CWAN 0044-2000 超薄镍基高温合金激光微焊接工艺规范

ICS25.160.20

J33

中国焊接协会团体标准

T/CWAN0044—2020

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超薄镍基高温合金激光微焊接工艺规范

Specificationoflasermicro-weldingprocessofultra-thinNibasedsuperalloys

2020-08-11发布2020-09-01实施

中国焊接协会发布

T/CWAN0044—2020

超薄镍基高温合金激光微焊接工艺规范

1范围

本文件规定了超薄镍基高温合金的激光微焊接工艺规范。

本文件适用于用于厚度不超过0.5mm的镍基高温合金的激光微焊接。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T3375焊接术语

GB/T4842氩

GB/T4844纯氦、高纯氦和超纯氦

GJB3318A—2006航空用高温合金冷轧带材规范

HB5299.2—2014航空工业焊接操作人员资格鉴定与认证第2部分:电子束焊及激光焊

HB5363—1995焊接工艺质量控制

YB/T5247—2012焊接用高温合金冷拉丝

T/CWAN0009—2018焊接术语-熔化焊

3术语和定义

GB/T3375和T/CWAN0009—2018规定的以及下列术语和定义适用于本文件。

3.1

镍基高温合金Nibasedsuperalloy

镍基高温合金是指能够在600℃以上温度长期稳定服役的一类以镍元素为基体的金属材料。

3.2

引弧板startingweldtab

为了在焊接起始位置获得正常尺寸及成形的焊缝截面而在焊接前装配的一块与待焊母材同种材质

的金属板，在这块板上开始起弧，焊后切割掉。

3.3

引出板runoffweldtab

为了在焊接结束位置获得正常尺寸及成形的焊缝截面而在焊接前装配的一块与待焊母材同种材质

的金属板，在这块板上收弧，焊后切割掉。

4一般要求

4.1人员

4.1.1从事超薄镍基高温合金激光微焊接的人员应经过相应的专项培训，并通过相应的考核、鉴定和认

证，取得上岗证书后方能上岗操作，考核、鉴定和认证按照HB5299.2-2014执行。

4.2设备及仪器仪表

4.2.1超薄镍基高温合金的激光微焊接应在专用的激光焊接设备上进行，激光微焊接设备应定期进行检

定；

4.2.2设备在安装、搬迁、大修或停止使用一年以上时，应进行检定并进行工艺参数确认，合格后方可

投入使用；

4.2.3激光焊接设备连入的电源网路电压波动不应超过额定值的±10%，否则应配备稳压器；

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4.2.4激光器在更换激光发生物质后，应检查激光功率的输出情况，并进行工艺参数确认；

4.2.5激光焊接设备的激光器功率应满足待焊接头厚度要求，并配有气体侧吹装置；

4.3材料

4.3.1焊接的母材应符合零件的相关工艺技术文件的要求或者GJB3318A—2006的相关规定；

4.3.2焊丝应符合YB/T5247—2012或其它标准文件的相关规定；

4.3.3焊丝应按图纸或技术文件要求选用，图纸和技术文件未作规定时，可选用与母材牌号相同的焊丝

或剪切板条；

4.3.4作业现场的焊丝应在焊丝端头处涂以不同颜色的油漆作为识别记号，或在焊丝的一端贴上注明焊

丝牌号和炉批号的标签，常用的镍基高温合金焊丝推荐按照表1中规定进行涂漆。

表1推荐常用镍基高温合金焊丝端头涂漆颜色

编号焊丝牌号涂漆颜色

1HGH4169绿色

2HGH4738黄色

3HGH4145蓝色

4HGH3625紫色

4.3.5超薄镍基高温合金激光焊接一般采用纯度为99.99%的纯氩气作为保护气体，有特殊要求时，可

采用纯氦气或氦氩混合气体。纯氩气应符合GB/T4842的要求，纯氦气应符合GB/T4844的要求；当瓶

装保护气的压力低于0.49MPa时应停止使用。

4.4焊接工艺文件

4.4.1焊接工艺文件可参照本标准要求编制，工艺文件应包括但不限于以下焊接参数：

a)脉冲波形；

b)脉冲功率（焊接电流）；

c)脉冲宽度；

d)脉冲频率；

e)光斑直径；

f)氩气流量；

g)焊接速度；

对于返修焊，也应该编制返修焊工艺文件。

4.4.2焊接工艺规程应包括工艺参数评定过程及结果记录。

4.5环境

4.5.1温度应保持在10℃~35℃范围内，对焊接质量要求特别严格的，温度应控制在23±5℃范围内；

4.5.2相对湿度不大于60%。

5焊接工艺

5.1焊前清理

5.1.1采用机械方法或者化学方法清理母材待焊区的正、反两面以及焊丝表面的氧化层、油漆、油脂或

其它附着物；

5.1.2清理完成到正式焊接的时间超过24h的试样应重新清理。

5.2焊接装配

试件焊接装配应按照技术文件或工艺规程的要求装配，焊接装配过程要避免二次污染。安装过程中，

夹具应均匀、对称用力，避免结构件不均匀受力。

5.3工艺参数确定

5.3.1可以通过焊接试件或试样确定焊接工艺参数，试件的接头形式、材料厚度、热处理状态、批次和

焊接质量要求应与产品一致，所用设备、焊接材料、焊接工艺参数与产品一致，试件接头质量应满足设

计文件要求。

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5.3.2正式产品焊接前应通过试件或样件焊接进行工艺参数验证，验证后方可进行正式焊接。

5.4定位焊接

5.4.1定位焊缝的位置、长度、间距和施焊次序，应符合相关工艺文件的规定；

5.4.2定位焊缝的焊接工艺参数、填充材料应和正式焊接相同，宽度和余高不应超过焊缝尺寸的75%，

确保能被正式焊接的焊缝完全覆盖；

5.4.3定位焊缝上不应有裂纹、气孔、夹杂等缺陷，出现这些缺陷时应在正式焊接前清除。

5.5焊接

5.5.1超薄金属结构件的激光微焊接完整的工艺过程包括起焊、焊接、终焊过程；

5.5.2焊接工艺参数与所选用的材料厚度相匹配，推荐的典型镍基高温合金焊接参数范围可参考表2,

其中搭接接头材料厚度为上板厚度；

表2推荐的典型高温合金焊接参数

母材厚度焊接电流脉冲宽度脉冲频率光斑直径焊接速度氩气流量

脉冲波形

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≤平顶方波

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当产品余量不足或不允许在产品上起焊、终焊时，可采用引弧板和引出板的方法。引弧板与引出

板的材质、状态、装夹要求应与工件保持一致，引弧板、引出板的宽度应根据焊件的结构确定；

5.5.4焊接操作中如发生设备不稳定、焊接位置偏离、严重质量问题时，应终止焊接，采取相应措施，

确认故障排除后方可进行焊接。

6焊接缺陷及其修补工艺

6.1焊接缺陷及其产生原因

焊接过程常见的焊接缺欠及产生原因如附录A所示。

6.2焊接缺陷修补工艺

6.2.1焊件宜在固溶或退火状态下补焊,焊后需热处理的焊件宜在热处理前补焊；

6.2.2气孔、来杂物、裂纹、未焊透和未熔合等缺陷应用机械方法排除,并用原定的检验方法再次检验。

确信缺陷已排除,方可补焊；

6.2.3补焊使用的焊接工艺、焊丝种类应与正式焊接的保持一致；

6.2.4HB5363-1995中规定的一、二级焊缝最多允许补焊二次,特殊情况下需经技术负责部门研究决定

是否增加补焊次数。

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附录A

（资料性）

常见焊接缺陷及其产生原因

A.1常见焊接缺陷及其产生原因如表A.1所示。

表A.1常见的焊接缺陷及产生原因

序号缺陷名称缺陷产生的原因

1未焊透1.焊接线能量过小，焊速过快

2咬边1.焊接线能量过大，且速度快

1.母材或填充材料的淬火倾向较大

3焊缝及热影响区裂纹

2.焊接线能量偏大

1.工件及焊丝清理不良

4气孔和疏松2.保护气体不纯

3.焊接速度过快