[發(fā)明專利]一種鈦合金厚板窄間隙TIG自動(dòng)焊接工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810050058.1
• 申請日: 2008-06-13
• 公開（公告）號: CN101293303A
• 公開（公告）日: 2008-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建欣;劉希林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七二五研究所
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/28;B23K33/00;B23K9/095
• 代理公司: 洛陽市凱旋專利事務(wù)所
• 代理人: 符繼超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及到一種鈦合金厚板窄間隙TIG自動(dòng)焊接工藝。

背景技術(shù)

隨著現(xiàn)代工業(yè)及國防裝備的日趨大型化、高參數(shù)化，厚板、超厚板焊接金屬結(jié)構(gòu)的應(yīng)用愈來愈廣泛，窄間隙焊接技術(shù)成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中厚板結(jié)構(gòu)焊接的首選技術(shù)。

據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)表明，鈦合金的窄間隙焊接可以采用低強(qiáng)度等級的焊絲來焊高強(qiáng)度等級的母材，通過窄間隙條件下嚙合強(qiáng)化作用得到了與母材等強(qiáng)的強(qiáng)化焊縫。根據(jù)上網(wǎng)檢索到的材料分析，關(guān)于鐵合金、鋁合金相關(guān)的窄間隙焊接文章比較多，鈦合金窄間隙焊接相關(guān)的資料比較少，最早進(jìn)行鈦合金厚板窄間隙焊接的是俄羅斯的中央材料研究院，而我們國家進(jìn)行這些方面的研究很少報(bào)道。

目前應(yīng)用于鈦合金厚板的TIG焊接，在進(jìn)行鈦合金大厚板焊接時(shí)需開較大坡口，焊接道次多、焊接熱影響區(qū)寬、焊接殘余應(yīng)力大、焊接變形大、焊接效率低等，這些在一定程度上限制了TIG焊接在中厚板焊接中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題的不足之處，本發(fā)明提供了一種鈦合金厚板窄間隙TIG自動(dòng)焊接工藝，該焊接工藝可以解決鈦合金大厚板窄間隙自動(dòng)TIG焊接工藝技術(shù)難題，實(shí)現(xiàn)鈦合金厚板窄間隙TIG自動(dòng)焊接，具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、接頭的殘余應(yīng)力和殘余變形小、焊縫組織相對細(xì)小、接頭力學(xué)性能好。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

所述的鈦合金厚板窄間隙TIG自動(dòng)焊接工藝包含焊接過程采用的焊槍形式、焊縫鋪展形式、焊接坡口形式、焊接過程參數(shù)選擇、焊接過程保護(hù)氣氛的選擇、焊接應(yīng)力的消除六項(xiàng)內(nèi)容，各內(nèi)容分述如下：

I、焊接過程采用焊槍的形式

焊接過程可根據(jù)焊接坡口的深度選擇不同的焊槍類型，當(dāng)坡口深度小于40mm時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)TIG焊槍，調(diào)整鎢極伸出的長度實(shí)現(xiàn)窄間隙焊接；當(dāng)坡口深度大于60mm時(shí)，為加強(qiáng)焊縫及鎢極保護(hù)采用扁形窄間隙焊槍伸入坡口中實(shí)現(xiàn)窄間隙焊接；當(dāng)坡口深度處于40～60mm之間時(shí)，TIG焊槍或扁形窄間隙焊槍可選用任一種；

II、焊縫鋪展形式

焊縫鋪展形式分為兩種，其一為單道多層焊接，當(dāng)焊縫寬度在6～14mm時(shí)采用單道多層焊接，在此寬度范圍內(nèi)又分為單道不疊加橫擺焊接和單道疊加橫擺焊接，即焊縫寬度在6～12mm時(shí)采用單道不疊加橫擺焊接，焊縫寬度在10～14mm時(shí)采用單道疊加橫擺焊接；其二為多道多層焊接，即焊縫寬度大于14mm時(shí)采用多道多層焊接；

III、焊接坡口形式

焊接坡口形式分為單面坡口形式和雙面坡口形式，其參數(shù)設(shè)計(jì)為：

鈍邊厚度為1mm～4mm、直邊段長度為0～6mm、裝配間隙為0～2mm、過渡圓角半徑為0～5mm、下坡口角度為0～8°、上坡口角度為0～5°，對于雙面坡口形式和單面坡口形式其下坡口角度對應(yīng)的長度均應(yīng)小于100mm；

IV、焊接過程參數(shù)選擇

焊接過程參數(shù)包含電流脈沖參數(shù)選擇、電流電壓之間的相互匹配、送絲過程控制以及熱絲電流的選擇，具體參數(shù)如下：

上述數(shù)值中：電流單位為安，時(shí)間單位為秒，電壓單位為伏，送絲速度單位為mm/min，焊接速度單位為mm/min；焊絲直徑為0.8mm～1.2mm；

V、焊接過程保護(hù)氣氛的選擇

鈦合金窄間隙焊接過程中采用高純氬氣保護(hù)實(shí)現(xiàn)焊接，保護(hù)氣流量可根據(jù)具體焊接保護(hù)需要進(jìn)行調(diào)整；

VI、焊接過程的應(yīng)力消除

每焊接1～3層后需要進(jìn)行去應(yīng)力處理，采用超聲沖擊設(shè)備進(jìn)行沖擊消應(yīng)處理，消應(yīng)處理時(shí)設(shè)備輸出電流值在1.5～2.5A。

由于采用如上所述的技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下優(yōu)越性：

1、本發(fā)明的焊接工藝，實(shí)現(xiàn)了鈦合金大厚板的窄間隙焊接，焊接過程穩(wěn)定。

2、可獲得無缺陷的、性能合格的、蓋面層焊縫寬度在10mm～16mm的焊縫，解決了鈦合金大厚板窄間隙TIG自動(dòng)焊接關(guān)鍵技術(shù)問題。

附圖說明

圖1是標(biāo)準(zhǔn)TIG焊槍示意圖；

圖2是扁形窄間隙焊槍示意圖；

圖3是本發(fā)明的雙面坡口設(shè)計(jì)參數(shù)示意圖；

圖4是本發(fā)明的單面坡口設(shè)計(jì)參數(shù)示意圖；

圖5是實(shí)施例1采用的坡口形式示意圖；

圖6是實(shí)施例2采用的坡口形式示意圖；

圖7是實(shí)施例3采用的坡口形式示意圖；

圖8是實(shí)施例4采用的坡口形式示意圖；

圖3、4中：H1-鈍邊厚度；H2-直邊段長度；W1-裝配間隙；R-過渡圓角半徑；α-下坡口角度；β-上坡口角度；L1-下坡口角度對應(yīng)的長度。

具體實(shí)施方式