[發(fā)明專利]一種控制鋁合金管路焊接背部反透的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210376522.2
• 申請日: 2012-09-29
• 公開（公告）號: CN103182590A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 步賢政;汪永陽;李宏偉;劉洋;王志敏;姚為
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航星機器制造公司
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16
• 代理公司: 北京北新智誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11100
• 代理人: 趙郁軍

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種鋁合金焊接方法，更具體地涉及一種控制鋁合金管路焊接背部反透的方法，亦可應(yīng)用于其它類似焊接相關(guān)領(lǐng)域中。

背景技術(shù)

鋁合金焊接結(jié)構(gòu)具有重量輕、耐腐蝕性好、便于加工等優(yōu)良綜合性能，廣泛應(yīng)用于航天航空、國防軍工等領(lǐng)域的產(chǎn)品中。隨著型號產(chǎn)品的不斷發(fā)展，對鋁合金焊接結(jié)構(gòu)的要求日趨嚴格，尤其是產(chǎn)品內(nèi)部油、氣管路，不但要考慮其工作壓力，還要控制焊縫背部反透，保證管內(nèi)油、氣流量滿足設(shè)計要求，因此對鋁合金管路的焊接工藝也提出了越來越高的要求。

鋁合金具有熔點低、高溫強度小的特點，因此在焊接過程中常常會出現(xiàn)焊縫背部反透較大的缺陷，尤其在焊接壁厚較小的鋁合金管路時更為明顯。在實際生產(chǎn)中常采用內(nèi)部施加剛性芯軸的方法來避免這種缺陷，但采用這種方法一方面會受到管路復(fù)雜程度的限制，連續(xù)彎管的對接難以采用剛性芯軸；另一方面焊接不同直徑的管路需要不同直徑的剛性芯軸配套，增加了生產(chǎn)成本。因此采用剛性芯軸的方法即無法完全滿足當今復(fù)雜鋁合金管路的焊接要求，又會增加生產(chǎn)成本，不能保證管路焊接質(zhì)量。

隨著鋁合金產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀日趨復(fù)雜化，產(chǎn)品內(nèi)部管路的形狀也越來越復(fù)雜，對管路內(nèi)部流量的控制也越來越嚴格，鋁合金管路氬弧焊時焊縫背部成形不良、反透量過大，難以滿足通球試驗要求等。采用剛性芯軸的方法不能完全控制背部反透，保證管路焊接質(zhì)量，限制了鋁合金復(fù)雜管路結(jié)構(gòu)產(chǎn)品焊接生產(chǎn)上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述問題，本發(fā)明旨在提出一種控制鋁合金管路氬弧焊環(huán)焊縫內(nèi)部反透，不受管路復(fù)雜程度的限制，可有效控制鋁合金管路焊縫背部反透，并有利于焊縫成形的方法。

本發(fā)明的所采用的技術(shù)方案如下：

一種控制鋁合金管路焊接背部反透的方法，工作原理：通過在管路焊接時向管路內(nèi)部充一定壓力的惰性氣體的方法，向液態(tài)熔池施加一個向上的力，使這個力與液態(tài)熔池受到的自身重力、電弧吹力以及熔池表面張力相互平衡。焊接過程中通過控壓裝置對充氣流量進行實時調(diào)節(jié)以保證管路內(nèi)部氣壓動態(tài)穩(wěn)定，為焊接提供一個壓力相對穩(wěn)定的工作環(huán)境。

本發(fā)明中所稱的準穩(wěn)態(tài)，是指管路內(nèi)部氣體壓力動態(tài)穩(wěn)定，管路內(nèi)部氣壓大于外部氣壓600Pa±5%，即管路內(nèi)外壓差保持在600Pa±5%內(nèi)。壓力上下波動不超過內(nèi)部氣壓的±5%時，可有效控制管路內(nèi)部反透。

整個管路焊接過程包括兩個階段：點固充氣階段和焊接調(diào)壓階段。其中：

(1)點固充氣階段，是將待焊接管路對接裝配好后點固，然后封堵管路兩端，向管路內(nèi)充惰性氣體，使管路內(nèi)部空氣從待焊接縫處的間隙排出，替換管路內(nèi)原有空氣，使管路內(nèi)部充滿惰性氣體，并在管路內(nèi)部形成一個準穩(wěn)態(tài)的惰性氣體壓力相對穩(wěn)定的環(huán)境；管路點固后的初始充氣流量可根據(jù)不同的管路直徑按下式進行調(diào)節(jié)，充氣時間可根據(jù)管路粗細、長短以及具體環(huán)境進行適當調(diào)整，

Q=7·D22]]>

式中：Q為管路點固后的初始充氣流量，D為管路外徑。

(2)焊接調(diào)壓階段，當管路內(nèi)部充滿惰性氣體并形成一個準穩(wěn)態(tài)的穩(wěn)定氣壓環(huán)境后開始焊接，保證焊接位置始終處于平焊位置；焊接過程中，由于管路接頭待焊接縫處，未焊接部位逐漸減小，此時充氣流量不變而泄氣流量減小使得內(nèi)部壓力有增大的趨勢，為了保證焊縫過程中成形穩(wěn)定，就需要用控壓裝置對充氣流量進行動態(tài)調(diào)節(jié)，使管路內(nèi)部氣壓保持準穩(wěn)態(tài)的動態(tài)平衡；

焊接過程中，不同時刻的充氣氣體流量Q_t可按下式進行調(diào)整：

Qt=Q·(1-vtdπ)]]>

式中：Q_t為充氣流量，Q為管路點固后的初始充氣流量；v為焊接速度；t為焊接時間；d為管路中徑。