CN108856987A - 一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公布了一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法，包括第一工件和第二工件，焊接方法包括以下步骤：S1、工件准备：分别对第一工件或第二工件的待焊接位置制作双面焊接坡口；S2、焊前清理与定位：清除焊缝周边的油污、粉尘影响焊接质量的杂质，对第一工件和第二工件通过点焊进行初步定位；S3、TIG焊接：使用TIG焊枪在在第一工件或第二工件的焊接坡口处，垂直于坡口的方向连续不断引弧息弧进行焊接；S4、打磨处理：对熄弧处的焊道氧化皮及有焊接缺欠的部位进行打磨处理。本发明的目的是，提供一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法，无需拖罩保护，可以有效保证焊缝和热影响区正面不发蓝，特别适于复杂结构件的转角部位焊接加工。

Description

一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法
技术领域
本发明属于焊接技术领域，具体为一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法。
背景技术
钛及钛合金具有很多优良性能，是航空、航天工业的重要结构材料，钛及钛合金焊接是钛制产品的重要制造手段。钛或钛合金本身具有良好的焊接性能，由于钛及钛合金具有熔点高、导热性差、线膨胀系数小，电阻率大等突出特点，使得钛及钛合金在焊接过程中，液态熔池金属尺寸大、高温停留时间长和冷却速度慢，同时由于钛及钛合金化学性质非常活泼，在固态下能吸收气体，加热至300℃时吸氢，400℃吸氧，600℃吸氮，所以极易和氢、氧、氮等元素发生化学反应，使得焊接接头的力学性能急剧下降，易产生冷裂纹、气孔等焊接缺陷，导致焊接质量无法满足要求，因此，焊接时对熔池及温度超过300℃的焊缝和热影响区都要加以妥善保护。现有的常规焊接方法是在焊枪上安装保护拖罩对焊缝及热影响区进行保护，但无法对复杂结构件的转角部位、空间三角部位和非平面丁字接头部位以及拖罩无法达到的部位的施焊，会导致焊缝被氧化。
发明内容
本发明的目的是针对以上问题，提供一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法，该方法无需拖罩保护，可以有效保证焊缝和热影响区正面不发蓝，而且焊缝融合状态良好，特别适于复杂结构件的转角部位、空间三角部位和非平面丁字接头部位以及拖罩无法达到的部位的焊接加工。
为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法，包括第一工件和第二工件，所述焊接方法包括以下步骤：
S1、工件准备：当第一工件或第二工件为角焊接时，将第一工件或第二工件的待焊接位置制作双面焊接坡口；当第一工件和第二工件为对接时，将第一工件和第二工件的待焊接位置分别制作双面焊接坡口；
S2、焊前清理与定位：采用棉纱蘸取丙酮清除焊缝周边5～10mm范围的油污、粉尘影响焊接质量的杂质，对第一工件和第二工件通过点焊进行初步定位；
S3、TIG焊接：使用TIG焊枪在在第一工件或第二工件的焊接坡口处，垂直于坡口的方向连续不断引弧息弧进行焊接，其焊接工艺参数如下：氩气流量：15～25L/min，气体纯度≥99.9％，焊接电流：400±20A；
S4、打磨处理：在焊接后焊缝有余热的情况下，对熄弧处的焊道氧化皮及有焊接缺欠的部位进行打磨处理。
进一步的，所述步骤S1中对接焊缝开V型坡口，坡口角度控制在60°±5°，坡口钝边控制在2毫米至3毫米之间。
进一步的，所述步骤S1中第一工件或第二工件的双面坡口处均留根0～3mm。
进一步的，所述步骤S2中第一工件和第二工件之间定位后的间隙是3～5mm。
进一步的，所述步骤S3中TIG电弧焊接的速度是200±20mm/min。
进一步的，所述步骤S3中焊丝直径为φ2.0mm。
进一步的，所述步骤S3中焊接电压为30±2V。
本发明的有益效果：该方法由加大焊枪保护气流量、加大焊接电流、采用焊枪垂直姿态并连续不断引弧息弧的操作方法而形成连续焊缝，该断弧操作法通过连续的引弧息弧操作方式控制焊接热输入，从而减小热影响区宽度；该断弧操作法通过加大焊枪保护气流量，调节焊枪到垂直姿态，从焊枪喷出的保护气体最大限度覆盖焊接熔池和热影响区，隔离空气从而保证焊缝不被氧化；该断弧操作法通过加大焊接电流，保证熔滴有足够的能量与母材熔合，从而保证焊缝融合良好；不需要拖罩保护，可以有效保证焊缝和热影响区正面不发蓝而焊缝融合状态良好，非常适于复杂结构件的转角部位、空间三角部位和非平面丁字接头部位以及拖罩无法达到的部位的施焊；该方法施行简单，操作灵活，可以实现拖罩无法到达的部位的焊接熔池和热影响区的有效保护，且保护效果稳定，保证了钛合金结构件的整体焊接质量。
附图说明
图1为本发明操作步骤流程图。
图2是利用本发明实施例一进行焊接的效果图。
图3是利用本发明实施例一进行焊接的X射线探伤图。
图4是利用本发明实施例一进行焊接的微观组织形态图。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
如图1-4所示，本发明的具体结构为：一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法，包括第一工件和第二工件，所述焊接方法包括以下步骤：
S1、工件准备：当第一工件或第二工件为角焊接时，将第一工件或第二工件的待焊接位置制作双面焊接坡口；当第一工件和第二工件为对接时，将第一工件和第二工件的待焊接位置分别制作双面焊接坡口；
S2、焊前清理与定位：采用棉纱蘸取丙酮清除焊缝周边5～10mm范围的油污、粉尘影响焊接质量的杂质，对第一工件和第二工件通过点焊进行初步定位；
S3、TIG焊接：使用TIG焊枪在在第一工件或第二工件的焊接坡口处，垂直于坡口的方向连续不断引弧息弧进行焊接，其焊接工艺参数如下：氩气流量：15～25L/min，气体纯度≥99.9％，焊接电流：400±20A；
S4、打磨处理：在焊接后焊缝有余热的情况下，对熄弧处的焊道氧化皮及有焊接缺欠的部位进行打磨处理。
优选的，所述步骤S1中对接焊缝开V型坡口，坡口角度控制在60°±5°，坡口钝边控制在2毫米至3毫米之间。
优选的，所述步骤S1中第一工件或第二工件的双面坡口处均留根0～3mm。
优选的，所述步骤S2中第一工件和第二工件之间定位后的间隙是3～5mm。
优选的，所述步骤S3中TIG电弧焊接的速度是200±20mm/min。
优选的，所述步骤S3中焊丝直径为φ2.0mm。
优选的，所述步骤S3中焊接电压为30±2V。
具体使用时，通过以下几个实施例证明：
实施例一：
当第一工件或第二工件为角焊接时，将第一工件或第二工件的待焊接位置制作双面焊接坡口；当第一工件和第二工件为对接时，将第一工件和第二工件的待焊接位置分别制作双面焊接坡口，且坡口角度控制在55°，坡口钝边控制在2毫米，双面坡口处均留根3mm；采用棉纱蘸取丙酮清除焊缝周边10mm范围的油污、粉尘影响焊接质量的杂质，对第一工件和第二工件通过点焊进行初步定位，定位后的间隙是5mm；使用TIG焊枪在在第一工件或第二工件的焊接坡口处，垂直于坡口的方向连续不断引弧息弧进行焊接，其焊接工艺参数如下：氩气流量：15L/min，气体纯度≥99.9％，焊接电流：380A，焊接速度是200mm/min，焊丝直径为φ2.0mm，焊接电压为30V；在焊接后焊缝有余热的情况下，对熄弧处的焊道氧化皮及有焊接缺欠的部位进行打磨处理。
经试验证明，本发明钛合金钨极氩弧焊接-断弧操作法的焊缝呈银白色，焊缝表面成型良好，对焊缝进行X射线探伤，焊缝内部无缺陷，焊缝质量I级。
实施例二：
当第一工件或第二工件为角焊接时，将第一工件或第二工件的待焊接位置制作双面焊接坡口；当第一工件和第二工件为对接时，将第一工件和第二工件的待焊接位置分别制作双面焊接坡口，且坡口角度控制在55°，坡口钝边控制在2毫米，双面坡口处均留根3mm；采用棉纱蘸取丙酮清除焊缝周边10mm范围的油污、粉尘影响焊接质量的杂质，对第一工件和第二工件通过点焊进行初步定位，定位后的间隙是5mm；使用TIG焊枪在在第一工件或第二工件的焊接坡口处，垂直于坡口的方向连续不断引弧息弧进行焊接，其焊接工艺参数如下：氩气流量：20L/min，气体纯度≥99.9％，焊接电流：400A，焊接速度是200mm/min，焊丝直径为φ2.0mm，焊接电压为30V；在焊接后焊缝有余热的情况下，对熄弧处的焊道氧化皮及有焊接缺欠的部位进行打磨处理。
经试验证明，本发明钛合金钨极氩弧焊接-断弧操作法的焊缝呈银白色，焊缝表面成型良好，对焊缝进行X射线探伤，焊缝内部无缺陷，焊缝质量I级。
实施例三：
当第一工件或第二工件为角焊接时，将第一工件或第二工件的待焊接位置制作双面焊接坡口；当第一工件和第二工件为对接时，将第一工件和第二工件的待焊接位置分别制作双面焊接坡口，且坡口角度控制在55°，坡口钝边控制在2毫米，双面坡口处均留根3mm；采用棉纱蘸取丙酮清除焊缝周边10mm范围的油污、粉尘影响焊接质量的杂质，对第一工件和第二工件通过点焊进行初步定位，定位后的间隙是5mm；使用TIG焊枪在在第一工件或第二工件的焊接坡口处，垂直于坡口的方向连续不断引弧息弧进行焊接，其焊接工艺参数如下：氩气流量：25L/min，气体纯度≥99.9％，焊接电流：420A，焊接速度是200mm/min，焊丝直径为φ2.0mm，焊接电压为30V；在焊接后焊缝有余热的情况下，对熄弧处的焊道氧化皮及有焊接缺欠的部位进行打磨处理。
经试验证明，本发明钛合金钨极氩弧焊接-断弧操作法的焊缝呈银白色，焊缝表面成型良好，对焊缝进行X射线探伤，焊缝内部无缺陷，焊缝质量I级。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法，包括第一工件和第二工件，其特征在于，所述焊接方法包括以下步骤：
S1、工件准备：当第一工件或第二工件为角焊接时，将第一工件或第二工件的待焊接位置制作双面焊接坡口；当第一工件和第二工件为对接时，将第一工件和第二工件的待焊接位置分别制作双面焊接坡口；
S2、焊前清理与定位：采用棉纱蘸取丙酮清除焊缝周边5～10mm范围的油污、粉尘影响焊接质量的杂质，对第一工件和第二工件通过点焊进行初步定位；
S3、TIG焊接：使用TIG焊枪在在第一工件或第二工件的焊接坡口处，垂直于坡口的方向连续不断引弧息弧进行焊接，其焊接工艺参数如下：氩气流量：15～25L/min，气体纯度≥99.9％，焊接电流：400±20A；
S4、打磨处理：在焊接后焊缝有余热的情况下，对熄弧处的焊道氧化皮及有焊接缺欠的部位进行打磨处理。
2.根据权利要求1所述的一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法，其特征在于，所述步骤S1中对接焊缝开V型坡口，坡口角度控制在60°±5°，坡口钝边控制在2毫米至3毫米之间。
3.根据权利要求1所述的一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法，其特征在于，所述步骤S1中第一工件或第二工件的双面坡口处均留根0～3mm。
4.根据权利要求1所述的一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法，其特征在于，所述步骤S2中第一工件和第二工件之间定位后的间隙是3～5mm。
5.根据权利要求1所述的一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法，其特征在于，所述步骤S3中TIG电弧焊接的速度是200±20mm/min。
6.根据权利要求1所述的一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法，其特征在于，所述步骤S3中焊丝直径为φ2.0mm。
7.根据权利要求1所述的一种无需拖罩保护的钛合金钨极氩弧焊接方法，其特征在于，所述步骤S3中焊接电压为30±2V。
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