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摘要：随着工业的发展，被焊接的材料种类越来越多，各类产品日益向着高温、高压、高寿命、大型化方向发展。等离子弧焊接，是现代科学领域中的一项新技术，它是利用高温、高压的等离子弧来进行焊接的工艺方法，它不仅能焊接普通常用材料，而且还能焊接一般工艺方法难于加工的材料，因而它是一种有发展前途的先进焊接工艺。
关键词：高温合金;等离子弧;小孔效应
航空仪器上的很多零部件，是在高温和极其复杂的载荷条件下进行工作，如飞机发动机涡轮盘、加力燃烧室、尾喷管等，这些零部件一般都是采用高温合金来制造。虽然高温合金具有良好热稳定性和高的热强度，但在应用过程中，由于诸多因素的影响，也经常会产生裂纹、腐蚀、烧伤等缺陷。CH132是一种使用较为广泛的高温合金，现就以此合金为例，针对CH132高温合金燃烧室燃气腐蚀的损伤，采用等离子弧焊接技术进行修复，不仅可以大大缩短了修复工期，而且经等离子弧焊接修复后，焊缝质量完全能够满足使用要求。
CH132合金是一种时效强化的铁基高温合金，主要含有的Ti、Al、Mo 等元素，这些元素焊接时在560℃以上，生成的氧化物，结构疏松，氧极易穿过，使基体继续氧化，直至被氧化烧损，使焊接接头强度性能降低;再者，该合金具有单相奥氏体组织，导热性差，线膨胀系数大，焊接时会产生较大的焊接应力;另外，合金中含有Mn、Si、Ti和B等元素，在焊接过程中，容易形成低熔点共晶偏析，在焊接应力和低熔点共晶体的共同作用下，增加了形成焊接热裂纹倾向。除此以外，在锻造加工、焊接、及热处理等工艺参数选择不当时，也会成为产生裂纹的原因。
采用等离子弧焊接修复时，设备采用LH-300型等离子弧焊机;焊枪为对中可调试焊枪，使用的喷嘴为有压缩段的收敛扩散三孔型喷嘴。这种焊枪对等离子弧的性能、焊接过程的稳定性，起着决定性的作用。LH-300型等离子弧焊机，配对中可调试焊枪，能保证电弧的稳定，引弧转弧方便，电弧压缩性能良好，电极与喷嘴的对中性准确。
GH132高温合金等离子弧焊接的工艺参数选择如下：
高温合金焊接时须注意以下几个特点：
1、 合金元素在高温状态下易氧化;
2、 该合金线膨胀系数大、导热性差，容易引起焊接变形;
3、 合金组元复杂，在一定温度下，易产生低熔点共晶体，形成了裂纹的条件之一，故要注意防止产生热裂纹。
4、 另外要注意的是，焊缝的化学成分，对接头性能的影响，如焊接接头的耐腐蚀性能、耐晶间腐蚀性能和热强性等。
GH132这种高温合金，在使用过程中，由于燃烧室燃气腐蚀的损伤，需要进行腐蚀修复。等离子弧焊接修复方法，修复效果良好，不仅缩短了修复工期，而且易保证修复质量，和其他焊接方法比，有很大的优势。但修复焊接时，需要采用一些工艺方法，来保证修复效果，完全达到使用要求，故修复焊接时，需要采用以下工艺措施：
（1）焊前准备
焊接前，首先进行清理，必须将焊口两侧的油、污及表面氧化层，彻底清除干净。可采用酸洗或机械清理的方法。
例如，用丙酮溶液除去焊口两侧100mm内的油污，用细纱布除去两侧50mm内的氧化层，直至露出金属光泽，再用棉纱蘸丙酮擦洗2～3遍，即可进行焊接。焊接时需要留一定的接头间隙，一般应在0.5～1.5mm之内，使焊口完全熔透，从而保证焊接修复质量。
（2）焊缝区域的保护
为保证焊接质量和合理使用保护气体，在焊缝正面附加弧形拖罩保护，弧形拖罩长度为150mm，弧形拖罩的半径为工件半径再加5～8mm，焊缝背面采用分段跟踪通气保护，保护效果决定修复质量的好坏，所以要有良好的保护方法。
（3）工艺要点
① 焊接时不开坡口，用穿透型等离子弧焊接，也称等离子弧小孔焊接。它采用转移型弧，利用压缩程度较强的等离子弧能量集中，等离子气流喷出速度较大，故穿透力很强的特点，将工件完全熔透，在等离子流的作用下，形成一个穿透工件的小孔，并由母材背面喷出，利用小孔效应穿透焊缝，使熔化金属被排挤在小孔周围，形成单面焊双面成形焊缝。焊接时不加填充焊丝，收弧时填加0.8mm的GH113焊丝。焊接接头处应有30mm左右的重叠，息弧时电流、气流同时衰减，并送焊丝填满弧坑，防止产生收弧缺陷。
② 收弧是等离子弧焊接的“小孔效应”逐渐消失、直至电弧熄灭的过程。收弧参数选择不适当，可能造成气孔、裂纹、弧坑等缺陷。合理地选择焊接电流、离子气流量、焊接速度的衰减、焊枪与工件的位置等参数，各项参数在一定范围内可多种合理的匹配，气孔是可以消除的，而且均能获得良好的焊缝成形。应使熔池由穿透到不穿透，直至熔池消失这一过程圆滑均匀过渡。收弧时，不填满熔池会出现弧坑或弧坑裂纹，为此应增加填充金属，减慢焊接速度来消除。
试验表明，高温合金的等离子弧焊接过程稳定，焊接速度快，热影响区小，变形小，熔池保护效果好，焊缝正反面成形美观，焊缝内部质量好，生产效率高。厚度为6mm的高温合金等离子弧焊，焊接接头的力学性能与氩弧焊接接头基本相同，但热稳定性和抗腐蚀能力明显高于氩弧焊接头，非常值得推广和应用。
参考文献
〔1〕《焊工工艺学》 中国劳动社会保障出版社 96版
〔2〕《异种金属焊接技术指南》 刘凯编著，机械工业出版社 2004
关键词：高温合金;等离子弧;小孔效应
航空仪器上的很多零部件，是在高温和极其复杂的载荷条件下进行工作，如飞机发动机涡轮盘、加力燃烧室、尾喷管等，这些零部件一般都是采用高温合金来制造。虽然高温合金具有良好热稳定性和高的热强度，但在应用过程中，由于诸多因素的影响，也经常会产生裂纹、腐蚀、烧伤等缺陷。CH132是一种使用较为广泛的高温合金，现就以此合金为例，针对CH132高温合金燃烧室燃气腐蚀的损伤，采用等离子弧焊接技术进行修复，不仅可以大大缩短了修复工期，而且经等离子弧焊接修复后，焊缝质量完全能够满足使用要求。
CH132合金是一种时效强化的铁基高温合金，主要含有的Ti、Al、Mo 等元素，这些元素焊接时在560℃以上，生成的氧化物，结构疏松，氧极易穿过，使基体继续氧化，直至被氧化烧损，使焊接接头强度性能降低;再者，该合金具有单相奥氏体组织，导热性差，线膨胀系数大，焊接时会产生较大的焊接应力;另外，合金中含有Mn、Si、Ti和B等元素，在焊接过程中，容易形成低熔点共晶偏析，在焊接应力和低熔点共晶体的共同作用下，增加了形成焊接热裂纹倾向。除此以外，在锻造加工、焊接、及热处理等工艺参数选择不当时，也会成为产生裂纹的原因。
采用等离子弧焊接修复时，设备采用LH-300型等离子弧焊机;焊枪为对中可调试焊枪，使用的喷嘴为有压缩段的收敛扩散三孔型喷嘴。这种焊枪对等离子弧的性能、焊接过程的稳定性，起着决定性的作用。LH-300型等离子弧焊机，配对中可调试焊枪，能保证电弧的稳定，引弧转弧方便，电弧压缩性能良好，电极与喷嘴的对中性准确。
GH132高温合金等离子弧焊接的工艺参数选择如下：
高温合金焊接时须注意以下几个特点：
1、 合金元素在高温状态下易氧化;
2、 该合金线膨胀系数大、导热性差，容易引起焊接变形;
3、 合金组元复杂，在一定温度下，易产生低熔点共晶体，形成了裂纹的条件之一，故要注意防止产生热裂纹。
4、 另外要注意的是，焊缝的化学成分，对接头性能的影响，如焊接接头的耐腐蚀性能、耐晶间腐蚀性能和热强性等。
GH132这种高温合金，在使用过程中，由于燃烧室燃气腐蚀的损伤，需要进行腐蚀修复。等离子弧焊接修复方法，修复效果良好，不仅缩短了修复工期，而且易保证修复质量，和其他焊接方法比，有很大的优势。但修复焊接时，需要采用一些工艺方法，来保证修复效果，完全达到使用要求，故修复焊接时，需要采用以下工艺措施：
（1）焊前准备
焊接前，首先进行清理，必须将焊口两侧的油、污及表面氧化层，彻底清除干净。可采用酸洗或机械清理的方法。
例如，用丙酮溶液除去焊口两侧100mm内的油污，用细纱布除去两侧50mm内的氧化层，直至露出金属光泽，再用棉纱蘸丙酮擦洗2～3遍，即可进行焊接。焊接时需要留一定的接头间隙，一般应在0.5～1.5mm之内，使焊口完全熔透，从而保证焊接修复质量。
（2）焊缝区域的保护
为保证焊接质量和合理使用保护气体，在焊缝正面附加弧形拖罩保护，弧形拖罩长度为150mm，弧形拖罩的半径为工件半径再加5～8mm，焊缝背面采用分段跟踪通气保护，保护效果决定修复质量的好坏，所以要有良好的保护方法。
（3）工艺要点
① 焊接时不开坡口，用穿透型等离子弧焊接，也称等离子弧小孔焊接。它采用转移型弧，利用压缩程度较强的等离子弧能量集中，等离子气流喷出速度较大，故穿透力很强的特点，将工件完全熔透，在等离子流的作用下，形成一个穿透工件的小孔，并由母材背面喷出，利用小孔效应穿透焊缝，使熔化金属被排挤在小孔周围，形成单面焊双面成形焊缝。焊接时不加填充焊丝，收弧时填加0.8mm的GH113焊丝。焊接接头处应有30mm左右的重叠，息弧时电流、气流同时衰减，并送焊丝填满弧坑，防止产生收弧缺陷。
② 收弧是等离子弧焊接的“小孔效应”逐渐消失、直至电弧熄灭的过程。收弧参数选择不适当，可能造成气孔、裂纹、弧坑等缺陷。合理地选择焊接电流、离子气流量、焊接速度的衰减、焊枪与工件的位置等参数，各项参数在一定范围内可多种合理的匹配，气孔是可以消除的，而且均能获得良好的焊缝成形。应使熔池由穿透到不穿透，直至熔池消失这一过程圆滑均匀过渡。收弧时，不填满熔池会出现弧坑或弧坑裂纹，为此应增加填充金属，减慢焊接速度来消除。
试验表明，高温合金的等离子弧焊接过程稳定，焊接速度快，热影响区小，变形小，熔池保护效果好，焊缝正反面成形美观，焊缝内部质量好，生产效率高。厚度为6mm的高温合金等离子弧焊，焊接接头的力学性能与氩弧焊接接头基本相同，但热稳定性和抗腐蚀能力明显高于氩弧焊接头，非常值得推广和应用。
参考文献
〔1〕《焊工工艺学》 中国劳动社会保障出版社 96版
〔2〕《异种金属焊接技术指南》 刘凯编著，机械工业出版社 2004