CN117483927A - 一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置及方法，其结构包括气体保护盒，气体保护盒包括有底壳、一级滤网板、二级滤网板和U型槽，一级滤网板通过盖板与底壳的内壁固定连接，二级滤网板固定连接在底壳的顶部固定连接，并且位于一级滤网板的上方，U型槽位于底壳的中间处，一级滤网板与底壳内壁之间设置有U型挡板，二级滤网板与底壳内壁之间设置有侧面挡板，一级滤网板和二级滤网板的底部固定连接有滤网；底壳上设置有支架和接气管，支架固定连接在底壳外表面的两端。本发明焊接气体保护盒不仅可以提高焊缝质量，还可以节约成本，具备很好的经济效益。

Description

一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置及方法
技术领域
本发明涉及气体保护焊技术领域，具体为一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置及方法。
背景技术
鉴于发动机导管承受压力大，对焊缝质量要求高，且零件材料为钛合金，如果氩弧焊气体保护不到位则极易产生接头脆化、延迟裂纹及母材组织氧化等一系列焊缝质量问题。
目前为提高焊缝质量及焊接稳定性，保证导管接头焊缝能承受要求压力，必须采用焊缝全部位置气保护的工艺进行焊接，即零件在焊接时不仅焊枪口部、导管内部通气保护，还要在焊接过程中对焊缝热影响区进行全位置气体保护，因导管形态不规则且焊缝长度小，不宜在充氩舱中焊接。故需设计一种具备操作灵活性强，焊缝保护充分等特点的气体保护夹具。
发明内容
本发明的目的在于提供一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置及方法，
1)能够让气体保护钛合金导管开坡口多层多道焊，防止焊缝及热影响区氧化；
2)使设计的夹具能够全位置保护导管的圆形环焊缝；
3)灵活性强、易操作，不会受到导管不规则形态影响，解决了背景技术中所提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置及方法，包括气体保护盒，所述气体保护盒包括有底壳、一级滤网板、二级滤网板和U型槽，所述一级滤网板通过盖板与所述底壳的内壁固定连接，所述二级滤网板固定连接在所述底壳的顶部固定连接，并且位于所述一级滤网板的上方，所述U型槽位于所述底壳的中间处，所述一级滤网板与底壳内壁之间设置有U型挡板，所述二级滤网板与底壳内壁之间设置有侧面挡板，所述一级滤网板和二级滤网板的底部固定连接有滤网；
所述底壳上设置有支架和接气管，所述支架固定连接在所述底壳外表面的两端，所述接气管的一端密封连接在所述底壳底部的中心处。
作为本发明的一种优选实施方式，所述盖板的一端密封连接在所述一级滤网板的上端，所述盖板的另一端密封连接在所述底壳的内壁。
作为本发明的一种优选实施方式，所述U型槽设置有两个，并且对称开设在所述底壳的两侧。
作为本发明的一种优选实施方式，所述U型挡板的一端焊接于所述一级滤网板底部边缘处，所述U型挡板的另一端密封连接在所述底壳的内壁。
作为本发明的一种优选实施方式，所述侧面挡板的一端焊接于所述二级滤网板上表面的边缘处，所述侧面挡板的另一端密封连接在所述底壳内部的顶部。
作为本发明的一种优选实施方式，所述滤网材料为0Cr18Ni9，规格为0.4/0.16。
作为本发明的一种优选实施方式，所述的一种钛合金导管氩弧焊气体保护方法，其特征在于：保护步骤如下：
a.首先对导管在焊接后进行X射线检验，检查报告为个别焊缝在熔合线处存在直径约0.3mm气孔；
b.待步骤a完成后，再对该焊接问题进行工艺分析，被焊导管厚度为2mm，原工艺为接头两侧开1.5mm坡口，进行多层多道焊，焊工在实际操作过程中对零件定位焊后直接打底一层，再去定位另一件零件，定位完一整批后再进行盖面；
c.待步骤b完成后，再根据钛合金焊接性，焊缝在300℃开始吸氢，400℃开始吸氧，600℃开始吸氮，接着焊工在打底后直接将零件取出，放置在空气中冷却，打底焊层组织吸收上述气体后凝固，当再次焊接时析出，焊缝整体成型后部分气体未及时溢出形成气孔；
d.待步骤c完成后，再对该加工问题将工艺改为第一道打底后继续堆焊，不可将零件从气体保护盒中取出，直到整条焊缝焊完为止；
e.待步骤d完成后，改进后经过零件的试加工及X光射线检验，该工艺改善了焊缝残留气孔的焊接问题。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
1、本发明配合气体保护盒进行焊接：加工后焊缝外观整体呈银白色，热影响区氧化色从熔合线开始由浅变深，整体外观无氧化组织，属于正常焊缝状态，气体保护效果良好。
2、本发明一方面提高焊接操作的灵活性，焊工可以随意摆放零件，并且焊接操作距离不受空间约束；另一方面节约氩气使用成本。
3、本发明焊接气体保护盒不仅可以提高焊缝质量，还可以节约成本，具备很好的经济效益。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置的结构示意图；
图2为本发明一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置的剖视图；
图3为本发明一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置的工作状态图。
图中：1、底壳；11、一级滤网板；12、二级滤网板；13、U型槽；14、盖板；15、U型挡板；16、侧面挡板；17、滤网；18、支架；19、接气管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
请参阅图1-图3，本发明提供一种技术方案：一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置及方法，包括气体保护盒，气体保护盒包括有底壳1、一级滤网板11、二级滤网板12和U型槽13，一级滤网板11通过盖板14与底壳1的内壁固定连接，二级滤网板12固定连接在底壳1的顶部固定连接，并且位于一级滤网板11的上方，U型槽13位于底壳1的中间处，一级滤网板11与底壳1内壁之间设置有U型挡板15，二级滤网板12与底壳1内壁之间设置有侧面挡板16，一级滤网板11和二级滤网板12的底部固定连接有滤网17；
需要说明的是，采用两级滤网17雾化结构，如果气体保护盒底部或其它位置只通一处气管，则通气后在保护舱中溢出的氩气流量为不均匀分布，远离通气口部位氩气密度会远低于通气口处，而在半圆板上增加多处气口则需要增加通气管，这样就会降低夹具使用的灵活性，所以采用多级滤网17进行雾化，滤网板配合滤网17进行组合，有效提高了焊缝背面氩气保护的均匀性。
底壳1上设置有支架18和接气管19，支架18固定连接在底壳1外表面的两端，接气管19的一端密封连接在底壳1底部的中心处。
需要说明的是，方便让支架18对底壳1进行支撑，提高了气体保护盒在使用过程中的稳定性。
在一个可选的实施例中，盖板14的一端密封连接在一级滤网板11的上端，盖板14的另一端密封连接在底壳1的内壁。
需要说明的是，提高了一级滤网板11与底壳1之间的牢固性。
在一个可选的实施例中，U型槽13设置有两个，并且对称开设在底壳1的两侧。
需要说明的是，方便让钛合金导管放置在U型槽13内进行焊接。
在一个可选的实施例中，U型挡板15的一端焊接于一级滤网板11底部边缘处，U型挡板15的另一端密封连接在底壳1的内壁。
需要说明的是，提高了一级滤网板11与底壳1之间的密封性。
在一个可选的实施例中，侧面挡板16的一端焊接于二级滤网板12上表面的边缘处，侧面挡板16的另一端密封连接在底壳1内部的顶部。
需要说明的是，方便让侧面挡板16对氩气进行遮挡，避免了氩气从二级滤网板12与底壳1缝隙处散出。
在一个可选的实施例中，滤网17材料为0Cr18Ni9，规格为0.4/0.16。
需要说明的是，工作时使氩气雾化,是气体保护盒的主要工作结构。
在一个可选的实施例中，所述的一种钛合金导管氩弧焊气体保护方法，其特征在于：保护步骤如下：
a.首先对导管在焊接后进行X射线检验，检查报告为个别焊缝在熔合线处存在直径约0.3mm气孔；
b.待步骤a完成后，再对该焊接问题进行工艺分析，被焊导管厚度为2mm，原工艺为接头两侧开1.5mm坡口，进行多层多道焊，焊工在实际操作过程中对零件定位焊后直接打底一层，再去定位另一件零件，定位完一整批后再进行盖面；
c.待步骤b完成后，再根据钛合金焊接性，焊缝在300℃开始吸氢，400℃开始吸氧，600℃开始吸氮，接着焊工在打底后直接将零件取出，放置在空气中冷却，打底焊层组织吸收上述气体后凝固，当再次焊接时析出，焊缝整体成型后部分气体未及时溢出形成气孔；
d.待步骤c完成后，再对该加工问题将工艺改为第一道打底后继续堆焊，不可将零件从气体保护盒中取出，直到整条焊缝焊完为止；
e.待步骤d完成后，改进后经过零件的试加工及X光射线检验，该工艺改善了焊缝残留气孔的焊接问题。
工作原理：当钛合金导管进行焊接时，氩气通过软管进入气体保护盒的管接口，在内部U形保护小盒中第一次发散，气体到中部区域后在二级滤网板上第二次发散，在气压作用下，槽中的氩气在圆弧板上持续溢出并且均匀分部，实现对焊缝及热影响区的整体保护。
传统合金导管氩弧焊数据参数表1如下：
实施例一合金导管氩弧焊数据参数表2如下：
测试项目 焊缝外观颜色 焊缝氧化程度 组织氧化现象 焊缝状态
参数指标 呈银白色 无氧化 无氧化组织 正常
综上述，参照表1和表2的数据对比得到，本发明配合气体保护盒进行焊接：加工后焊缝外观整体呈银白色，热影响区氧化色从熔合线开始由浅变深，整体外观无氧化组织，属于正常焊缝状态，气体保护效果良好，而且不仅可以提高焊缝质量，还可以节约成本，具备很好的经济效益。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置及方法，包括气体保护盒，其特征在于：所述气体保护盒包括有底壳(1)、一级滤网板(11)、二级滤网板(12)和U型槽(13)，所述一级滤网板(11)通过盖板(14)与所述底壳(1)的内壁固定连接，所述二级滤网板(12)固定连接在所述底壳(1)的顶部固定连接，并且位于所述一级滤网板(11)的上方，所述U型槽(13)位于所述底壳(1)的中间处，所述一级滤网板(11)与底壳(1)内壁之间设置有U型挡板(15)，所述二级滤网板(12)与底壳(1)内壁之间设置有侧面挡板(16)，所述一级滤网板(11)和二级滤网板(12)的底部固定连接有滤网(17)；
所述底壳(1)上设置有支架(18)和接气管(19)，所述支架(18)固定连接在所述底壳(1)外表面的两端，所述接气管(19)的一端密封连接在所述底壳(1)底部的中心处。
2.根据权利要求1所述的一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置及方法，其特征在于：所述盖板(14)的一端密封连接在所述一级滤网板(11)的上端，所述盖板(14)的另一端密封连接在所述底壳(1)的内壁。
3.根据权利要求1所述的一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置及方法，其特征在于：所述U型槽(13)设置有两个，并且对称开设在所述底壳(1)的两侧。
4.根据权利要求1所述的一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置及方法，其特征在于：所述U型挡板(15)的一端焊接于所述一级滤网板(11)底部边缘处，所述U型挡板(15)的另一端密封连接在所述底壳(1)的内壁。
5.根据权利要求1所述的一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置及方法，其特征在于：所述侧面挡板(16)的一端焊接于所述二级滤网板(12)上表面的边缘处，所述侧面挡板(16)的另一端密封连接在所述底壳(1)内部的顶部。
6.根据权利要求1所述的一种钛合金导管氩弧焊气体保护装置及方法，其特征在于：所述滤网(17)材料为0Cr18Ni9，规格为0.4/0.16。
7.根据权利要求1所述的一种钛合金导管氩弧焊气体保护方法，其特征在于：保护步骤如下：
a.首先对导管在焊接后进行X射线检验，检查报告为个别焊缝在熔合线处存在直径约0.3mm气孔；
b.待步骤a完成后，再对该焊接问题进行工艺分析，被焊导管厚度为2mm，原工艺为接头两侧开1.5mm坡口，进行多层多道焊，焊工在实际操作过程中对零件定位焊后直接打底一层，再去定位另一件零件，定位完一整批后再进行盖面；
c.待步骤b完成后，再根据钛合金焊接性，焊缝在300℃开始吸氢，400℃开始吸氧，600℃开始吸氮，接着焊工在打底后直接将零件取出，放置在空气中冷却，打底焊层组织吸收上述气体后凝固，当再次焊接时析出，焊缝整体成型后部分气体未及时溢出形成气孔；
d.待步骤c完成后，再对该加工问题将工艺改为第一道打底后继续堆焊，不可将零件从气体保护盒中取出，直到整条焊缝焊完为止；
e.待步骤d完成后，改进后经过零件的试加工及X光射线检验，该工艺改善了焊缝残留气孔的焊接问题。
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