[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

本發明提供了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，包括：燃料半球殼和燃料后框的焊接；共底隔板和固定環的焊接；貯箱工件的裝配及裝夾定位；貯箱工件的定位焊接；貯箱工件的焊接成形。前兩個焊接在零件狀態采用電子束焊的方式將鎖底焊透；后續焊接是將所有零件裝配定位在一起再進行電子束焊接，保證焊縫有效熔深，但不能焊透鎖底，以避免背面產生飛濺。本發明采用優化后的工裝和焊接工藝，有效地提高了大尺寸薄壁鈦合金貯箱鎖底對接接頭電子束焊縫鎖底根部的有效熔寬和承壓能力，避免了焊縫內部極易出現的X光檢查氣孔缺陷及液壓試驗過程中焊縫部位開裂的現象，減少了返修焊次數，提高了生產效率，降低了生產成本。

技術領域

本發明屬于焊接技術領域，涉及一種大尺寸薄壁鈦合金貯箱的焊接方法，具體涉及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。

背景技術

表面張力貯箱屬于大尺寸薄壁鈦合金表面張力貯箱，如圖1所示，該貯箱由上至下包括燃料半球殼、燃料后框、燃隔板環、燃料筒段、共底隔板、固定環、氧隔板環、氧加強框和氧上半球殼。各組件之間通過鎖底對接接頭焊接固定。大尺寸薄壁鈦合金貯箱鎖底對接接頭電子束焊接時，由于焊接順序不合理，先焊接的對接接頭對后焊接對接接頭的對接狀態產生影響，使得后焊接對接接頭的間隙和錯位變大，且選用的電子束焊接參數對焊前對接間隙和錯位比較敏感，較大的對接間隙和錯位對電子束焊接參數的選擇及焊接結果的確定造成較大影響。貯箱電子束焊接完成后，在液壓試驗過程中，若焊縫有效熔深不足，易出現電子束焊縫部位開裂的現象，導致產品需再次返修或報廢，提高了生產成本，降低了生產效率。

發明內容

為了克服現有技術中的不足，本發明人進行了銳意研究，提供了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，該方法采用特定的焊接順序，減少了先焊接的鎖底對接接頭對后焊接的鎖底對接接頭的影響，并采用優化的電子束焊接參數使得焊縫鎖底根部的熔寬及熔深得到保證，從而避免了大尺寸薄壁鈦合金貯箱鎖底對接接頭電子束焊縫在液壓試驗過程中易出現開裂的問題，從而完成本發明。

本發明提供了的技術方案如下：

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，包括：

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

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

S103，貯箱工件的裝配及裝夾定位：酸洗燃隔板環、燃料筒段、氧隔板環、氧加強框和氧上半球殼，將以上五個工件與焊接完成的燃料半球殼和燃料后框、焊接完成的共底隔板和固定環裝配在一起，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和氧上半球殼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和氧上半球殼的鎖底對接接頭。

根據本發明提供的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，具有以下有益效果：

(1)本發明中，采用先焊接燃料半球殼和燃料后框、以及共底隔板和固定環，再裝配貯箱后由上至下焊接相鄰工件，該順序可以極大地減少焊接變形；