CN113927134B - 一种钛翻边的焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛翻边的焊接方法，钛翻边包括管段和底盘，管段通过焊接垂直设置在底盘的上方，其焊接方法包括以下步骤：步骤一、先对钛合金翻边管段的两侧开坡口，然后采用人工点焊将管段固定在底盘上；步骤二、将钛翻边夹持在在焊接变位机上旋转施焊；步骤三、焊接时，焊枪轴线保持垂直，钛翻边的管段倾斜角度为20~70°；步骤四、钛翻边焊接完成；该方法用于针对不同规格的钛翻边的填充焊接，可以实现高效快速焊接，焊接效率提高400%以上。

Description

一种钛翻边的焊接方法
技术领域
本发明涉及钛合金焊接技术领域，具体涉及一种钛翻边的焊接方法。
背景技术
钛翻边又称钛凸缘，常用作钛及钛合金工艺管系、传输管系之间的连接部件，规格型号多，批量大。目前常用的钛翻边为焊制钛翻边，其底盘及管段通过焊接的方式连接在一起。钛翻边焊缝主要分为打底焊道和填充焊道，填充焊道施焊量较大，为主要焊接工序。
目前钛翻边主要采用手工钨极氩弧焊（TIG焊）进行填充焊，采用此种焊接方法填充钛翻边的焊接效率低，焊接过程中热量输入大，长时间持续作业会导致凸缘变形，尤其是对于大规格凸缘，若采用手工TIG焊，焊接变形尤为明显，校形难度加大，后工序时间长，延误生产周期。目前相关文献中未见其它针对钛翻边底盘与管段的高效焊接方法。
发明内容
为解决上述技术问题，弥补现有工艺不足，本发明提供一种钛翻边的焊接方法，该方法用于针对不同规格的钛翻边的填充焊接，可以实现高效快速焊接，焊接效率提高400%以上。
本发明所采用的技术方案是：一种钛翻边的焊接方法，钛翻边包括管段和底盘，管段通过焊接垂直设置在底盘的上方，其焊接方法包括以下步骤：
步骤一、先对钛合金翻边管段的两侧开坡口，然后采用人工点焊将管段固定在底盘上；
步骤二、将钛翻边夹持在在焊接变位机上旋转施焊；
步骤三、焊接时，焊枪轴线保持垂直，钛翻边的管段倾斜角度为20~70°，该过程采用逐层填充的方式进行焊接，第一层焊接时管段倾斜角度为40～50°；第二层焊接时管段倾斜角度为20～30°；大于等于第三层焊接时管段倾斜角度为60～70°；
步骤四、钛翻边焊接完成。
进一步的，步骤一中坡口角度为25～35°。
进一步的，步骤二中施焊方式为机动MIG焊。
进一步的，焊接电流为160~220A，电弧电压16~22V，焊接速度30~60cm/min，焊接用气为氦氩混合气，氦气比例为65~75%，弧长修正系数为+15～+30%，脉冲修正系数为0～+3，保护气流量为10～25L/min。
进一步的，步骤三中焊接采用逐层填充的方式进行焊接，第一层焊接时管段倾斜角度为40～50°；第二层焊接时管段倾斜角度为20～30°；大于等于第三层焊接时管段倾斜角度为60～70°。
本发明具有以下有益效果为：本发明提供的焊接方法，用于针对不同规格的钛翻边的填充焊接，可以实现高效快速焊接，焊接效率提高400%以上，一次焊接合格率可达99%以上，焊接变形量小，可靠性强，焊接效率高，废品率低，焊接质量稳定。
附图说明
图1是本发明的钛翻边坡口的结构示意图；
图2是本发明的钛翻边焊接第一层时的结构示意图；
图3是本发明的钛翻边焊接第二层时的结构示意图；
图4是本发明的钛翻边焊接第三层时的结构示意图；
图示标记，11、管段，12、底盘，13、焊枪。
具体实施方式
下面结合实施例附图和具体实施例对本发明做进一步具体详细的说明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横向”、“纵向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
一种钛翻边的焊接方法，钛翻边包括管段和底盘，管段12通过焊接垂直设置在底盘11的上方，其焊接方法包括以下步骤：
步骤一、先对钛合金翻边管段的两侧对称的开设有坡口，然后采用人工点焊将管段12固定在底盘11上；
步骤二、将钛翻边夹持在在焊接变位机上旋转施焊；
步骤三、焊接时，焊枪13轴线保持垂直，钛翻边的管段12倾斜角度为20~70°，该过程采用逐层填充的方式进行焊接，第一层焊接时管段倾斜角度为40～50°；这样可以焊到管段的根部；第二层焊接时管段倾斜角度为20～30°；其目的为让熔敷金属向底盘一侧平铺，这样可以避免熔敷金属向管体一侧平铺，从而造成第三层可能产生缺陷；大于等于第三层焊接时管段倾斜角度为60～70°；其目的为让熔敷金属往管体，也就是坡口侧平铺，采用这种方式焊接出来缺陷少；
步骤四、钛翻边焊接完成。
进一步的，步骤一中坡口角度α为25～35°。
进一步的，步骤二中施焊方式为机动MIG焊。
进一步的，焊接电流为160~220A，电弧电压16~22V，焊接速度30~60cm/min，焊接用气为氦氩混合气，氦气比例为65~75%，弧长修正系数为+15～+30%，脉冲修正系数为0～+3，保护气流量为10～25L/min。
一种用于钛及钛合金翻边的焊接坡口形式及焊接方法，包括焊接方式、焊接工艺参数以及焊枪夹角。焊接方式采用熔化极惰性气体保护焊（MIG焊）；焊接坡口小于常规焊接坡口，减小焊接变形量，提高填充焊效率；通过工艺试验设置工艺窗口，在窗口范围内调试最优工艺参数；在焊接过程中不断调整管段倾斜角度；通过以上各个技术方案的实施，从而达到对钛翻边的高效焊接。
优选的，钛翻边夹持在在焊接变位机上旋转施焊，通过调整焊接变位机的旋转速度实现焊接速度的变化。
优选的，所述的焊接方式选择主要采用机动MIG焊。
优选的，焊接坡口α的大小为25～35°。
优选的，翻边的MIG焊参数为：焊接电流为160~220A，电弧电压16~22V，焊接速度30~60cm/min，焊接用气为氦氩混合气，氦气比例为70%，弧长修正系数为+15～+30%，脉冲修正系数为0～+3，保护气流量为10～25L/min。
优选的，焊接时焊枪轴线保持垂直，钛翻边管段倾斜角度在20~70°之间变换；第一层焊接时倾斜角度为40～50°；第二层焊接时的焊枪倾斜角度为20～30°；第三层（包括第三层）以后焊接时的焊枪角度为60～70°。
实施例1：参见附图，钛翻边规格为26in，翻边管段尺寸为Φ660mm×12mm×140mm，翻边底盘厚度为20mm，材质为GR.2具体实施方式如下：
步骤一、先对钛合金翻边管段开坡口，坡口角度α为25°，然后采用人工点焊方式将其固定；
步骤二、将钛翻边放置在设计改造后的变位机上，并使用复合板材夹具夹紧；
步骤三、调整钛翻边倾斜角度，根据焊接顺序，将倾斜角度调整为50°。
第一层MIG焊填充焊接，焊接电流为180A，电弧电压18V，焊接速度60cm/min，焊接用气为氦氩混合气，氦气比例为70%，弧长修正系数为+25%，脉冲修正系数为0，保护气流量为15L/min。
第一层MIG焊填充焊接完成后，调整焊枪夹角为30°，进行第二层MIG焊接，弧长修正系数为+30%，脉冲修正系数为+3，其它参数与上述一致。
步骤四、钛翻边焊接完成。
本发明提供的一种钛翻边的焊接方法，焊接该规格钛翻边，焊接效率较常规焊接方法提高了190%，一次焊接合格率可达99%以上，焊后变形量可满足工程需要。
实施例2：参见附图，钛翻边规格为60in，翻边管段尺寸为Φ1524mm×32mm×310mm，翻边底盘厚度为44mm，材质为GR.12。具体实施方式如下：
步骤一、先对钛翻边进行开坡口，坡口角度α为35°，然后采用人工点焊方式将其固定。
步骤二、将钛翻边放置在设计改造后的变位机上，并使用复合板材夹具夹紧。
步骤三、调整钛翻边倾斜角度，根据焊接顺序，将倾斜角度调整为45°。
第一层MIG焊填充焊接，焊接电流为220A，电弧电压22V，焊接速度45cm/min，焊接用气为氦氩混合气，氦气比例为70%，弧长修正系数为+30%，脉冲修正系数为+1，保护气流量为25L/min。
第一层MIG焊填充焊接完成后，调整焊枪夹角为30°，进行第二层MIG焊接，弧长修正系数为+30%，脉冲修正系数为+3，其它参数与上述一致。
第二层MIG焊填充焊接完成后，调整焊枪夹角为70°，进行第三层及以上层道的MIG焊接，弧长修正系数为+15%，脉冲修正系数为+3，其它参数与上述一致,。
步骤四、焊接五层后完成焊接。
本发明提供的一种钛翻边的高效焊接方法，焊接该规格钛翻边，焊接效率较常规焊接方法提高了265%，一次焊接合格率可达99%以上，焊后变形量可满足工程需要。
除上述实施例外，本发明装置还可以有其他型式，应当指出，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.一种钛翻边的焊接方法，其特征在于：钛翻边包括管段和底盘，管段通过焊接垂直设置在底盘的上方，其焊接方法包括以下步骤：
步骤一、先对钛合金翻边管段的两侧开坡口，坡口角度为25～35°，然后采用人工点焊将管段固定在底盘上；
步骤二、将钛翻边夹持在焊接变位机上旋转施焊；
步骤三、焊接时，焊枪轴线保持垂直，钛翻边的管段倾斜角度为20～70°，该过程采用逐层填充的方式进行焊接，第一层焊接时管段倾斜角度为40～50°；第二层焊接时管段倾斜角度为20～30°；大于等于第三层焊接时管段倾斜角度为60～70°；
步骤四、钛翻边焊接完成。
2.根据权利要求1所述的一种钛翻边的焊接方法，其特征在于：步骤二中施焊方式为机动MIG焊。
3.根据权利要求2述的一种钛翻边的焊接方法，其特征在于：MIG焊参数为：焊接电流为160～220A，电弧电压16～22V，焊接速度30～60cm/min，焊接用气为氦氩混合气，氦气比例为65～75％，弧长修正系数为+15～+30％，脉冲修正系数为0～+3，保护气流量为10～25L/min。
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