[发明专利]潜弧焊接工艺

说明书

技术领域：

本发明创造是对较厚的轻合金对焊焊接工艺的改进。

背景技术：

目前，在飞机制造中采用较厚的即20mm至80mm的轻合金对焊构件，作为大型承力结构应用越来越多，习惯上采用多层堆焊工艺或真空电子束焊工艺，图1是双面多层堆焊工艺焊成的焊道横断面示意图，图3是采用真空电子束焊焊成的焊道横断面示意图。

采用多层堆焊工艺，焊接前，需要将待焊构件焊接部位加工成坡口，较厚的构件即接近80mm厚的需要两面加工成坡口，然后在坡口内，从坡口底部逐层堆焊，直至将坡口堆满，如有双面坡口，再从另一面坡口底部堆焊起，直至堆焊满为止，完成整个厚度的焊接。采用这种多层堆焊工艺，焊接次数多，对焊接构件热输入量大，构件焊接后变形大，焊接接头质量不易保证，工人劳动强度大。

采用真空电子束焊焊接较厚的轻合金对接焊接，是一种先进的焊接方法，但这种焊接工艺，需要专用的焊接设备，专用的焊接设备造价昂贵，焊接操作步骤复杂，周期长，生产成本加大。

发明内容：

本发明创造的目的是提供一种保证焊接质量，降低生产成本，减轻工人劳动强度的潜弧焊接工艺；本发明创造的目的是通过下述的工艺步骤实现的：潜弧焊接工艺：其步骤如下：

1).将待焊的对接构件在焊接夹具上固定；

2).在待焊道首、尾处装引弧板、收弧板；引弧板、收弧板材质与待焊构件材质相同，厚度相同；

3).实施潜弧焊接：采用钇化钨制成焊接电极；采用自动控制的焊接设备；焊接电极周围采用氦气保护，在焊道正面及反面，采用辅助氩气保护；施焊启动：焊接电极在引弧板表面引燃电弧，焊接电极一边向前移动，一边向熔池内下潜，直至深入到引弧板表面以下，焊接电极向待焊构件中移动，焊接电极进入待焊构件中，即实施潜弧焊接，焊完待焊构件后，焊接电极移入收弧板中，开始边向前移动边向上提升；

4).需要两面焊接时重复步骤3)；

5).去除引弧板、收弧板。

焊接电极下潜至所需熔透深度的二分之一。

本发明创造的优点：潜弧焊接不需要在待焊构件上加工坡口，即使待焊构件厚度接近80mm，可以进行双面潜弧焊接，也不必加工坡口；节省了加工坡口的工时；由于潜弧焊接采用钇化钨作焊接电极，钇化钨电极较已往多层堆焊采用的铈钨电极具有电子发射能力更强的性能，以及在焊接电极周围采用氦气保护，氦气保护比常规采用氩气保护的电弧温度更高，因此电弧区域及周围辐射热量增加，将待焊构件熔化，形成焊道，不需要外加焊丝；采用普通的自动焊接设备，只要焊接设备的电流满足潜弧焊接需要的电流量即可，实施潜弧焊接时，根据构件厚度及材质调节电流大小即可实现潜弧焊接，焊道质量满足了构件的强度要求，因此节省了昂贵的真空电子束焊焊接设备；潜弧焊接较多层堆焊使被焊构件受热量小，焊接后构件变形小，缩短了焊接周期，降低了生产成本，减轻了工人劳动强度。

附图说明：

图1是双面多层堆焊工艺焊成的焊道横断面示意图；

图2是双面实施潜弧焊接工艺焊成的焊道横断面示意图；

图3是真空电子束焊焊成的焊道横断面示意图；

图4是潜弧焊接焊接电极移动方向及形成的熔池及形成的焊道示意图；

图5是潜弧焊接工艺焊接电极从引弧板引弧起到进入待焊构件中直至到收弧板收弧过程示意图。

图中标号：1多层堆焊焊道，2潜弧焊焊道，3真空电子束焊焊道，4焊接构件，5焊枪，6熔池，7引弧板，8收弧板，I引弧段，II焊接构件段，III收弧段。

具体实施方式：

以钛合金构件为例，潜弧焊接工艺：其步骤如下：

1).将待焊的对接构件在焊接夹具上固定；以钛合金构件的形状设计制造的焊接夹具，将待焊的对接焊道两边的构件固定在焊接夹具上；

2).在待焊道首、尾处装引弧板、收弧板；引弧板、收弧板材质与待焊构件材质相同，厚度相同；因此本例的引弧板、收弧板用钛合金制成其厚度与钛合金构件厚48mm相同；采用焊接方式将引弧板、收弧板与钛合金构件安装在一起；