CN102350564A - 一种进气机匣集气罩带锁底焊缝氩弧焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种某型机进气机匣集气罩带锁底焊缝氩弧焊接方法，其步骤为：构建开敞式集气罩与进气机匣锁底焊缝区搭接结构；通过用材料和结构相同的焊接工艺件进行氩弧焊试验焊接确定集气罩带锁底焊缝的氩弧焊焊接工艺参数；用小电流对焊接区底部进行封底焊透；填加适量焊丝，用确定的焊接工艺参数、采用自动氩弧焊将焊接区填满，形成氩弧焊焊缝；最后对氩弧焊缝的表面进行着色检查，无缺陷即为合格。本焊接方法解决此前进气机匣集气罩带锁底焊缝采用氩弧焊接无法解决的焊缝出现裂纹和未焊透质量问题；比用电子束焊接，可提高生产效率，节约生产成本。

Description

一种进气机匣集气罩带锁底焊缝氩弧焊接方法

技术领域

本发明涉及金属焊接技术，特别是一种对某型机进气机匣集气罩带锁底焊缝的氩弧焊接方法。

背景技术

某型机进气机匣焊接机加组合件，主体材料为钛合金TC4，如图1和图2所示，由内环、外环连接十九个空心整流支板构成，外机匣支板安装座处的整环集气罩，有六十四条焊缝，其中集气罩1与进气机匣2外机匣由锁底结构焊缝连接，内部为一封闭腔体。焊接后要求不得有裂纹、未熔合和未焊透现象，对气孔数量也有严格限制。该处焊缝结构如附图3所示，在进气机匣2外机匣外环沿圆周车出台阶，台面A承接集气罩1，台面宽度(即锁底)L1小头为0.8mm(大头亦为0.8mm)，锁底厚度1.5mm，外环与集气罩焊接对接面B高1.5mm，集气罩厚1.2mm。因此处为钣金件同机加件相配合，集气罩装配时型面母线与进气机匣轴线成7°角，从而使焊接处出现间隙，不利于焊接能量传导和氩弧焊保护气体的畅通，直接影响焊接质量，焊接电流稍微增加，极易产生集气罩侧烧穿现象。此前采用氩弧焊生产的进气机匣，试车后有多台出现氩弧焊缝裂纹，经分解检查，发现焊缝出现裂纹的原因是焊缝焊透深度h仅有0.1-0.2mm，不符合合格焊缝要求的焊透深度(焊缝100％熔透，熔透深度不小于锁底厚度15％)。因此，不作改进，该焊缝结构直接采用氩弧焊接，其焊缝质量很难满足设计要求。

为使进气机匣与集气罩焊缝质量能符合设计要求，此前也曾采用过能使焊缝迅速成形和避免焊接区域氧化的高能束电子束焊接，但因进气机匣结构复杂(如图1所示)，集气罩与安装座又有装配位置限制，要同时满足集气罩与安装座的装配位置和电子束焊接前锁底焊缝搭接处的间隙，装配难度极大，生产效率低，加工成本高。

发明内容

本发明的目的是针对上述现有技术存在的问题提供一种经过改进的进气机匣集气罩带锁底焊缝氩弧焊接方法，该氩弧焊接方法可以解决上述未加改进的氩弧焊接无法解决的集气罩带锁底焊缝焊接后出现裂纹和未焊透的质量问题。

为达到上述目的，本发明提供的进气机匣集气罩带锁底焊缝氩弧焊接方法，按以下步骤进行：

(1)构建开敞式集气罩与进气机匣锁底焊缝区搭接结构：

将集气罩和进气机匣的焊接面分别加工成斜面，使集气罩与进气机匣的台面搭接后向上形成90°-120°敞角；集气罩与进气机匣的台面搭接宽度为0.3mm，集气罩和进气机匣焊接面底部间隙为1mm；

(2)确定氩弧焊接工艺参数：

用材料和结构相同的焊接工艺件(试片)进行氩弧焊试验焊接：使用少量焊丝，先用小电流、手弧焊对焊接工艺件的焊接区进行封底焊，焊透；然后在焊接区填适量焊丝，采用自动氩弧焊将焊接区填满，形成焊缝；记下试验焊接的工艺参数，经检验焊缝尺寸和焊接质量符合设计工艺要求后，将试验焊接的封底焊焊接工艺参数和自动氩弧焊焊接工艺参数确定为进气机匣集气罩带锁底焊缝氩弧焊焊接工艺参数；

(3)使用少量焊丝，按步骤(2)确定的封底焊焊接艺参数，用手弧焊对集气罩焊接区的底部进行封底焊接，焊透；

(4)在焊接区填适量焊丝，按步骤(2)确定的自动氩弧焊焊接工艺参数，用自动氩弧焊将焊接区填满，形成氩弧焊缝；

(5)对氩弧焊缝的表面进行着色检查，表面无缺陷焊缝合格，集气罩带锁底焊缝氩弧焊接工艺完成。

本发明的有益效果是：

通过构建开敞式集气罩与进气机匣锁底焊缝区搭接结构及采用小电流氩弧焊封底和填丝氩弧焊焊接的工艺改进，使氩弧焊焊接用于某型机进气机匣集气罩带锁底焊缝焊接工艺上可行，解决了原有进气机匣集气罩带锁底焊缝氩弧焊接无法解决的焊缝出现裂纹、未熔合和未焊透的质量问题；用以代替电子束焊接，工作效率可提高20％以上，节约生产成本每台可达人民币一万元。

附图说明

图1为进气机匣的正面结构示意图；

图2为沿图1A-A剖视图；

图3为背景技术中所述现有集气罩与进气机匣锁底焊缝区搭接结构示意图；

图4为本发明集气罩与进气机匣锁底焊缝区搭接结构示意图；

图5为集气罩焊接区小电流氩弧焊封底焊透示意图；

图6为集气罩焊接区填丝氩弧焊形成焊缝示意图。

图中：1-集气罩，2-进气机匣，A-进气机匣外环沿圆台阶台面，B-进气机匣外环与集气罩焊接对接面，C-集气罩焊接区底部，D-氩弧焊缝。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步描述。

本实施例是针对某批次炉号进气机匣毛料所进行的集气罩带锁底焊缝氩弧焊接，具体操作步骤是：

(1)构建敞开式集气罩与进气机匣锁底焊缝区搭接结构：

将集气罩1和进气机匣2的焊接面分别加工成30°斜面，使集气罩与进气机匣的台面搭接后向上形成120°敞角；集气罩与进气机匣的台面搭接宽度为0.3mm，集气罩和进气机匣焊接面底部间隙为1mm；

(2)确定氩弧焊接工艺参数：

用同批次炉号材料制做与步骤(1)焊缝区搭接结构相同的焊接工艺件(试片)，先用小电流对工艺件进行手工氩弧焊封底焊接，然后填加焊丝，用自动氩弧焊将焊接区填满，形成焊缝。焊接后，沿焊缝横向剖切至少6处，对焊缝断面的焊接熔透深度和金相进行检查，焊透深度达到100％(即熔透深度不小于锁底厚度15％)、且金相检查无缺陷为合格焊缝，将其焊接工艺参数作为正式工件的焊接工艺参数。根据如此方法，本实施例最后确定的正式工件焊接工艺参数为，封底焊焊接工艺参数：HTC4，Φ1.2～1.6mm，钨极直径Φ1.6～2.0mm，氩气流量焊枪18～22L/min，背面保护25～30L/min，电流50～70A；自动氩弧焊焊接工艺参数：HTC4，Φ1.2～1.6mm，钨极直径Φ3.0mm，氩气流量焊枪15～20L/min，背面保护15～20L/min，电流110～120A，焊接速度0.17～0.23m/min，送丝速度0.20～0.40m/min。

(3)按步骤(2)确定的封底焊焊接工艺参数，采用手弧焊，用少量焊丝对集气罩焊接区的底部C进行封底焊，并焊透；

(4)在焊接区填适量焊丝，按步骤(2)确定的自动氩弧焊焊接工艺参数，用自动氩弧焊将焊接区填满，形成氩弧焊焊缝D；

(5)着色检查，本批次工件采用以上步骤获得的氩弧焊焊缝D表面无裂纹；经分解检查，焊缝焊透深度达到0.25mm，金相无缺陷，焊接质量完全达到设计要求。

需要说明的是上述焊接工艺参数有时效性。因不同批次炉号生产的毛料件(一般为30件)技术条件不可能完全一致，根据焊接要求，焊接工艺件与正式毛料件必须为同批次炉号毛料，由其确定的焊接工艺参数才适用于本批次毛料件焊接。因此，当毛料件批次改变时，要用新批次毛料重新制做焊接工艺件进行试验性焊接，对前批次焊接的工艺参数进行验证和修正。

Claims (1)

1.一种进气机匣集气罩带锁底焊缝氩弧焊接方法，其特征是按以下步骤进行： 

（1）构建开敞式集气罩与进气机匣锁底焊缝区搭接结构：

将集气罩和进气机匣的焊接面分别加工成斜面，使集气罩与进气机匣的台面搭接后向上形成90°—120°敞角；集气罩与进气机匣的台面搭接宽度为0.3mm，集气罩和进气机匣焊接面底部间隙为1 mm； 

（2）确定氩弧焊接工艺参数：

用材料和结构相同的焊接工艺件进行氩弧焊试验焊接：使用少量焊丝，先用小电流、手弧焊对焊接工艺件的焊接区进行封底焊，焊透；然后在焊接区填适量焊丝，采用自动氩弧焊将焊接区填满，形成焊缝；记下试验焊接的工艺参数，经检验焊缝尺寸和焊接质量符合设计工艺要求后，将试验焊接的封底焊焊接工艺参数和自动氩弧焊焊接工艺参数确定为进气机匣集气罩带锁底焊缝氩弧焊焊接工艺参数；

（3）使用少量焊丝，按步骤（2）确定的封底焊焊接艺参数，用手弧焊对集气罩焊接区的底部进行封底焊接，焊透；

（4）在焊接区填适量焊丝，按步骤（2）确定的自动氩弧焊焊接工艺参数，用自动氩弧焊将焊接区填满，形成氩弧焊缝；

（5）对氩弧焊缝的表面进行着色检查，表面无缺陷焊缝合格，集气罩带锁底焊缝氩弧焊接工艺完成。

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