[發明專利]一種鋁合金空心圓環件的焊接方法

在審

• 申請號: 201310693257.5
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN104708181A
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 楊銀;閆曉東;陳松
• 申請（專利權）人: 北京有色金屬研究總院
• 主分類號: B23K9/173
• 分類號: B23K9/173;B23K9/235;B23K37/04
• 代理公司: 北京北新智誠知識產權代理有限公司 11100
• 代理人: 劉徐紅

技術領域

本發明涉及一種鋁合金空心圓環件的焊接方法，屬于焊接領域。

背景技術

由于鋁合金管材具有較高的比強度、重量輕，散熱性能好等一系列優異的特點，其彎曲件作為結構件被廣泛應用于航空、航天、艦船、汽車等領域，但對于整環，焊接是一個難題，采用傳統的焊接方式主要針對直管焊接，易出現成形不良、未焊透及氣孔等焊接缺陷，使焊接接頭力學強度達不到使用要求，且焊接殘余應力大及工件變形嚴重。因此需設計一種新工藝來滿足鋁合金空心圓環件此類產品的焊接要求，提高產品質量。

發明內容

本發明的目的是提供一種鋁合金空心圓環件對接的焊接方法，以解決鋁合金空心圓環件焊接殘余應力大、工件變形嚴重及焊縫質量差等難題，確保鋁合金空心圓環件焊接后尺寸及焊接接頭性能可以滿足使用要求。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種鋁合金空心圓環件的焊接方法，包括焊前去應力退火工藝、坡口準備工藝、清理工藝及焊接工藝，具體包括如下步驟：

（1）首先，將需要焊接的鋁合金空心圓環件進行去應力退火；

（2）然后在待焊部位開坡口；

（3）用鋼絲球將待焊部位附近30mm范圍內的氧化物及其它雜質清理干凈；然后，用丙酮擦拭機械清理干凈后的鋁合金空心圓環件及所需焊絲，進行去油污處理，再在NaOH溶液及HNO₃溶液中進行化學清理；

（4）將化學清洗后的鋁合金空心圓環件置于焊接工裝（焊接胎具）上，使對接縫隙為0-0.2mm，然后進行焊接；

（5）焊接接頭完全凝固至冷卻后，將鋁合金空心圓環件取出，完成零件焊接。

步驟（1）中，在去應力退火工藝中，退火溫度為300-350℃，保溫時間為1-2h。

步驟（2）中，在坡口準備工藝中，坡口形式為單邊倒角20°，鈍邊1.2mm。

步驟（3）中，在清理工藝中，化學清洗具體方法是：將去油污處理后的待焊零件及焊絲浸入NaOH溶液中，5-7min后取出放入水中沖洗并清除工件表面上的NaOH殘留物，然后將清洗好后的待焊零件及焊絲浸入HNO₃溶液中，1-2min后取出放入水中沖洗并清除工件表面上的HNO₃殘留物。

所述的NaOH溶液質量濃度為9-12%，配置溫度為40-50℃，HNO₃溶液質量濃度為30-40%，配置溫度為常溫。

步驟（4）中，所述的焊接工裝由上模與下模組成，上模為簡單的蓋板，下模帶有與空心圓環件相同規格的圓環型腔，在焊縫位置放大型腔尺寸，整個焊接工裝（胎具）為80°-100°圓弧段。

在焊接工藝中，接頭方式為對接，采用交流熔化極氬弧焊，焊接參數為電流80-100A，保護氣體采用純度＞99.99%的氬氣，氣體流量為11±3升/分鐘。

在焊接工藝中，采用直徑規格為Ф1.0mm的鋁合金焊絲，具體成分視母材而定。

本發明的優點是：本發明的鋁合金空心圓環件的焊接方法，由于采取了合適的焊接前熱處理，降低了工件焊接前殘余應力，通過適當的焊接坡口處理，并且采用機械清理+化學清洗，將待焊部位的氧化膜等雜質進行了徹底的清理，同時采用了專用焊接工裝，嚴格控制對接縫隙，并通過選取合適的保護氣體流量、焊接電流、焊接速度的工藝參數，避免了殘余應力大、工件變形嚴重及成形不良、未焊透及氣孔等焊接缺陷，提高生產效率，保證產品質量。

附圖說明

圖1-1是本發明實施例1焊接工裝下模示意圖；圖1-2為圖1-1的A-A截面圖。

圖2-1是本發明實施例1空心圓環件焊接對接坡口示意圖。

圖2-2是本發明實施例1空心圓環件矩形管截面圖。

圖3-1是本發明實施例2焊接工裝下模示意圖；圖3-2為圖3-1的A-A截面圖。

圖4-1是本發明實施例2空心圓環件焊接對接坡口示意圖。

圖4-2是本發明實施例2空心圓環件圓形管截面圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的說明，以使本專業技術人員更全面的理解本發明，但不以任何方式限制本發明。