CN114012221A - 一种因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法，所述方法包括：选择二元混合保护气体；其中，所述二元混合保护气体包括氩气和氦气；确定所述二元混合保护气体的目标气压；确定因瓦合金复合材料成型模型面的焊接坡口角度为目标角度；确定目标焊接电压和目标焊接电流；基于所述目标气压、所述目标焊接电压和所述目标焊接电流对所述因瓦合金复合材料成型模型面焊接；本发明提高因瓦合金(INVAR)复合材料成型模具型面的焊接效率，大幅度缩短型面的制造周期、并防止型面漏气和夹渣的现象发生。
Description
技术领域
本发明属于直升机制造工艺技术领域，尤其涉及一种因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法。
背景技术
由于因瓦合金(INVAR)与复合材料热膨胀系数较为接近，在航空复合材料零件成型过程中，因瓦合金(INVAR)材料被广泛应用于制造成型模具。
因瓦合金(INVAR)框架模的制造难点在于焊接要求极高、所有焊缝不能出现砂眼和夹渣从而发生漏气现象、现阶段只能采用钨级氩弧焊、焊接效率极低、单个工人一天(8小时)焊接长度不足1米、造成制造周期过长现象、大大制约车间瓦合金(INVAR)框架模的产能。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供了一种因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法，所述方法包括：
选择二元混合保护气体；其中，所述二元混合保护气体包括氩气和氦气；
确定所述二元混合保护气体的目标气压；
确定因瓦合金复合材料成型模型面的焊接坡口角度为目标角度；
确定目标焊接电压和目标焊接电流；
基于所述目标气压、所述目标焊接电压和所述目标焊接电流对所述因瓦合金复合材料成型模型面焊接。
优选地，所述选择二元混合保护气体，包括：
基于预设比例选择氩气和氦气作为二元混合保护气体；其中，所述氩气的比例为95％，所述氦气的比例为5％。
优选地，所述目标气压的范围为1Mpa至2Mpa。
优选地，所述目标角度的范围为45°到60°。
优选地，所述目标焊接电压的范围为33V-36V。
优选地，所述目标焊接电流的范围为300A-350A。
优选地，所述基于所述目标气压、所述目标焊接电压和所述目标焊接电流对所述因瓦合金复合材料成型模型面焊接，包括：
基于所述石墨材质导丝管、所述目标气压、所述目标焊接电压和所述目标焊接电流对所述因瓦合金复合材料成型模型面焊接。
优选地，所述基于所述石墨材质导丝管、所述目标气压、所述目标焊接电压和所述目标焊接电流对所述因瓦合金复合材料成型模型面焊接，包括：
采用气保焊的焊接方式，基于所述石墨材质导丝管、所述目标气压、所述目标焊接电压和所述目标焊接电流对所述因瓦合金复合材料成型模型面焊接。
本发明的技术效果：
本发明提高因瓦合金(INVAR)复合材料成型模具型面的焊接效率，大幅度缩短型面的制造周期、并防止型面漏气和夹渣的现象发生。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法的流程图。
具体实施方式
本发明的目的是探索因瓦合金(INVAR)厚板δ20mm以上焊接新方法，提高因瓦合金(INVAR)复合材料成型模具型面的焊接效率，大幅度缩短型面的制造周期、并防止型面漏气和夹渣的现象发生。
需要说明的是，主要的发明内容改变焊接方式：由气保焊(MIG焊)代替氩弧焊(TIG焊)开展系统性工艺试验，探索INVAR钢新的焊接工艺方法。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
开展焊接试验确定相关焊接参数
改变焊接方式：由气保焊(MIG焊)代替氩弧焊(TIG焊)
1.保护气体的选择(混合气体种类和比例的确定)
选择二元混合气(氩气(95％+氦气5％)开展焊接试验。这种混合气可提高MIG焊的电弧电压和热量，增大熔透能力、而保持氩气的有利特性，特别适合对于焊缝质量要求高的产品、故INVAR是镍铁合金属于活泼金属最为使用。结论：保护气体由混合气(氩、氦)代替CO2混合气。
2.保护气体流量(气压)的确定
当气压低于1Mpa、流量小、焊缝容易产生气孔等缺陷。当气压大于2Mpa、流量大、不仅浪费气体、而且氧化性增强、焊缝表面会产生较厚的氧化层、使焊缝质量下降。结论：正常工作时气压控制在1Mpa至2Mpa之间。
3.气保焊焊机设备的改造
使用石墨材质导丝管代替原导丝管/优点：大度减少摩擦力、送丝顺畅、光滑。改造成双排双轮送丝结构。结论：送丝稳定、无抖动和卡顿等现象。
4.焊接破口度数的确定
双边坡口角度要求在45°到60°之间、焊接性价比最高。
5.焊接电压和电流的确定，如表1所示
电流分别选择200A/250A/300A350A共4档、电压选择30V/33V/36V/39V共4档、电流电压一一对应开展焊接实验、共16组、16个结果、进行比对、筛选出最优参数。结论：INVAR气保焊最优焊接参数为：电流300A-350A、电压33V-36V、此范围焊接效果最佳。
表1
请参阅图1，本发明提供了一种因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法，所述方法包括：
步骤101、选择二元混合保护气体；其中，二元混合保护气体包括氩气和氦气。
在本申请实施例中，选择二元混合保护气体，包括：基于预设比例选择氩气和氦气作为二元混合保护气体。
其中，氩气的比例为95％，氦气的比例为5％。
步骤102、确定所述二元混合保护气体的目标气压。
其中，目标气压的范围为1Mpa至2Mpa。
步骤103、确定因瓦合金复合材料成型模型面的焊接坡口角度为目标角度。
其中，目标角度的范围为45°到60°。
步骤104、确定目标焊接电压和目标焊接电流。
其中，目标焊接电压的范围为33V-36V。目标焊接电流的范围为300A-350A。
步骤105、基于目标气压、目标焊接电压和目标焊接电流对因瓦合金复合材料成型模型面焊接。
在本申请其他实施例中，基于所述目标气压、目标焊接电压和目标焊接电流对因瓦合金复合材料成型模型面焊接，包括：基于石墨材质导丝管、目标气压、目标焊接电压和目标焊接电流对因瓦合金复合材料成型模型面焊接。
在本申请其他实施例中，基于所述石墨材质导丝管、目标气压、目标焊接电压和目标焊接电流对因瓦合金复合材料成型模型面焊接，包括：采用气保焊的焊接方式，基于石墨材质导丝管、目标气压、目标焊接电压和目标焊接电流对因瓦合金复合材料成型模型面焊接。
本发明提高因瓦合金(INVAR)复合材料成型模具型面的焊接效率，大幅度缩短型面的制造周期、并防止型面漏气和夹渣的现象发生。
Claims (8)
1.一种因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法，其特征在于，所述方法包括：
选择二元混合保护气体；其中，所述二元混合保护气体包括氩气和氦气；
确定所述二元混合保护气体的目标气压；
确定因瓦合金复合材料成型模型面的焊接坡口角度为目标角度；
确定目标焊接电压和目标焊接电流；
基于所述目标气压、所述目标焊接电压和所述目标焊接电流对所述因瓦合金复合材料成型模型面焊接。
2.根据权利要求1所述的因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法，其特征在于，所述选择二元混合保护气体，包括：
基于预设比例选择氩气和氦气作为二元混合保护气体；其中，所述氩气的比例为95％，所述氦气的比例为5％。
3.根据权利要求1所述的因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法，其特征在于，所述目标气压的范围为1Mpa至2Mpa。
4.根据权利要求1所述的因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法，其特征在于，所述目标角度的范围为45°到60°。
5.根据权利要求1所述的因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法，其特征在于，所述目标焊接电压的范围为33V-36V。
6.根据权利要求1所述的因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法，其特征在于，所述目标焊接电流的范围为300A-350A。
7.根据权利要求1所述的因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法，其特征在于，所述基于所述目标气压、所述目标焊接电压和所述目标焊接电流对所述因瓦合金复合材料成型模型面焊接，包括：
基于所述石墨材质导丝管、所述目标气压、所述目标焊接电压和所述目标焊接电流对所述因瓦合金复合材料成型模型面焊接。
8.根据权利要求7所述的因瓦合金复合材料成型模型面的焊接方法，其特征在于，所述基于所述石墨材质导丝管、所述目标气压、所述目标焊接电压和所述目标焊接电流对所述因瓦合金复合材料成型模型面焊接，包括：
采用气保焊的焊接方式，基于所述石墨材质导丝管、所述目标气压、所述目标焊接电压和所述目标焊接电流对所述因瓦合金复合材料成型模型面焊接。
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