[發明專利]一種大尺寸薄壁鈦合金貯箱鎖底對接接頭電子束焊接方法

有效

• 申請號: 202010773489.1
• 申請日: 2020-08-04
• 公開（公告）號: CN112059394B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 王英杰;張勤練;胡海剛;胥洋
• 申請（專利權）人: 西安航天發動機有限公司
• 主分類號: B23K15/00
• 分類號: B23K15/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 王永芳

1.一種大尺寸薄壁鈦合金貯箱鎖底對接接頭電子束焊接方法，其特征在于，包括：

S101，燃料半球殼(1)和燃料后框(2)的焊接：酸洗燃料半球殼(1)和燃料后框(2)，裝配后采用氬弧焊的方式定位燃料半球殼(1)和燃料后框(2)的對接焊縫，將定位完成后的燃料半球殼(1)和燃料后框(2)進行電子束焊接；

S102，共底隔板(5)和固定環(6)的焊接：酸洗共底隔板(5)和固定環(6)，裝配后采用氬弧焊的方式定位共底隔板(5)和固定環(6)的對接焊縫，將定位完成后的共底隔板(5)和固定環(6)進行電子束焊接；

S103，貯箱工件的裝配及裝夾定位：酸洗燃隔板環(3)、燃料筒段(4)、氧隔板環(7)、氧加強框(8)和氧上半球殼(9)，將以上五個工件與焊接完成的燃料半球殼(1)和燃料后框(2)、焊接完成的共底隔板(5)和固定環(6)裝配在一起，采用氬弧焊的方式定位上述相鄰工件的對接焊縫；對裝配后的貯箱進行裝夾定位，使定位后的大尺寸薄壁鈦合金貯箱軸線處于豎直方向；

S104，貯箱工件的定位焊接：采用電子束焊接的方式分段定位焊裝配后相鄰工件的鎖底對接接頭；

S105，貯箱工件的焊接成形：正式電子束焊接除氧加強框(8)和氧上半球殼(9)對接接頭之外的五個鎖底對接接頭；翻轉貯箱后，正式電子束焊接氧加強框(8)和氧上半球殼(9)的鎖底對接接頭。

2.根據權利要求1所述的電子束焊接方法，其特征在于，在S101中，酸洗燃料半球殼(1)、燃料后框(2)后，在24h內進行焊接；和/或

燃料半球殼(1)和燃料后框(2)裝配后焊縫對接位置厚度為2.2mm～3.0mm，鎖底厚度為0.8mm～1.4mm，焊縫直徑為760mm～885mm；對接間隙為0～0.2mm，對接錯位為0～0.2mm；和/或

氬弧焊定位時不加焊絲，定位點間距為120mm～180mm，定位點長度為10mm～20mm。

3.根據權利要求1所述的電子束焊接方法，其特征在于，在S102中，酸洗共底隔板(5)和固定環(6)后，在24h內進行焊接；和/或

共底隔板(5)和固定環(6)裝配后焊縫對接位置厚度為2.2mm～3.0mm，鎖底厚度為0.8mm～1.4mm，焊縫直徑為760mm～885mm，對接間隙為0～0.2mm，對接錯位為0～0.2mm；和/或

氬弧焊定位時不加焊絲，定位點間距為120mm～180mm，定位點長度為10mm～20mm。

4.根據權利要求1所述的電子束焊接方法，其特征在于，在S101和S102中，燃料半球殼(1)和燃料后框(2)的鎖底對接接頭進行電子束焊接時、以及共底隔板(5)和固定環(6)的鎖底對接接頭進行電子束焊接時，貯箱工件軸線處于豎直方向，電子束處于水平方向，貯箱工件軸線相對于水平方向的垂直度不大于0.5mm；和/或

在S101和S102中，電子束焊接時，首先進行電子束分段定位焊，再進行整周電子束焊接；電子束分段定位焊的電子束流為15mA～25mA，焊接速度為1.4m/min～1.6m/min，每段長度為50mm～70mm，分段數量為30～36；整周電子束焊的電子束流為55mA～70mA，焊接速度為1.4m/min～1.6m/min，焊接時保證鎖底焊透。

5.根據權利要求1所述的電子束焊接方法，其特征在于，在S101和S102中，電子束焊接時，采用第一套工裝分別裝夾燃料半球殼(1)和燃料后框(2)、以及共底隔板(5)和固定環(6)；

第一套工裝包括支撐環(10)和螺紋限位件(11)，支撐環(10)的外緣帶有凹槽，用于容納燃料后框(2)和固定環(6)的下緣；支撐環(10)側邊開設有螺紋通孔，螺紋限位件(11)穿設該螺紋通孔，對燃料后框(2)和固定環(6)擠壓限位。