CN103521941A - 一种铝合金空心结构的焊接方法 - Google Patents

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胡建华
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Abstract

本发明提出了一种铝合金空心结构的焊接方法，针对火焰钎焊焊缝质量差、空心结构变形量大、搅拌摩擦单面焊工艺难度大等实际情况，通过采用镶配形式的焊接接头，凸台与空槽止口定位，过盈配合的形式对接，满足凸台端面为空腔型面，符合双面对称焊接的要求，通过双面对称搅拌摩擦焊方法，将铝合金空心结构的空腔槽焊合，形成空心结构的空腔。此方法先进合理，速度快，容易实现机械化；焊缝组织致密，无气孔、夹杂等明显缺陷，与火焰钎焊相比，一次焊接合格率由25.54%提高至92.25%，焊缝强度提高50%以上；空心结构完整，无明显变形。

Description

一种铝合金空心结构的焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体为一种铝合金空心结构的焊接方法。
背景技术
铝合金构件质量轻、耐蚀性好、比强度高，在各工业部门特别是在航空、航天、汽车、船舰工业上获得了广泛的应用。为了适应航空发动机轻质量，通气除冰的要求，越来越多的铝合金大型导流叶片设计为空心结构。空心结构的导流叶片因锻造现有技术的限制，无法直接锻造成型，一般采用分体锻造，加工空腔，装配后焊接的方法。
目前变形铝合金一般采用火焰钎焊方法，实心结构的焊接接头一般为对接，两边对齐夹紧即可进行焊接，要求不高，焊接难度不大。但对于空心结构的叶片来说，该方法不能满足空腔型面尺寸、精度的要求。铝合金膨胀系数大、导热性好，火焰钎焊焊后变形较大，很难形成满足要求的空心结构，并且容易产生大量焊接缺陷，严重影响产品质量，焊接的合格率很低，平均一次焊接合格率为25%左右。
搅拌摩擦焊属于一种焊接新技术，是固相连接，焊缝无熔化金属、焊接缺陷少、力学性能好，但该技术在空心结构的导流叶片中的应用，受到空心结构对焊接接头的限制。
发明内容
要解决的技术问题
为解决现有铝合金空心结构采用火焰钎焊出现的问题，本发明提出了一种铝合金空心结构的焊接方法，通过焊接接头设计成镶配形式，凸台与空槽止口定位，过盈配合的形式对接，凸台端面形成空腔型面，焊接接头符合双面对称焊接的要求，从而能够通过搅拌摩擦焊焊接成型。
技术方案
本发明的技术方案为：
所述一种铝合金空心结构的焊接方法，其特征在于：采用以下步骤：
步骤1：按照空心结构的内腔尺寸，在铝合金板厚度截面中心加工内腔槽，在铝合金镶条厚度截面中心加工凸台，且凸台端面为空腔型面；
步骤2：将经过步骤1加工处理后的铝合金板和铝合金镶条依次进行碱洗和酸洗；所述碱洗过程为将待洗部件浸入温度为65℃的浓度为5%的NaOH溶液中至少30秒，然后用水冲洗；所述酸洗过程为将待洗部件浸入浓硝酸中至少1分钟，然后用水冲洗，并烘干；
步骤3：用酒精将内腔槽和凸台的装配面擦拭干净，并将内腔槽与凸台装配，其中内腔槽与凸台为过盈配合，内腔槽与凸台对接缝配合面的配合间隙不大于0.05mm；
步骤4：采用搅拌摩擦焊工艺对步骤3装配好的内腔槽与凸台对接缝进行焊接。
有益效果
本发明针对火焰钎焊焊缝质量差、空心结构变形量大、搅拌摩擦单面焊工艺难度大等实际情况，通过采用镶配形式的焊接接头，凸台与空槽止口定位，过盈配合的形式对接，满足凸台端面为空腔型面，符合双面对称焊接的要求，通过双面对称搅拌摩擦焊方法，将铝合金空心结构的空腔槽焊合，形成空心结构的空腔。此方法先进合理，速度快，容易实现机械化；焊缝组织致密，无气孔、夹杂等明显缺陷，与火焰钎焊相比，一次焊接合格率由25.54%提高至92.25%，焊缝强度提高50%以上；空心结构完整，无明显变形。
附图说明
图1为铝合金板与镶条示意图；
图2为图1截面示意图；
图3为铝合金空心板焊接接头示意图；
图4为铝合金空心板焊接过程示意图；
图5为焊后镶条凸台照片；
图6为焊后焊缝微观形貌；
图中：1、铝合金板；2、镶条；3、凸台；4、内腔槽；5、空腔；6、空心叶片叶盆面；7、对接缝；8、空心叶片叶背面；9、对接缝；10、搅拌头；11、搅拌针；12、搅拌针顶端；13、凸台水平中心线；14、主轴；15、焊缝中心线。
具体实施方式
下面结合具体实施例描述本发明：
本实施例中的铝合金空心结构为铝合金空心叶片，其焊接方法采用以下步骤：
步骤1：按照空心叶片的内腔尺寸，在铝合金板厚度截面中心加工叶片内腔槽，在铝合金镶条厚度截面中心加工凸台，且凸台端面为叶片的空腔型面；
本实施例中采用的铝合金板和镶条的材料标号为6A02-T6，铝合金板尺寸为300mm×150mm×10mm，镶条的尺寸为300mm×20mm×10mm，利用铣床在铝合金板厚度截面中心处加工出280mm×100mm×1.3mm的叶片内腔槽，内腔槽厚度为1.3+0.3mm，内腔槽的粗糙度为配合面的粗糙度为
Figure BDA0000395177460000032
利用铣床在镶体厚度截面中心加工出280mm×2.4mm×1.3mm的凸台，凸台长度尺寸根据内腔槽尺寸而定，凸台厚度为1.3-0.3mm，凸台端面为叶片的空腔型面，其粗糙度
Figure BDA0000395177460000033
配合面的粗糙度为
Figure BDA0000395177460000034
步骤2：将经过步骤1加工处理后的铝合金板和铝合金镶条依次进行碱洗和酸洗；所述碱洗过程为将待洗部件浸入温度为65℃的浓度为5%的NaOH溶液中至少30秒，然后用水冲洗；所述酸洗过程为将待洗部件浸入浓硝酸中至少1分钟，然后用水冲洗，并烘干；
步骤3：用酒精将叶片内腔槽和凸台的装配面擦拭干净，并将内腔槽与凸台装配，其中内腔槽与凸台为过盈配合，装配时可用橡皮锤进行敲击，内腔槽与凸台对接缝配合面的配合间隙不大于0.05mm；
步骤4：采用搅拌摩擦焊工艺对步骤3装配好的内腔槽与凸台对接缝进行焊接。本实施例中采用龙门式搅拌摩擦焊机，先进行空心叶片叶盆面的搅拌摩擦焊，后进行空心叶片叶背面的搅拌摩擦焊。搅拌摩擦焊加工的工艺参数：搅拌头旋转速度n=1000r/min；焊接速度V=90mm/min；主轴倾斜角度：1.5°；搅拌针向进气边偏移，距镶配面0.7mm。

Claims (1)

1.一种铝合金空心结构的焊接方法，其特征在于：采用以下步骤：
步骤1：按照空心结构的内腔尺寸，在铝合金板厚度截面中心加工内腔槽，在铝合金镶条厚度截面中心加工凸台，且凸台端面为空腔型面；
步骤2：将经过步骤1加工处理后的铝合金板和铝合金镶条依次进行碱洗和酸洗；所述碱洗过程为将待洗部件浸入温度为65℃的浓度为5%的NaOH溶液中至少30秒，然后用水冲洗；所述酸洗过程为将待洗部件浸入浓硝酸中至少1分钟，然后用水冲洗，并烘干；
步骤3：用酒精将内腔槽和凸台的装配面擦拭干净，并将内腔槽与凸台装配，其中内腔槽与凸台为过盈配合，内腔槽与凸台对接缝配合面的配合间隙不大于0.05mm；
步骤4：采用搅拌摩擦焊工艺对步骤3装配好的内腔槽与凸台对接缝进行焊接。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103785943A (zh) * 2014-02-10 2014-05-14 长春轨道客车股份有限公司 一种厚壁铝合金中空型材搅拌摩擦焊接结构体
CN105108311A (zh) * 2015-09-10 2015-12-02 何峰 带孔端面与平整端面、带孔端面与带孔端面的连接方法
CN105215538A (zh) * 2015-10-29 2016-01-06 无锡桥阳机械制造有限公司 一种表面处理工艺
CN106238935A (zh) * 2016-08-25 2016-12-21 上海航天设备制造总厂 搅拌摩擦焊‑钎焊复合焊接方法
CN110202244A (zh) * 2019-07-06 2019-09-06 太仓欧克仓储设备有限公司 一种钣金零件焊接接头的焊接工艺
CN112872577A (zh) * 2021-02-08 2021-06-01 哈工万联智能装备(苏州)有限公司 一种中空结构搅拌摩擦焊接方法
CN113727803A (zh) * 2019-05-17 2021-11-30 日本轻金属株式会社 中空容器的制造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1442867A2 (en) * 1997-07-23 2004-08-04 Hitachi, Ltd. Friction stir welding method, frame members used therein, and product formed thereby
CN201100097Y (zh) * 2007-11-20 2008-08-13 寿光市坤隆石油机械有限公司 摩擦焊抽油杆
CN102500916A (zh) * 2011-10-30 2012-06-20 国营红阳机械厂 N段曲母线铝合金回转体部件的焊接工装及焊接方法
CN102862021A (zh) * 2012-08-19 2013-01-09 什邡市明日宇航工业股份有限公司 飞行器舵组件激光焊的制造方法
CN103056470A (zh) * 2012-12-24 2013-04-24 中国电子科技集团公司第十八研究所 温差电材料焊接前的处理方法
CN103056605A (zh) * 2012-11-28 2013-04-24 厦门虹鹭钨钼工业有限公司 一种高密度钼坩埚的制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1442867A2 (en) * 1997-07-23 2004-08-04 Hitachi, Ltd. Friction stir welding method, frame members used therein, and product formed thereby
CN201100097Y (zh) * 2007-11-20 2008-08-13 寿光市坤隆石油机械有限公司 摩擦焊抽油杆
CN102500916A (zh) * 2011-10-30 2012-06-20 国营红阳机械厂 N段曲母线铝合金回转体部件的焊接工装及焊接方法
CN102862021A (zh) * 2012-08-19 2013-01-09 什邡市明日宇航工业股份有限公司 飞行器舵组件激光焊的制造方法
CN103056605A (zh) * 2012-11-28 2013-04-24 厦门虹鹭钨钼工业有限公司 一种高密度钼坩埚的制备方法
CN103056470A (zh) * 2012-12-24 2013-04-24 中国电子科技集团公司第十八研究所 温差电材料焊接前的处理方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王运会等: "航天发动机铝合金叶片的搅拌摩擦焊", 《机械工程材料》 *

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103785943A (zh) * 2014-02-10 2014-05-14 长春轨道客车股份有限公司 一种厚壁铝合金中空型材搅拌摩擦焊接结构体
CN105108311A (zh) * 2015-09-10 2015-12-02 何峰 带孔端面与平整端面、带孔端面与带孔端面的连接方法
CN105215538A (zh) * 2015-10-29 2016-01-06 无锡桥阳机械制造有限公司 一种表面处理工艺
CN106238935A (zh) * 2016-08-25 2016-12-21 上海航天设备制造总厂 搅拌摩擦焊‑钎焊复合焊接方法
CN113727803A (zh) * 2019-05-17 2021-11-30 日本轻金属株式会社 中空容器的制造方法
CN110202244A (zh) * 2019-07-06 2019-09-06 太仓欧克仓储设备有限公司 一种钣金零件焊接接头的焊接工艺
CN112872577A (zh) * 2021-02-08 2021-06-01 哈工万联智能装备(苏州)有限公司 一种中空结构搅拌摩擦焊接方法

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