[發明專利]一種變極性等離子弧尾焰導流工裝及焊接方法

在審

• 申請號: 201811522268.6
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109396622A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 魏松;葛一凡;黃寧;姜坤;章朋田;曾如川;杜會橋;劉鑫
• 申請（專利權）人: 北京衛星制造廠有限公司
• 主分類號: B23K10/02
• 分類號: B23K10/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 范曉毅

一種變極性等離子弧尾焰導流工裝，包括上壓板(12)、下稱板(15)；所述上壓板(12)和下稱板(15)分別位于外部對接材料(4)的兩側；所述上壓板(12)和下稱板(15)連接后固定外部對接材料(4)；所述下稱板(15)為U型槽狀；所述外部對接材料(4)的焊縫寬度為w；下稱板(15)U型槽的寬度W與焊縫寬度w的比值為2～4，且上壓板(12)槽的寬度與外部槍頭(11)的直徑的比值為1.2～2.5。本發明用以實現焊接尾焰的良好導流；而在大型復雜曲面結構的焊接過程中，通過優化工裝結構和焊接方法，實現了大型復雜曲面結構的焊接，保證了焊接質量和焊接精度。

技術領域

本發明涉及一種變極性等離子弧尾焰導流工裝及焊接方法，屬于機械工程與焊接領域。

背景技術

變極性等離子弧焊接是三種高能束流的焊接方法之一，可以實現不開坡口一次焊接成形，并且與其它焊接方法相比，成本低、氣孔和加渣等缺陷少，在鋁合金的焊接方面得到了廣泛的應用。

變極性等離子弧焊焊接時槍頭部分主要包括鎢極3、等離子氣2、保護氣1、等離子弧5等幾部分，對接材料4焊接過程中產生大量的高壓高溫氣體，高壓高溫氣體可通過焊接過程中的小孔7進入焊縫的背面形成尾焰6，如圖1所示。鋁合金產品焊接時，鋁合金產品需要用焊接工裝固定對接的焊縫，防止產品焊接變形，焊縫背面設計焊漏槽，鎢極氬弧焊的焊漏槽一般為微小圓弧，而此焊漏槽方式不能滿足變極性等離子弧焊的工藝要求。此外，在面臨大型復雜曲面結構的焊接過程中，采用變極性等離子弧焊接，需要同時保證焊接質量、焊接精度，對相應的工裝和焊接方法提出更高的需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供了一種變極性等離子弧尾焰導流工裝及焊接方法，用以實現焊接尾焰的良好導流；而在大型復雜曲面結構的焊接過程中，通過優化工裝結構和焊接方法，實現了大型復雜曲面結構的焊接，保證了焊接質量和焊接精度。

本發明目的通過以下技術方案予以實現：

一種變極性等離子弧尾焰導流工裝，包括上壓板、下稱板；所述上壓板和下稱板分別位于外部對接材料的兩側；所述上壓板和下稱板連接后固定外部對接材料；

所述下稱板為U型槽狀；所述外部對接材料的焊縫寬度為w；下稱板U型槽的寬度W與焊縫寬度w的比值為2～4，且上壓板槽的寬度與外部槍頭的直徑的比值為1.2～2.5。

上述變極性等離子弧尾焰導流工裝，所述上壓板和下稱板均為鑄鋼或鑄鋁材料。

上述變極性等離子弧尾焰導流工裝，所述下稱板U型槽的高度為H，H大于30mm，當H小于等于50mm時，下稱板U型槽的底部設有排氣孔，所述排氣孔的排氣量大于等于等離子弧尾焰氣流。

一種變極性等離子弧焊接方法，包括如下步驟：

步驟一、在變位機水平狀態下，將底胎安裝到焊接變位機上；

步驟二、底胎上設有下稱板，然后將壁板安裝在底胎上，將壁板的刻線與焊接工裝上的刻線對齊；

步驟三、在壁板上安裝壁板壓板，在壁板壓板和壁板之間安裝壁板壓環，法蘭框安裝在底胎上，將法蘭框壓板與在底胎連接后固定法蘭框；

步驟四、采用變極性等離子弧對壁板和法蘭框進行焊接，變極性等離子弧尾焰從底胎上的下稱板的U型槽中的排氣孔導出。

上述變極性等離子弧焊接方法，所述底胎的內部設有減輕槽。

上述變極性等離子弧焊接方法，所述底胎采用鑄鋁材料。

上述變極性等離子弧焊接方法，所述壁板壓板上設有加強筋。

上述變極性等離子弧焊接方法，所述法蘭框壓板采用Q235材料。

上述變極性等離子弧焊接方法，所述壁板壓環為弧形塊結構。