[发明专利]大厚度结构待焊工件及其焊接方法

说明书

本发明提供了一种大厚度结构待焊工件及其焊接方法，其中，该待焊工件的引入端和引出端被设置为榫头形结构，该焊接方法包括：将待焊工件的引入端和引出端设置成榫头形结构；获取与所述榫头形结构的引入端相匹配的榫槽形结构的引入块，制造与所述榫头形结构的引出端相匹配的榫槽形结构的引出块；将榫槽形结构的引入块装配到所述待焊工件的引入端，将榫槽形结构的引出块装配到所述待焊工件的引出端；在真空环境下，对装配完的待焊工件进行焊接，得到带有焊缝的工件。本发明实施例有利于实现焊接应力和变形的调控，提高了工艺的稳定性，使得焊接效果和焊缝质量更好。

技术领域

本发明涉及大厚度结构的焊接方法技术领域，特别涉及一种大厚度结构待焊工件及其焊接方法。

背景技术

在大多数工程实践的过程中，对于大厚度材料结构一般都需要通过整体化焊接的方式制造，一般焊接的厚度在30～150mm，主要采用自动氩弧焊、潜弧焊、电子束焊接的方法进行焊接。对于大厚度材料结构，为了获得更好的焊接质量，一般选用电子束焊接方法，为了保证缝成形和内部质量，一般在焊缝的起束流端和收束流端装配同厚度同材质的引入块(引弧块)和引出块(收弧块)，并利用不锈钢夹具固定和氩弧焊点焊的方法将其固定到工件的两端，具体的焊接方法和工装形式如图1和2所示。采用电子束点焊、封焊、焊接等完成大厚度材料结构的焊接，通过机加的方法将引入块和引出块去除，排除电流上升(起束流端)和下降(收束流端)阶段的参数波动的影响。这种工艺方法广泛应用于航空、航天、船舶、海洋探测、电力系统等领域基体承力构件和大型燃机组件的焊接制造。

然而，上述方法中夹具材料物理特性与焊接材料存在差异，固定约束较弱；另外，常规电子束焊接热输入大，存在形状不均匀的钉形焊缝特征，因此，导致焊接应力变形较大，易造成外形尺寸超差等问题，使得批量化生产的稳定性比较差，生产效率低，零件成本高。

发明内容

本发明实施例提供了一种大厚度结构待焊工件，以达到提供工艺稳定性和降低成本的目的，该待焊工件的引入端和引出端被设置为榫头形结构。

在一个实施例中，引入端和引出端的榫头角度为30度到80度，榫头宽度为10mm到15mm，榫头长度为5mm到20mm。

本发明实施例提供了一种大厚度结构待焊工件的焊接方法，以达到提供工艺稳定性和降低成本的目的，该方法包括：

将待焊工件的引入端和引出端设置成榫头形结构；

获取与所述榫头形结构的引入端相匹配的榫槽形结构的引入块，制造与所述榫头形结构的引出端相匹配的榫槽形结构的引出块；

将榫槽形结构的引入块装配到所述待焊工件的引入端，将榫槽形结构的引出块装配到所述待焊工件的引出端；

在真空环境下，对装配完的待焊工件进行焊接，得到带有焊缝的工件。

在一个实施例中，所述引入端和引出端的榫头角度为30度到80度，榫头宽度为10mm到15mm，榫头长度为5mm到20mm。

在一个实施例中，在真空环境下，对装配完的待焊工件进行焊接，包括：

将装配完的待焊工件置入真空环境中；

采用电子束扫描搅拌焊接方法，对准待焊工件的焊缝位置进行焊接。

在一个实施例中，对准待焊工件的焊缝位置进行焊接，包括：

将焊缝位置分为N段，其中，N为正整数；

对分为N段的焊缝，采用先焊两端再焊中间、先焊冷端再焊热端的方式进行分段定位焊接。

在一个实施例中，N大于等于5。

在一个实施例中，在将榫槽形结构的引入块装配到所述待焊工件的引入端，将榫槽形结构的引出块装配到所述待焊工件的引出端之前，上述方法还包括：