CN106695104B - 一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构 - Google Patents

一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构 Download PDF

Info

Publication number
CN106695104B
CN106695104B CN201710021187.7A CN201710021187A CN106695104B CN 106695104 B CN106695104 B CN 106695104B CN 201710021187 A CN201710021187 A CN 201710021187A CN 106695104 B CN106695104 B CN 106695104B
Authority
CN
China
Prior art keywords
annular element
air channel
lock bottom
bottom structure
annular
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710021187.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106695104A (zh
Inventor
袁鸿
余槐
王金雪
张国栋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEIJING INSTITUTE OF AERONAUTICAL MATERIALS CHINA AVIATION INDUSTRY GROUP Corp
Original Assignee
BEIJING INSTITUTE OF AERONAUTICAL MATERIALS CHINA AVIATION INDUSTRY GROUP Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BEIJING INSTITUTE OF AERONAUTICAL MATERIALS CHINA AVIATION INDUSTRY GROUP Corp filed Critical BEIJING INSTITUTE OF AERONAUTICAL MATERIALS CHINA AVIATION INDUSTRY GROUP Corp
Priority to CN201710021187.7A priority Critical patent/CN106695104B/zh
Publication of CN106695104A publication Critical patent/CN106695104A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106695104B publication Critical patent/CN106695104B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K15/00—Electron-beam welding or cutting
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K33/00—Specially-profiled edge portions of workpieces for making soldering or welding connections; Filling the seams formed thereby

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Welding Or Cutting Using Electron Beams (AREA)

Abstract

本发明公开了一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构。本发明是在环形件的锁底配合面上，沿轴向加工通气槽(7)，通气槽(7)沿圆周状配合面均匀分布，通气槽(7)的长度L与环形凸台(2)的宽度B相等，通气槽(7)的宽度及深度尺寸参照焊接厚度设计，通气槽(7)周向间距参照环形件直径设计。该带有通气槽的锁底结构能够减少和消除焊缝气孔缺陷的产生，改善焊接工艺质量，提高接头的抗疲劳性能，从而增加焊接结构的可靠性和稳定性。

Description

一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构
技术领域
本发明是一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构，属于环形件的电子束焊接技术领域。
背景技术
随着材料科学技术的不断发展，先进材料的广泛应用促进了先进加工工艺也必须向前发展。电子束技术被称为二十一世纪的加工技术之一，电子束焊接方法是许多先进材料连接的理想手段之一。
在先进发动机的制造工艺中，广泛采用了电子束焊接技术，不仅可以减轻重量，还可以使零件的数量和连接件的数量大为减少，也大大增加了发动机的工作可靠性。电子束焊接技术在航空发动机零件制造中的应用达到40％，制造难度减少40％～50％，劳动生产率提高1.5～2倍，结构零件的总重量减少25％～40％。
焊接接头要具有高的可靠性，必须具有高的疲劳强度。决定焊接接头疲劳强度的条件之一是被焊缝材料在焊接过程中产生的气孔数量和尺寸。因为气孔是应力集中点，当结构件受到循环使用载荷作用时，气孔可能成为疲劳裂纹源。
被焊接合金材料的冶金质量如气体元素含量，待焊接区域的清洁状况和工作室真空度以及焊接工艺参数的不匹配等是产生焊缝气孔的主要原因。因此，提高材料的冶金质量、严格的表面清理、优选焊接工艺参数是消除焊缝气孔所必须采取的技术措施。
采用带有退刀槽的锁底接头型式，一定程度上有利于减少焊缝气孔的产生。但是，因存在退刀槽，必须合理地选择焊接工艺参数，获得在退刀槽深度区域焊缝宽度必须大于退刀槽宽度的2倍以上。否则焊接过程中熔融液态金属将不能完全流布退刀槽区域。导致焊后的射线检测在X光片影像中存在全周“黑实线”或断续的、“毛絮状”或是局部的黑色影像，常被判定为气孔、未熔合及空洞等焊接缺陷。
发明内容
本发明针对上述现有技术中存在的问题而设计，提供了一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构，其目的是减少和消除焊缝气孔缺陷的产生，改善焊接工艺质量，提高接头的抗疲劳性能，从而增加焊接结构的可靠性和稳定性。
本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：
该种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构，所述锁底结构是指两个对接环形件中一个环形件Ⅰ(3)的对接端面Ⅰ(1)的内缘上加工有环形凸台(2)，另一个环形件Ⅱ(4)的对接端面Ⅱ(5)套装在环形凸台(2)上与环形件Ⅰ(3)的对接端面Ⅰ(1)贴合，其特征在于：在环形凸台(2)与环形件Ⅱ(4)的配合面(6)上，沿轴向加工通气槽(7)，通气槽(7)沿圆周状配合面均匀分布，通气槽(7)的长度L与环形凸台(2)的宽度B相等，通气槽(7)的截面形状为圆弧形(8)，通气槽(7)的宽度D为1.0～3.0mm，通气槽(7)的深度H为0.3～1.0mm，通气槽(7)的周向间距为10～50mm。
环形凸台(2)直接加工成形在环形件Ⅰ(3)的对接端面Ⅰ(1)的内缘上，与环形件Ⅰ(3)为一体化结构。
环形凸台(2)设置在环形件Ⅰ(3)的对接端面Ⅰ(1)的内缘外侧面上。
当环形件Ⅰ(3)的内径R1≤100mm时，通气槽(7)的周向间距为10～40mm，当环形件Ⅰ(3)的内径R1＞100mm时，通气槽(7)的周向间距为30～50mm。
当环形件Ⅰ(3)的外径R2与内径的差R2-R1≤10mm时，通气槽(7)的宽度D为1.0～2.0mm，通气槽(7)的深度H为0.3～0.5mm。
当环形件Ⅰ(3)的外径R2与内径的差R2-R1＞10mm时，通气槽(7)的宽度D为2.0～3.0mm，通气槽(7)的深度H为0.5～1.0mm。
本发明技术方案是在普通锁底结构的锁底轴向配合面上加工贯穿整个锁底宽度的通气槽，在电子束焊接过程中，带有通气槽的锁底结构能够使焊缝液态金属中溶解的部分气体从通气槽溢出，从而有效避免焊缝中气孔缺陷的形成，该种结构易于机械加工，改善焊接工艺质量，提高接头的抗疲劳性能，增加焊接结构的可靠性和稳定性，焊后检测不会被误判误检等优点。
附图说明
图1为带通气槽的环形件Ⅰ
图2为与环形件Ⅰ相配合的环形件Ⅱ
图3为环形件Ⅰ通气槽部位放大图
图4电子束焊接完成的钛合金环形件
具体实施方式
以下将结合附图和实施例对本发明技术方案作进一步地详述：
该种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构，该所锁底结构如图1-图3所示，所述锁底结构是指两个对接环形件中一个环形件Ⅰ3的对接端面Ⅰ1的内缘上加工有环形凸台2，另一个环形件Ⅱ4的对接端面Ⅱ5套装在环形凸台2上与环形件Ⅰ3的对接端面Ⅰ1贴合，其特征在于：在环形凸台2与环形件Ⅱ4的配合面6上，沿轴向加工通气槽7，通气槽7沿圆周状配合面均匀分布，通气槽7的长度L与环形凸台2的宽度B相等，通气槽7的截面形状为圆弧形8。焊接前环形件13加工通气锁底结构，当内径R1≤100mm时，通气槽7的周向间距为10～40mm，当环形件Ⅰ3的内径R1＞100mm时，通气槽7的周向间距为30～50mm。当环形件Ⅰ3的外径R2与内径R1的差R2-R1≤10mm时，通气槽7的宽度D为1.0～2.0mm，通气槽7的深度H为0.3～0.5mm。当环形件Ⅰ3的外径R2与内径R1的差R2-R1≤10mm时，通气槽7的宽度D为1.0～2.0mm，通气槽7的深度H为0.3～0.5mm。当环形件Ⅰ3的外径R2与内径的差R2-R1＞10mm时，通气槽7的宽度D为2.0～3.0mm，通气槽7的深度H为0.5～1.0mm。
待焊工件依据上述要求加工通气锁底结构后，采用机械或化学方法清理待焊区域，去除氧化膜及油污。清理后的环形件Ⅰ3和环形件Ⅱ4装配一起，放入电子束焊机真空室中，按照普通电子束焊接工序要求完成焊接工作。
实施例1
某钛合金环形件的电子束焊接。其中，环形件Ⅰ3的R2＝225mm，R0＝215mm；环形件Ⅱ4的R2＝225mm，R1＝219mm。首先将环形件Ⅰ3，加工出环形凸台2，凸台宽度B为5mm。然后在环形凸台2与环形件Ⅱ4的配合面6上，沿轴向加工通气槽7。通气槽7的长度L为5mm，与环形凸台2的宽度B相等。通气槽7的截面形状为圆弧形8，通气槽7的宽度D为2.0mm，通气槽7的深度H为0.4mm。通气槽7沿周向均匀布置，间距为30mm。环形件Ⅱ4与环形件Ⅰ3的配合端面不加工倒角。
焊前去除带通气锁底结构的环形件Ⅰ3与环形件Ⅱ4的表面油污等杂质，采用机械方法去除表面氧化层。采用合适的焊接工装将环形件Ⅰ3与环形件Ⅱ4装配固定一起后放入真空电子束焊机中，待真空室及电子枪的真空度达到焊接条件时，开始焊接工序。电子束焊接顺序依次为定位焊、密封焊和正式焊。
定位焊时采用表面聚焦，聚焦电流2150mA，束流为5mA,定位点间距45°。密封焊接时，焦点位于零件表面之上，聚焦电流2210mA，加速电压150KV，束流15mA，焊接速度30mm/s，电子束扫描幅值1mm，扫描频率600Hz。正式焊接时，焦点位于零件表面之上，聚焦电流2210mA，加速电压150KV，束流45-40mA，焊接速度30mm/s，电子束扫描幅值1mm，扫描频率600Hz。此通气锁底结构的环形件焊后如图4所示。经X射线检验发现：焊缝质量满足标准要求，与不采用通气锁底结构的焊缝相比气孔数量明显减少，说明此通气锁底结构能够有效避免焊缝气孔缺陷的形成。

Claims (6)

1.一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构，所述锁底结构是指两个对接环形件中一个环形件Ⅰ(3)的对接端面Ⅰ(1)的内缘上加工有环形凸台(2)，另一个环形件Ⅱ(4)的对接端面Ⅱ(5)套装在环形凸台(2)上与环形件Ⅰ(3)的对接端面Ⅰ(1)贴合，其特征在于：在环形凸台(2)与环形件Ⅱ(4)的配合面(6)上，沿轴向加工通气槽(7)，通气槽(7)沿圆周状配合面均匀分布，通气槽(7)的长度L与环形凸台(2)的宽度B相等，通气槽(7)的截面形状为圆弧形(8)，通气槽(7)的宽度D为1.0～3.0mm，通气槽(7)的深度H为0.3～1.0mm，通气槽(7)的周向间距为10～50mm。
2.根据权利要求1所述的用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构，其特征在于：环形凸台(2)直接加工成形在环形件Ⅰ(3)的对接端面Ⅰ(1)的内缘上，与环形件Ⅰ(3)为一体化结构。
3.根据权利要求1所述的用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构，其特征在于：环形凸台(2)设置在环形件Ⅰ(3)的对接端面Ⅰ(1)的内缘外侧面上。
4.根据权利要求1所述的用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构，其特征在于：当环形件Ⅰ(3)的内径R1≤100mm时，通气槽(7)的周向间距为10～40mm，当环形件Ⅰ(3)的内径R1＞100mm时，通气槽(7)的周向间距为30～50mm。
5.根据权利要求1所述的用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构，其特征在于：当环形件Ⅰ(3)的外径R2与内径的差R2-R1≤10mm时，通气槽(7)的宽度D为1.0～2.0mm，通气槽(7)的深度H为0.3～0.5mm。
6.根据权利要求1所述的用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构，其特征在于：
当环形件Ⅰ(3)的外径R2与内径的差R2-R1＞10mm时，通气槽(7)的宽度D为2.0～3.0mm，通气槽(7)的深度H为0.5～1.0mm。
CN201710021187.7A 2017-01-12 2017-01-12 一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构 Active CN106695104B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710021187.7A CN106695104B (zh) 2017-01-12 2017-01-12 一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710021187.7A CN106695104B (zh) 2017-01-12 2017-01-12 一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106695104A CN106695104A (zh) 2017-05-24
CN106695104B true CN106695104B (zh) 2019-03-01

Family

ID=58907319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710021187.7A Active CN106695104B (zh) 2017-01-12 2017-01-12 一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106695104B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108655556A (zh) * 2018-08-06 2018-10-16 湖南南方通用航空发动机有限公司 一种基于电子束焊加工带锁底对接接头的方法
CN109454330B (zh) * 2018-11-30 2020-10-09 上海航天精密机械研究所 环缝锁底接头及其制造焊接方法
CN110711967B (zh) * 2019-09-10 2021-06-18 中国船舶重工集团公司第七二五研究所 一种消除大厚度钛合金板电子束焊接根部缺陷的设计方法
CN113770531A (zh) * 2021-09-14 2021-12-10 上海杭和智能科技有限公司 环缝锁底接头激光焊接方法及系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1765559A (zh) * 2005-06-10 2006-05-03 嘉兴梅林精密机械有限公司 压缩机中空活塞的制造方法及焊接设备
CN102049616A (zh) * 2009-10-27 2011-05-11 通用电气公司 用于防止成形焊缝中的孔隙的焊接工艺和工件
CN104153914A (zh) * 2014-07-23 2014-11-19 北京控制工程研究所 一种用于adn基无毒推力器的推力室及其焊接工艺
CN106271007A (zh) * 2015-05-25 2017-01-04 西安航空动力股份有限公司 一种电子束焊接接头结构

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0284281A (ja) * 1988-08-31 1990-03-26 Mitsubishi Motors Corp 外輪の電子ビーム溶接割れ防止方法
JPH02133181A (ja) * 1988-11-11 1990-05-22 Mitsubishi Motors Corp 応力緩和溝を有する電子ビーム溶接物

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1765559A (zh) * 2005-06-10 2006-05-03 嘉兴梅林精密机械有限公司 压缩机中空活塞的制造方法及焊接设备
CN102049616A (zh) * 2009-10-27 2011-05-11 通用电气公司 用于防止成形焊缝中的孔隙的焊接工艺和工件
CN104153914A (zh) * 2014-07-23 2014-11-19 北京控制工程研究所 一种用于adn基无毒推力器的推力室及其焊接工艺
CN106271007A (zh) * 2015-05-25 2017-01-04 西安航空动力股份有限公司 一种电子束焊接接头结构

Also Published As

Publication number Publication date
CN106695104A (zh) 2017-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106695104B (zh) 一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构
CN104191095B (zh) 一种大直径环形件焊接工艺
CN102294541A (zh) 一种超超临界隔板电子束焊接方法
CN104475959B (zh) 一种航空发动机静子组件真空电子束焊接工艺方法
CN106392294A (zh) 一种异型薄壁钣焊结构舱体的真空电子束焊接方法
CN104439926A (zh) 一种能够解决变形和裂纹问题的后机匣组件制造方法
CN110293306A (zh) 一种燃烧室机匣的电子束焊方法
CN102319951B (zh) 汽轮机大厚度隔板电子束焊接方法
KR20170108978A (ko) 전자 빔에 의해 터보차저 터빈 휠을 샤프트에 연결시키거나 레이저 용접하는 방법； 상응하는 터보차저 터빈 휠
CN108500576A (zh) 一种差速器总成的焊接工艺
CN106271173A (zh) 一种消除钛合金电子束焊缝钉尖缺陷的方法
CN106513972A (zh) 一种刷式封严环组件的真空电子束焊接方法
JP2012061496A (ja) 異種金属溶接方法及び異種金属接合体
CN105290575B (zh) 一种钛合金材料与CVDNb的电子束焊接方法
CN110385516A (zh) 一种基于激光清洗处理的铝合金电子束焊接方法
CN108857033A (zh) 一种1Cr18Ni9Ti、TA2航天通类组件的电子束单面焊双面成型工艺方法
CN107971693A (zh) 一种钛合金进气机匣的机匣壳体裂纹修理方法
CN111702317A (zh) 一种双面行星焊缝结构电子束焊方法
CN109664014A (zh) 一种减少壳体类零件电子束焊接变形的工艺方法
CN112453745A (zh) 一种双焊缝结构机匣的焊接止口及加工方法
CN114713959A (zh) 一种航空发动机筒体组件双面成形焊接接头及其成型方法
CN111112952A (zh) 一种锅炉集箱管座整体成型工艺
JPS63274096A (ja) プラズマトーチ及びプラズマトーチ用電極
CN102554445A (zh) 带锁底结构零件电子束焊接根部链状气孔的控制方法
CN110385517A (zh) 一种基于激光清洗处理的钛合金电子束焊接方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant