100
×
16mm。
29.gh4099镍基高温合金板由以下质量百分比的化学成分组成：c：0.03wt%、cr：17.00wt%、w：5.00wt%，mo：3.50wt%、al：1.70wt%、ti：1.00wt%、co：5.00wt%、fe：1.00wt%、b：0.003wt%、ce：0.01wt%、mn：0.20wt%、si：0.30wt%、p：0.011wt%、s：0.011wt%、mg：0.08wt%、余量为ni。
30.如图1所示，gh4099镍基高温合金板焊接处开x型坡口的坡口间隙b为1mm，坡口角度α为40
°
，正面坡口深度h为1/3l，即正面坡口深度h为10mm，反面坡口深度h为2/3l-1，即反面坡口深度h为19mm，l为gh4099镍基高温合金板厚度，钝边c为1mm，若正反面坡口深度不同，起焊时，优先焊接坡口深度较深一面的焊道。
31.hgh99焊丝由以下质量百分比的化学成分组成：c：0.03wt%、si：0.02wt%、mn：
0.20wt%、s：0.011wt%、p：0.011wt%、cr：17.00wt%、fe：1.00wt%、w：5.00wt%、mo：3.50wt%、al：1.70wt%、ti：1.0wt%、co：5.0wt%、b：0.002wt%、ce：0.011wt%、mg：0.01wt%，余量为ni。
32.双面轮换多道次铺焊焊接时，钨极尺寸为2.1mm，焊接电流为160a，电压为9v，焊接速度为1mm/s。
33.在步骤s3完成后需要对焊接部位进行外观检验，外观检验的方法为采用x射线对焊接部位进行照射，检验合格标准为：无气孔、夹杂、无未熔透、无未熔合缺陷。
34.在步骤s3完成后需要后对焊接部位进行强度检验，强度检验的方法为：先将未经过焊接的gh4099镍基高温合金板进行拉伸强度检测，得到拉伸强度a为1040mpa，再对焊接后的焊接部位进行拉伸强度检测，得到拉伸强度b为890mpa，计算对比拉伸强度c为884mpa，c=0.85
×
a，b≥c，即焊接合格。
35.步骤s1中冷却的方式为冷却液冷却，冷却液由以下重量份的成分组成：1份丙二醇、7份油酸乙二醇酯、0.5份聚二甲基硅氧烷、0.5份聚乙烯醇、1份磷酸三钠、4份紫草油、3份季戊四醇、4份甘油、10份去离子水。
36.在步骤s2中，对冷却后的gh4099镍基高温合金板开完x型坡口后，需要对焊道进行抛光和清洗，抛光时采用的抛光剂由以下重量份的成分组成：2份碳酸氢钠、10份去离子水、3份甲醇、7份氧化铝粉末、1份聚乙二醇、3份乙二醇、4份硅胶粉，清洗所用的清洗液由无水乙醇与丙酮按照质量比2:1混合制成。
37.实施例2：一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，包括以下步骤：s1、固溶处理：将gh4099镍基高温合金板放入预热好的高温炉中进行固溶处理，gh4099镍基高温合金板厚为40mm，固溶处理的温度为1100℃，保温时长为2h，然后进行冷却，得到冷却后的gh4099镍基高温合金板；s2、双面焊接：将冷却后的gh4099镍基高温合金板焊接处开x型坡口，将需要焊接的冷却后的gh4099镍基高温合金板的x型坡口对齐，选用直径为1.5mm的hgh99焊丝进行双面轮换多道次铺焊焊接，双面轮换多道次铺焊焊接方法为：s2-1、首段正面铺焊：先进行首段正面铺焊，首段正面铺焊完成后，停焊，自然冷却至80℃后，进行首段下一层铺焊，如此往复至焊接厚度达到正面焊道1/2厚度为止，然后进行翻面；s2-2、首段背面铺焊：对正面焊道的底部进行清根处理后，再通过双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道进行首段焊接，焊接完成后进行翻面；s2-3、首段正面焊道焊满：通过双面轮换多道次铺焊焊接的方法对正面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至正面焊道首段焊满后进行翻面；s2-4、首段背面焊道焊满：通过双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至背面焊道首段焊满；s2-5、余段焊接：
重复步骤s2-1至s2-4继续进行下一段焊接，如此重复直至整个焊道焊接完成，每段铺焊长度为800mm，得到焊接板；s3、焊后去应力：对焊接板进行整体加热，加热升温速率为15℃/min，将焊道加热至558℃，保温处理2h，然后加热升温速率不变，升温至1050℃，保温3h。
38.步骤s2中进行双面轮换多道次铺焊焊接时，采用氩气作为保护气体对焊接处进行气氛保护，氩气的纯度为98%，步骤s2-2中清根处理的方法为：先用手持角向抛光机打磨，去除焊道底部的焊瘤、棱边及飞溅物；再用200目的砂纸磨抛焊道处的氧化色，角向抛光机型号：s1m-ff03-1001a，技术参数：220v-50hz-710w，角向抛光机的磨盘采用强力弹性磨盘，磨盘转速为1100r/min，磨料粒度：a60，规格：φ100
×
16mm。
39.gh4099镍基高温合金板由以下质量百分比的化学成分组成：c：0.05wt%、cr：18.00wt%、w：6.00wt%，mo：4.00wt%、al：2.00wt%、ti：1.3wt%、co：6.00wt%、fe：1.00wt%、b：0.003wt%、ce：0.01wt%、mn：0.30wt%、si：0.40wt%、p：0.011wt%、s：0.013wt%、mg：0.09wt%、余量为ni。
40.gh4099镍基高温合金板焊接处开x型坡口的坡口间隙b为3mm，坡口角度α为50
°
，正反面坡口深度h均为19/40l，即正反面坡口深度h均为19mm，l为gh4099镍基高温合金板厚度，钝边c为2mm，若正反面坡口深度不同，起焊时，优先焊接坡口深度较深一面的焊道。
41.hgh99焊丝由以下质量百分比的化学成分组成：c：0.04wt%、si：0.04wt%、mn：0.35wt%、s：0.011wt%、p：0.011wt%、cr：18.00wt%、fe：2.00wt%、w：6.00wt%、mo：4.00wt%、al：2.00wt%、ti：3.0wt%、co：7.0wt%、b：0.003wt%、ce：0.018wt%、mg：0.008wt%，余量为ni。
42.双面轮换多道次铺焊焊接时，钨极尺寸为3.0mm，焊接电流为180a，电压为10v，焊接速度为2mm/s。
43.在步骤s3完成后需要对焊接部位进行外观检验，外观检验的方法为采用x射线对焊接部位进行照射，检验合格标准为：无气孔、夹杂、无未熔透、无未熔合缺陷。
44.在步骤s3完成后需要后对焊接部位进行强度检验，强度检验的方法为：先将未经过焊接的gh4099镍基高温合金板进行拉伸强度检测，得到拉伸强度a为1100mpa，再对焊接后的焊接部位进行拉伸强度检测，得到拉伸强度b为954mpa，计算对比拉伸强度c为935mpa，c=0.85
×
a，b≥c，即焊接合格。
45.步骤s1中冷却的方式为冷却液冷却，冷却液由以下重量份的成分组成：1.5份丙二醇、7.8份油酸乙二醇酯、0.8份聚二甲基硅氧烷、1份聚乙烯醇、1.5份磷酸三钠、5份紫草油、4份季戊四醇、8份甘油、15份去离子水。
46.在步骤s2中，对冷却后的gh4099镍基高温合金板开完x型坡口后，需要对焊道进行抛光和清洗，抛光时采用的抛光剂由以下重量份的成分组成：2.5份碳酸氢钠、13份去离子水、4份甲醇、8份氧化铝粉末、1.5份聚乙二醇、4份乙二醇、7份硅胶粉，清洗所用的清洗液由无水乙醇与丙酮按照质量比2:1混合制成。
47.实施例3：一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，包括以下步骤：s1、固溶处理：将gh4099镍基高温合金板放入预热好的高温炉中进行固溶处理，gh4099镍基高温合金板厚为50mm，固溶处理的温度为1160℃，保温时长为3h，然后进行冷却，得到冷却后的
gh4099镍基高温合金板；s2、双面焊接：将冷却后的gh4099镍基高温合金板焊接处开x型坡口，将需要焊接的冷却后的gh4099镍基高温合金板的x型坡口对齐，选用直径为2mm的hgh99焊丝进行双面轮换多道次铺焊焊接，双面轮换多道次铺焊焊接方法为：s2-1、首段正面铺焊：先进行首段正面铺焊，首段正面铺焊完成后，停焊，自然冷却至100℃后，进行首段下一层铺焊，如此往复至焊接厚度达到正面焊道1/2厚度为止，然后进行翻面；s2-2、首段背面铺焊：对正面焊道的底部进行清根处理后，再通过双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道进行首段焊接，焊接完成后进行翻面；s2-3、首段正面焊道焊满：通过双面轮换多道次铺焊焊接的方法对正面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至正面焊道首段焊满后进行翻面；s2-4、首段背面焊道焊满：通过双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至背面焊道首段焊满；s2-5、余段焊接：重复步骤s2-1至s2-4继续进行下一段焊接，如此重复直至整个焊道焊接完成，每段铺焊长度为1000mm，得到焊接板；s3、焊后去应力：对焊接板进行整体加热，加热升温速率为20℃/min，将焊道加热至600℃，保温处理3h，然后加热升温速率不变，升温至1100℃，保温4h。
48.步骤s2中进行双面轮换多道次铺焊焊接时，采用氩气作为保护气体对焊接处进行气氛保护，氩气的纯度为99%，步骤s2-2中清根处理的方法为：先用手持角向抛光机打磨，去除焊道底部的焊瘤、棱边及飞溅物；再用400目的砂纸磨抛焊道处的氧化色，角向抛光机型号：s1m-ff03-1001a，技术参数：220v-50hz-710w，角向抛光机的磨盘采用强力弹性磨盘，磨盘转速为1300r/min，磨料粒度：a60，规格：φ100
×
16mm。
49.gh4099镍基高温合金板由以下质量百分比的化学成分组成：c：0.08wt%、cr：20.00wt%、w：7.00wt%，mo：4.50wt%、al：2.40wt%、ti：1.5wt%、co：8.00wt%、fe：2.00wt%、b：0.005wt%、ce：0.02wt%、mn：0.40wt%、si：0.50wt%、p：0.015wt%、s：0.015wt%、mg：0.10wt%、余量为ni。
50.gh4099镍基高温合金板焊接处开x型坡口的坡口间隙b为4mm，坡口角度α为60
°
，正面坡口深度h为2/5l，即正面坡口深度h为20mm，反面坡口深度h为3/5l-3mm，即正面坡口深度h为27mm，l为gh4099镍基高温合金板厚度，钝边c为3mm，若正反面坡口深度不同，起焊时，优先焊接坡口深度较深一面的焊道。
51.hgh99焊丝由以下质量百分比的化学成分组成：c：0.05wt%、si：0.05wt%、mn：0.40wt%、s：0.015wt%、p：0.015wt%、cr：20.00wt%、fe：2.00wt%、w：7.00wt%、mo：4.50wt%、al：2.40wt%、ti：5.0wt%、co：8.0wt%、b：0.005wt%、ce：0.020wt%、mg：0.01wt%，余量为ni。
52.双面轮换多道次铺焊焊接时，钨极尺寸为5.0mm，焊接电流为200a，电压为11v，焊接速度为3mm/s。
53.在步骤s3完成后需要对焊接部位进行外观检验，外观检验的方法为采用x射线对焊接部位进行照射，检验合格标准为：无气孔、夹杂、无未熔透、无未熔合缺陷。本实施例的焊接处金相组织图如图2所示，外观检验结果为合格。
54.在步骤s3完成后需要后对焊接部位进行强度检验，强度检验的方法为：先将未经过焊接的gh4099镍基高温合金板进行拉伸强度检测，得到拉伸强度a为1080mpa，再对焊接后的焊接部位进行拉伸强度检测，得到拉伸强度b为988mpa，计算对比拉伸强度c为918mpa，c=0.85
×
a，b≥c，即焊接合格。
55.步骤s1中冷却的方式为冷却液冷却，冷却液由以下重量份的成分组成：2份丙二醇、8份油酸乙二醇酯、1份聚二甲基硅氧烷、2份聚乙烯醇、2份磷酸三钠、8份紫草油、5份季戊四醇、10份甘油、20份去离子水。
56.在步骤s2中，对冷却后的gh4099镍基高温合金板开完x型坡口后，需要对焊道进行抛光和清洗，抛光时采用的抛光剂由以下重量份的成分组成：3份碳酸氢钠、15份去离子水、5份甲醇、10份氧化铝粉末、2份聚乙二醇、5份乙二醇、9份硅胶粉，清洗所用的清洗液由无水乙醇与丙酮按照质量比2:1混合制成。
57.对实施例1至实施例3中所焊接的gh4099镍基高温合金板进行力学性能检测，检测结果如表1所示：表1：实施例1-实施例3焊接性能对比表
58.通过表1对比可知，实施例3的焊接效果最好，因此实施例3为最佳实施例。

技术特征：
1.一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、固溶处理：将gh4099镍基高温合金板放入预热好的高温炉中进行固溶处理，所述gh4099镍基高温合金板厚为30-50mm，固溶处理的温度为1080-1160℃，保温时长为0.8-3h，然后进行冷却，得到冷却后的gh4099镍基高温合金板；s2、双面焊接：将冷却后的gh4099镍基高温合金板焊接处开x型坡口，将需要焊接的冷却后的gh4099镍基高温合金板的x型坡口对齐，选用直径为1-2mm的hgh99焊丝进行双面轮换多道次铺焊焊接，所述双面轮换多道次铺焊焊接方法为：s2-1、首段正面铺焊：先进行首段正面铺焊，首段正面铺焊完成后，停焊，自然冷却至60-100℃后，进行首段下一层铺焊，如此往复至焊接厚度达到正面焊道1/2厚度为止，然后进行翻面；s2-2、首段背面铺焊：对正面焊道的底部进行清根处理后，再通过所述双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道进行首段焊接，焊接完成后进行翻面；s2-3、首段正面焊道焊满：通过所述双面轮换多道次铺焊焊接的方法对正面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至正面焊道首段焊满后进行翻面；s2-4、首段背面焊道焊满：通过所述双面轮换多道次铺焊焊接的方法对背面焊道剩余1/2厚度进行再次焊接，直至背面焊道首段焊满；s2-5、余段焊接：重复步骤s2-1至s2-4继续进行下一段焊接，如此重复直至整个焊道焊接完成，每段铺焊长度≤1000mm，得到焊接板；s3、焊后去应力：对所述焊接板进行整体加热，加热升温速率为10-20℃/min，将焊道加热至550-600℃，保温处理1.5-3h，然后加热升温速率不变，升温至1000-1100℃，保温2-4h。2.如权利要求1所述的一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，其特征在于，所述步骤s2中进行双面轮换多道次铺焊焊接时，采用氩气作为保护气体对焊接处进行气氛保护，氩气的纯度≥98%，步骤s2-2中所述清根处理的方法为：先用手持角向抛光机打磨，去除焊道底部的焊瘤、棱边及飞溅物；再用120-400目的砂纸磨抛焊道处的氧化色，角向抛光机的磨盘采用强力弹性磨盘，磨盘转速为1000-1300r/min，磨料粒度：a60，规格：φ100
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16mm。3.如权利要求1所述的一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，其特征在于，所述gh4099镍基高温合金板由以下质量百分比的化学成分组成：c≤0.08wt%、cr：17.00-20.00wt%、w：5.00-7.00wt%，mo：3.50-4.50wt%、al：1.70-2.40wt%、ti：1.00-1.5wt%、co：5.00-8.00wt%、fe≤2.00wt%、b≤0.005wt%、ce≤0.02wt%、mn≤0.40wt%、si≤0.50wt%、p≤0.015wt%、s≤0.015wt%、mg≤0.10wt%、余量为ni。4.如权利要求1所述的一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，其特征在于，所述gh4099镍基高温合金板焊接处开x型坡口的坡口间隙b为1mm≤b≤4mm，坡口角度α为40
°
≤α
≤60
°
，坡口深度h为l/3l≤h≤2/3l-1，l为gh4099镍基高温合金板厚度，钝边c为1mm≤c≤3mm，若正反面坡口深度不同，起焊时，优先焊接坡口深度较深一面的焊道。5.如权利要求1所述的一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，其特征在于，所述hgh99焊丝由以下质量百分比的化学成分组成：c≤0.06wt%、si≤0.05wt%、mn≤0.40wt%、s≤0.015wt%、p≤0.015wt%、cr：17.00-20.00wt%、fe≤2.00wt%、w：5.00-7.00wt%、mo：3.50-4.50wt%、al：1.70-2.40wt%、ti：1.0-5.0wt%、co：5.0-8.0wt%、b≤0.005wt%、ce≤0.020wt%、mg≤0.01wt%，余量为ni。6.如权利要求1所述的一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，其特征在于，所述双面轮换多道次铺焊焊接时，钨极尺寸为2.1-5.0mm，焊接电流为160-200a，电压为9-11v，焊接速度为1-3mm/s。7.如权利要求1所述的一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，其特征在于，在所述步骤s3完成后需要对焊接部位进行外观检验，外观检验的方法为采用x射线对焊接部位进行照射，检验合格标准为：无气孔、夹杂、无未熔透、无未熔合缺陷。8.如权利要求1所述的一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，其特征在于，在所述步骤s3完成后需要后对焊接部位进行强度检验，强度检验的方法为：先将未经过焊接的gh4099镍基高温合金板进行拉伸强度检测，得到拉伸强度a，再对焊接后的焊接部位进行拉伸强度检测，得到拉伸强度b，计算对比拉伸强度c，c=0.85
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a，当b≥c时，即焊接合格。9.如权利要求1所述的一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，其特征在于，步骤s1中所述冷却的方式为冷却液冷却，所述冷却液由以下重量份的成分组成：1-2份丙二醇、7-8份油酸乙二醇酯、0.5-1份聚二甲基硅氧烷、0.5-2份聚乙烯醇、1-2份磷酸三钠、4-8份紫草油、3-5份季戊四醇、4-10份甘油、10-20份去离子水。10.如权利要求1所述的一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，其特征在于，在步骤s2中，对冷却后的gh4099镍基高温合金板开完x型坡口后，需要对焊道进行抛光和清洗，所述抛光时采用的抛光剂由以下重量份的成分组成：2-3份碳酸氢钠、10-15份去离子水、3-5份甲醇、7-10份氧化铝粉末、1-2份聚乙二醇、3-5份乙二醇、4-9份硅胶粉，所述清洗所用的清洗液由无水乙醇与丙酮按照质量比2:1混合制成。

技术总结
本发明公开了一种高温合金厚板氩弧焊焊接成型方法，属于焊接技术领域，包括S1、固溶处理：将GH4099镍基高温合金板放入预热好的高温炉中进行固溶处理，所述GH4099镍基高温合金板厚为30-50mm，固溶处理的温度为1080-1160℃，保温时长为0.8-3h，然后进行冷却，得到冷却后的GH4099镍基高温合金板；S2、双面焊接：将冷却后的GH4099镍基高温合金板焊接处开X型坡口，将需要焊接的冷却后的GH4099镍基高温合金板的X型坡口对齐，选用直径为1-2mm的HGH99焊丝进行双面轮换多道次铺焊焊接；S3、焊后去应力：对所述焊接板进行整体加热；采用本发明的焊接成形方法，使试板或产品焊接变形小，无裂纹，焊接层间无缺陷，焊接性能达到使用要求，能有效避免焊后出现翘曲，裂纹和层间缺陷。裂纹和层间缺陷。裂纹和层间缺陷。


技术研发人员：武慧慧 刘丹 黄超 曾鑫辉 王言眸 李田成 平一恒
受保护的技术使用者：陕西长羽航空装备股份有限公司
技术研发日：2023.07.03
技术公布日：2023/8/1