[發明專利]一種鈦合金厚板的焊接變形控制方法

有效

• 申請號: 201911172856.6
• 申請日: 2019-11-26
• 公開（公告）號: CN110756958B
• 公開（公告）日: 2021-10-22
• 發明（設計）人: 桑青;李曉光;潘士建;單易
• 申請（專利權）人: 中國航發沈陽黎明航空發動機有限責任公司
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/235;B23K9/32
• 代理公司: 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 21234
• 代理人: 俞魯江

本發明涉及焊接變形控制技術領域，具體涉及安裝托點組合件關于厚板鈦合金焊接的保護和變形控制，用于焊接托點和法蘭邊，從兩方面實現焊接變形的控制，配合使用焊接限位裝置，采用多層自動氬弧焊焊接方法。采用焊接限位裝置，限位基座和壓板限分別從水平和豎直兩個方向限制法蘭邊的位置，限位凹槽固定安裝托點，從通氣孔散出的氬氣保護焊縫和熱影響區背面防止氧化，蜂窩組織的通氣孔分散氬氣氣流，防止強氣流吹散熔池造成焊縫燒穿缺陷，焊縫正反兩面保護良好，有效防止氧化和高溫吸氫等產生的焊縫缺陷可以實現更小熱輸入，降低產生焊接變形的幅度，以較小的焊接熱輸入和焊接限位裝置減小焊接變形。

技術領域

本發明涉及焊接變形控制技術領域，具體涉及安裝托點組合件關于厚板鈦合金焊接的保護和變形控制。

背景技術

由于鈦合金材料的比強度較高，得到越來越多的應用的。但是焊接鈦合金的過程中隨著溫度的升高，吸氫、氧或氮的能力變強會造成焊接接頭脆化，影響焊縫的性能，鈦合金的彈性模量較小，焊接殘余應力較大，易發生焊接變形，發生焊接變形后校正不易。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種鈦合金厚板的焊接變形控制方法，解決鈦合金厚板焊接產生的焊接變形問題。

具體技術方案如下：

一種鈦合金厚板的焊接變形控制方法，用于焊接托點和法蘭邊，從兩方面實現焊接變形的控制，配合使用焊接限位裝置，采用多層自動氬弧焊焊接方法；

所述限位裝置整體為圓盤形狀，圓盤上表面后側為突出的限位基座，限位基座包含外凸的弧形型面；圓盤上表面開設圓形限位凹槽，其大小與托點的圓截面匹配，限位凹槽內靠近限位基座一側距離凹槽開口一定距離位置嵌入安裝弧形的蜂窩組織，蜂窩組織上均勻密布通氣孔，托點和法蘭邊固定安裝后，焊縫緊密貼合，弧形的蜂窩組織與焊縫對應；

所述多層自動氬弧焊焊接方法首先進行定位氬弧焊，在待焊處均勻施焊，然后進行待焊處的第一層打底焊接，第二、三層焊接是對打底焊的正反兩面進行焊接填充，伴隨氬氣保護和自動填絲，實現更小熱輸入，降低產生焊接變形的幅度。

所述限位裝置的圓盤上通過軸安裝有四個可繞軸旋轉的壓板，左右各有一組，一組包含一個長壓板和一個短壓板，高度與法蘭邊的厚度匹配。

所述限位基座1的弧形型面與法蘭邊的內弧抵接。

所述托點和法蘭邊的接頭預先開坡口。

鈦合金厚板的焊接變形控制方法，具體包括如下步驟：

(1)焊前準備：拋光待焊接的托點和法蘭邊，將法蘭邊的內弧與限位基座的弧形型面抵接后，旋轉四個壓板，從豎直方向上壓緊法蘭邊；將托點置于限位凹槽內，焊縫緊密貼合，弧形的蜂窩組織與焊縫對應；將氬氣管接入焊接夾具背面，氬氣通過蜂窩組織由一束變多束，防止集中出氣時對熔池造成沖擊，通氣孔使氬氣氣流更規律和均勻；

(2)裝配定位焊：在焊接接頭處進行定位氬弧焊,先焊接幾個焊點，均勻分布在待焊處上，間距10—20mm；

(3)自動氬弧焊：通過自動氬弧焊機實現自動填絲焊接，采用單層批焊，逐一進行焊接打底，然后再逐一進行兩次填充焊接，使每層焊接之間有散熱時間，避免多層焊時局部過熱。

與現有技術相比，本發明具有如下有益技術效果：

(1)本發明從兩方面入手，來解決鈦合金厚板焊接產生的焊接變形問題。一方面對于厚板鈦合金的焊接，與手工氬弧焊相比，自動氬弧焊在控制焊接速度等方面更具優勢，采用多層自動氬弧焊焊接方法，即第一層焊接打底，第二、三層焊接填充，伴隨氬氣保護和自動添絲，可以實現更小熱輸入，降低產生焊接變形的幅度，以較小的焊接熱輸入和焊接限位裝置減小焊接變形。