[發(fā)明專(zhuān)利]中大厚度鈦合金磁控窄間隙TIG焊接方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202310032208.0
• 申請(qǐng)日: 2023-01-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN116021121B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦彬皓;王海燕;丁來(lái)法;張宇鵬
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 廣東省科學(xué)院中烏焊接研究所
• 主分類(lèi)號(hào): B23K9/167
• 分類(lèi)號(hào): B23K9/167;B23K9/32
• 代理公司: 北京超凡宏宇專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 任燕妮

本發(fā)明公開(kāi)了一種中大厚度鈦合金磁控窄間隙TIG焊接方法和應(yīng)用，涉及金屬焊接技術(shù)領(lǐng)域。包括在腹板和翼板之間的坡口內(nèi)，利用磁控窄間隙TIG設(shè)備焊接，坡口的角度滿(mǎn)足α＝0.07d+4，其中，d為腹板的厚度。由于磁場(chǎng)的加入，使得焊接熱量向側(cè)壁分散，促進(jìn)了側(cè)壁熔合，使鈦合金板可承受大電流焊接，提高了焊接效率和質(zhì)量。同時(shí)通過(guò)公式控制坡口角度，為不同厚度的腹板焊接提供了依據(jù)，將坡口角度控制在公式要求內(nèi)，可以減少了焊接變形的發(fā)生。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種中大厚度鈦合金磁控窄間隙TIG焊接方法和應(yīng)用。

背景技術(shù)

鈦及鈦合金因具有密度小、耐腐蝕、焊接性好、優(yōu)異的力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于航空航天、海洋工程、汽車(chē)等領(lǐng)域。大型設(shè)備裝配過(guò)程中，零件加工精度要求高，加工難度大，T型接頭成為多數(shù)部件裝配的首選。

在中大厚度鈦合金T型接頭常見(jiàn)的焊接方法中，一種為開(kāi)大角度坡口，一般為45°，再通過(guò)鎢極氬弧焊進(jìn)行填充，常規(guī)鎢極氬弧焊焊接容易造成能量的集中與累積，熱輸入大從而引起焊接板變形，而且坡口較大還容易出現(xiàn)側(cè)壁不熔合的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響焊接接頭的使用壽命。第二種焊接方法為設(shè)計(jì)K型坡口或者雙U型坡口，采用雙面雙弧焊接；此方法雖能有效的避免變形，但熱輸入大引起組織粗大，性能變差，且需多臺(tái)設(shè)備焊接，操作復(fù)雜，工藝適應(yīng)性差。第三種方法為不開(kāi)坡口，通過(guò)激光同步雙面焊接，此方法雖能一次焊接成型，但同時(shí)焊接引入的熱輸入大，對(duì)焊接板變形控制無(wú)法保證。因此，亟需提供一種操作簡(jiǎn)便、適應(yīng)性高的中大厚度鈦合金T型接頭焊接方法。

鑒于此，特提出本發(fā)明。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種中大厚度鈦合金磁控窄間隙TIG焊接方法和應(yīng)用。

本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明提供一種中大厚度鈦合金磁控窄間隙TIG焊接方法，包括在腹板和翼板之間的坡口內(nèi)，利用磁控窄間隙TIG設(shè)備焊接，坡口的角度滿(mǎn)足α＝0.07d+4，其中，d為腹板的厚度。

在可選的實(shí)施方式中，坡口的寬度滿(mǎn)足D＝9.7+0.03d，坡口的深度滿(mǎn)足H＝d-2。

在可選的實(shí)施方式中，翼板和腹板的厚度均為10～170mm，坡口的寬度為10～15mm，坡口的鈍邊為1～3mm。

在可選的實(shí)施方式中，坡口包括U型坡口、K型坡口或V型坡口中的任一種。

在可選的實(shí)施方式中，磁控窄間隙TIG設(shè)備焊接的焊接參數(shù)包括：焊接電流380～500A，焊接電壓9～13V，焊接速度5～10m/h，送絲速度40～80m/h，磁場(chǎng)頻率7～12Hz，磁場(chǎng)強(qiáng)度5～8mT。

在可選的實(shí)施方式中，磁控窄間隙TIG設(shè)備的磁場(chǎng)發(fā)生器與鎢極之間的距離為20～30mm。

在可選的實(shí)施方式中，還包括在焊接的過(guò)程中通入保護(hù)氣體；優(yōu)選地，保護(hù)氣體包括從焊縫的焊接面和與焊接面相對(duì)的表面通入；優(yōu)選地，保護(hù)氣體包括氬氣或氮?dú)庵械娜我环N。

在可選的實(shí)施方式中，從焊接面通入的保護(hù)氣體氣流量為15～25L/min，從與焊接面相對(duì)的表面通入的保護(hù)氣體氣流量為10～20L/min。

在可選的實(shí)施方式中，在焊接前還包括將翼板和腹板的待焊接表面銑平、打磨和清洗。

優(yōu)選地，清洗結(jié)束后4h內(nèi)進(jìn)行焊接。

優(yōu)選地，清洗包括采用丙酮和/或酒精清洗。

第二方面，本發(fā)明提供一種如前述實(shí)施方式任一項(xiàng)的中大厚度鈦合金磁控窄間隙TIG焊接方法在金屬焊接領(lǐng)域的應(yīng)用。

本發(fā)明具有以下有益效果：