[發明專利]一種用于消除環形件電子束焊縫氣孔的通氣鎖底結構

有效

• 申請號: 201710021187.7
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106695104B
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 袁鴻;余槐;王金雪;張國棟
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京航空材料研究院
• 主分類號: B23K15/00
• 分類號: B23K15/00;B23K33/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陳宏林

本發明公開了一種用于消除環形件電子束焊縫氣孔的通氣鎖底結構。本發明是在環形件的鎖底配合面上，沿軸向加工通氣槽(7)，通氣槽(7)沿圓周狀配合面均勻分布，通氣槽(7)的長度L與環形凸臺(2)的寬度B相等，通氣槽(7)的寬度及深度尺寸參照焊接厚度設計，通氣槽(7)周向間距參照環形件直徑設計。該帶有通氣槽的鎖底結構能夠減少和消除焊縫氣孔缺陷的產生，改善焊接工藝質量，提高接頭的抗疲勞性能，從而增加焊接結構的可靠性和穩定性。

技術領域

本發明是一種用于消除環形件電子束焊縫氣孔的通氣鎖底結構，屬于環形件的電子束焊接技術領域。

背景技術

隨著材料科學技術的不斷發展，先進材料的廣泛應用促進了先進加工工藝也必須向前發展。電子束技術被稱為二十一世紀的加工技術之一，電子束焊接方法是許多先進材料連接的理想手段之一。

在先進發動機的制造工藝中，廣泛采用了電子束焊接技術，不僅可以減輕重量，還可以使零件的數量和連接件的數量大為減少，也大大增加了發動機的工作可靠性。電子束焊接技術在航空發動機零件制造中的應用達到40％，制造難度減少40％～50％，勞動生產率提高1.5～2倍，結構零件的總重量減少25％～40％。

焊接接頭要具有高的可靠性，必須具有高的疲勞強度。決定焊接接頭疲勞強度的條件之一是被焊縫材料在焊接過程中產生的氣孔數量和尺寸。因為氣孔是應力集中點，當結構件受到循環使用載荷作用時，氣孔可能成為疲勞裂紋源。

被焊接合金材料的冶金質量如氣體元素含量，待焊接區域的清潔狀況和工作室真空度以及焊接工藝參數的不匹配等是產生焊縫氣孔的主要原因。因此，提高材料的冶金質量、嚴格的表面清理、優選焊接工藝參數是消除焊縫氣孔所必須采取的技術措施。

采用帶有退刀槽的鎖底接頭型式，一定程度上有利于減少焊縫氣孔的產生。但是，因存在退刀槽，必須合理地選擇焊接工藝參數，獲得在退刀槽深度區域焊縫寬度必須大于退刀槽寬度的2倍以上。否則焊接過程中熔融液態金屬將不能完全流布退刀槽區域。導致焊后的射線檢測在X光片影像中存在全周“黑實線”或斷續的、“毛絮狀”或是局部的黑色影像，常被判定為氣孔、未熔合及空洞等焊接缺陷。

發明內容

本發明針對上述現有技術中存在的問題而設計，提供了一種用于消除環形件電子束焊縫氣孔的通氣鎖底結構，其目的是減少和消除焊縫氣孔缺陷的產生，改善焊接工藝質量，提高接頭的抗疲勞性能，從而增加焊接結構的可靠性和穩定性。

本發明的目的是通過以下技術措施來實現的：

該種用于消除環形件電子束焊縫氣孔的通氣鎖底結構，所述鎖底結構是指兩個對接環形件中一個環形件Ⅰ(3)的對接端面Ⅰ(1)的內緣上加工有環形凸臺(2)，另一個環形件Ⅱ(4)的對接端面Ⅱ(5)套裝在環形凸臺(2)上與環形件Ⅰ(3)的對接端面Ⅰ(1)貼合，其特征在于：在環形凸臺(2)與環形件Ⅱ(4)的配合面(6)上，沿軸向加工通氣槽(7)，通氣槽(7)沿圓周狀配合面均勻分布，通氣槽(7)的長度L與環形凸臺(2)的寬度B相等，通氣槽(7)的截面形狀為圓弧形(8)，通氣槽(7)的寬度D為1.0～3.0mm，通氣槽(7)的深度H為0.3～1.0mm，通氣槽(7)的周向間距為10～50mm。

環形凸臺(2)直接加工成形在環形件Ⅰ(3)的對接端面Ⅰ(1)的內緣上，與環形件Ⅰ(3)為一體化結構。

環形凸臺(2)設置在環形件Ⅰ(3)的對接端面Ⅰ(1)的內緣外側面上。

當環形件Ⅰ(3)的內徑R1≤100mm時，通氣槽(7)的周向間距為10～40mm，當環形件Ⅰ(3)的內徑R1＞100mm時，通氣槽(7)的周向間距為30～50mm。

當環形件Ⅰ(3)的外徑R2與內徑的差R2-R1≤10mm時，通氣槽(7)的寬度D為1.0～2.0mm，通氣槽(7)的深度H為0.3～0.5mm。