CN110756958A - 一种钛合金厚板的焊接变形控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接变形控制技术领域，具体涉及安装托点组合件关于厚板钛合金焊接的保护和变形控制，用于焊接托点和法兰边，从两方面实现焊接变形的控制，配合使用焊接限位装置，采用多层自动氩弧焊焊接方法。采用焊接限位装置，限位基座和压板限分别从水平和竖直两个方向限制法兰边的位置，限位凹槽固定安装托点，从通气孔散出的氩气保护焊缝和热影响区背面防止氧化，蜂窝组织的通气孔分散氩气气流，防止强气流吹散熔池造成焊缝烧穿缺陷，焊缝正反两面保护良好，有效防止氧化和高温吸氢等产生的焊缝缺陷可以实现更小热输入，降低产生焊接变形的幅度，以较小的焊接热输入和焊接限位装置减小焊接变形。

Description

一种钛合金厚板的焊接变形控制方法

技术领域

本发明涉及焊接变形控制技术领域，具体涉及安装托点组合件关于厚板钛合金焊接的保护和变形控制。

背景技术

由于钛合金材料的比强度较高，得到越来越多的应用的。但是焊接钛合金的过程中随着温度的升高，吸氢、氧或氮的能力变强会造成焊接接头脆化，影响焊缝的性能，钛合金的弹性模量较小，焊接残余应力较大，易发生焊接变形，发生焊接变形后校正不易。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种钛合金厚板的焊接变形控制方法，解决钛合金厚板焊接产生的焊接变形问题。

具体技术方案如下：

一种钛合金厚板的焊接变形控制方法，用于焊接托点和法兰边，从两方面实现焊接变形的控制，配合使用焊接限位装置，采用多层自动氩弧焊焊接方法；

所述限位装置整体为圆盘形状，圆盘上表面后侧为突出的限位基座，限位基座包含外凸的弧形型面；圆盘上表面开设圆形限位凹槽，其大小与托点的圆截面匹配，限位凹槽内靠近限位基座一侧距离凹槽开口一定距离位置嵌入安装弧形的蜂窝组织，蜂窝组织上均匀密布通气孔，托点和法兰边固定安装后，焊缝紧密贴合，弧形的蜂窝组织与焊缝对应；

所述多层自动氩弧焊焊接方法首先进行定位氩弧焊，在待焊处均匀施焊，然后进行待焊处的第一层打底焊接，第二、三层焊接是对打底焊的正反两面进行焊接填充，伴随氩气保护和自动填丝，实现更小热输入，降低产生焊接变形的幅度。

所述限位装置的圆盘上通过轴安装有四个可绕轴旋转的压板，左右各有一组，一组包含一个长压板和一个短压板，高度与法兰边的厚度匹配。

所述限位基座1的弧形型面与法兰边的内弧抵接。

所述托点和法兰边的接头预先开坡口。

钛合金厚板的焊接变形控制方法，具体包括如下步骤：

(1)焊前准备：抛光待焊接的托点和法兰边，将法兰边的内弧与限位基座的弧形型面抵接后，旋转四个压板，从竖直方向上压紧法兰边；将托点置于限位凹槽内，焊缝紧密贴合，弧形的蜂窝组织与焊缝对应；将氩气管接入焊接夹具背面，氩气通过蜂窝组织由一束变多束，防止集中出气时对熔池造成冲击，通气孔使氩气气流更规律和均匀；

(2)装配定位焊：在焊接接头处进行定位氩弧焊,先焊接几个焊点，均匀分布在待焊处上，间距10—20mm；

(3)自动氩弧焊：通过自动氩弧焊机实现自动填丝焊接，采用单层批焊，逐一进行焊接打底，然后再逐一进行两次填充焊接，使每层焊接之间有散热时间，避免多层焊时局部过热。

与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：

(1)本发明从两方面入手，来解决钛合金厚板焊接产生的焊接变形问题。一方面对于厚板钛合金的焊接，与手工氩弧焊相比，自动氩弧焊在控制焊接速度等方面更具优势，采用多层自动氩弧焊焊接方法，即第一层焊接打底，第二、三层焊接填充，伴随氩气保护和自动添丝，可以实现更小热输入，降低产生焊接变形的幅度，以较小的焊接热输入和焊接限位装置减小焊接变形。

此外，采用焊接限位装置，主要由限位基座、压板、通气孔、限位凹槽组成，限位基座和压板限分别从水平和竖直两个方向限制法兰边的位置，限位凹槽固定安装托点，从通气孔散出的氩气保护焊缝和热影响区背面防止氧化，蜂窝组织的通气孔分散氩气气流，防止强气流吹散熔池造成焊缝烧穿缺陷，焊缝正反两面保护良好，有效防止氧化和高温吸氢等产生的焊缝缺陷。

(2)本发明针对可能产生的焊接缺陷和焊接变形，通过自动焊机控制焊接热输入、增加气体保护配合焊接限位装置来保证焊接质量。对于较厚的钛合金焊接采用多层自动焊配合焊接限位装置，可以对焊缝和热影响区进行气体保护，减小焊接变形，通过多层自动焊和焊接限位装置解决安装托点组合件焊接变形较大的问题。通过多层自动焊配合焊接限位装置可以对焊缝和热影响区形成有效保护、改善焊接变形问题，减少后续校正工作，在大批量生产时有效提升工作效率。

(3)本发明厚板焊接是在焊接位置加开坡口，保证焊接质量，防止出现未焊透缺陷，如图1右图所示。厚板零件开破口可焊性更好不开坡口焊接难度大，容易出未焊透、裂纹等缺陷。

附图说明

图1为托点和法兰边的接头处预先开坡口示意图；

图2为本发明待焊接零件结构示意图；

图3为本发明焊接限位装置俯视图；

图4为本发明焊接限位装置主视图；

图5为本发明待焊接零件安装示意图；

图6为本发明托点和法兰边固定示意图；

图中，1—限位基座；2—压板；3—通气孔；4—限位凹槽；5—蜂窝组织；6—托点；7—法兰边；8—焊缝。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明，但本发明的保护范围不受附图和具体实施例所限。

图2为本发明待焊接零件结构示意图，如图所示，待焊接零件包含托点6和法兰边7两部分，图1为托点和法兰边的接头处预先开坡口示意图，如图1所示，所述托点6和法兰边7的接头预先开坡口。

图3为本发明焊接限位装置俯视图，图4为本发明焊接限位装置主视图，图5为本发明待焊接零件安装示意图，图6为本发明托点和法兰边固定示意图，如图所示：

本发明钛合金厚板的焊接变形控制方法，用于焊接托点6和法兰边7，从两方面实现焊接变形的控制，配合使用焊接限位装置，采用多层自动氩弧焊焊接方法；

所述限位装置整体为圆盘形状，圆盘上表面后侧为突出的限位基座1，限位基座1包含外凸的弧形型面；圆盘上表面开设圆形限位凹槽4，其大小与托点6的圆截面匹配，限位凹槽4内靠近限位基座1一侧距离凹槽4开口一定距离位置嵌入安装弧形的蜂窝组织5，蜂窝组织5上均匀密布通气孔3，托点6和法兰边7固定安装后，焊缝8紧密贴合，弧形的蜂窝组织5与焊缝8对应；

所述多层自动氩弧焊焊接方法首先进行定位氩弧焊，在待焊处均匀施焊，然后进行待焊处的第一层打底焊接，第二、三层焊接是对打底焊的正反两面进行焊接填充，伴随氩气保护和自动填丝，实现更小热输入，降低产生焊接变形的幅度。

所述限位装置的圆盘上通过轴安装有四个可绕轴旋转的压板2，左右各有一组，一组包含一个长压板和一个短压板，高度与法兰边7的厚度匹配。

所述限位基座1的弧形型面与法兰边7的内弧抵接。

所述托点6和法兰边7的接头预先开坡口。

工作时，具体包括如下步骤：

(1)焊前准备：抛光待焊接的托点6和法兰边7，将法兰边7的内弧与限位基座1的弧形型面抵接后，旋转四个压板2，从竖直方向上压紧法兰边7；将托点6置于限位凹槽4内，焊缝8紧密贴合，弧形的蜂窝组织5与焊缝8对应；将氩气管接入焊接夹具背面，氩气通过蜂窝组织由一束变多束，防止集中出气时对熔池造成冲击，通气孔使氩气气流更规律和均匀；

(2)装配定位焊：在焊接接头处进行定位氩弧焊,先焊接几个焊点，均匀分布在待焊处上，间距10—20mm；

(3)自动氩弧焊：通过自动氩弧焊机实现自动填丝焊接，采用单层批焊，逐一进行焊接打底，然后再逐一进行两次填充焊接，使每层焊接之间有散热时间，避免多层焊时局部过热。

Claims (5)

1.一种钛合金厚板的焊接变形控制方法，用于焊接托点和法兰边，其特征在于：从两方面实现焊接变形的控制，配合使用焊接限位装置，采用多层自动氩弧焊焊接方法；

所述限位装置整体为圆盘形状，圆盘上表面后侧为突出的限位基座，限位基座包含外凸的弧形型面；圆盘上表面开设圆形限位凹槽，其大小与托点的圆截面匹配，限位凹槽内靠近限位基座一侧距离凹槽开口一定距离位置嵌入安装弧形的蜂窝组织，蜂窝组织上均匀密布通气孔，托点和法兰边固定安装后，焊缝紧密贴合，弧形的蜂窝组织与焊缝对应；

所述多层自动氩弧焊焊接方法首先进行定位氩弧焊，在待焊处均匀施焊，然后进行待焊处的第一层打底焊接，第二、三层焊接是对打底焊的正反两面进行焊接填充，伴随氩气保护和自动填丝，实现更小热输入，降低产生焊接变形的幅度。

2.根据权利要求1所述的钛合金厚板的焊接变形控制方法，其特征在于：所述限位装置的圆盘上通过轴安装有四个可绕轴旋转的压板，左右各有一组，一组包含一个长压板和一个短压板，高度与法兰边的厚度匹配。

3.根据权利要求1所述的钛合金厚板的焊接变形控制方法，其特征在于：所述限位基座1的弧形型面与法兰边的内弧抵接。

4.根据权利要求1所述的钛合金厚板的焊接变形控制方法，其特征在于：所述托点和法兰边的接头预先开坡口。

5.根据权利要求1所述的钛合金厚板的焊接变形控制方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)焊前准备：抛光待焊接的托点和法兰边，将法兰边的内弧与限位基座的弧形型面抵接后，旋转四个压板，从竖直方向上压紧法兰边；将托点置于限位凹槽内，焊缝紧密贴合，弧形的蜂窝组织与焊缝对应；将氩气管接入焊接夹具背面，氩气通过蜂窝组织由一束变多束，防止集中出气时对熔池造成冲击，通气孔使氩气气流更规律和均匀；

(2)装配定位焊：在焊接接头处进行定位氩弧焊,先焊接几个焊点，均匀分布在待焊处上，间距10—20mm；

(3)自动氩弧焊：通过自动氩弧焊机实现自动填丝焊接，采用单层批焊，逐一进行焊接打底，然后再逐一进行两次填充焊接，使每层焊接之间有散热时间，避免多层焊时局部过热。

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