[发明专利]一种双层板结构的电子束补焊方法

说明书

本发明涉及电子束焊接、激光焊等自动焊接技术领域，尤其涉及一种双层板结构的电子束补焊方法，通过辅助手段，确定焊接缺陷类型和位置；以缺陷位置为中心向外扩展以覆盖原缺陷区域作为缺陷补焊区；根据补焊产品的结构对缺陷补焊区进行划区；根据焊接缺陷类型和根据焊接缺陷类型在各划区位置的分布，确定补焊方向、热输入调控量以及电子束补焊聚焦参数；其目的是使焊缝外观成形及焊缝内部质量满足Ⅰ级标准。

技术领域

本发明涉及电子束焊接、激光焊等自动焊接技术领域，尤其涉及一种双层板结构的电子束补焊方法。

背景技术

面对航空领域轻量化整体化的封闭型腔、多型面结构的研制需求，薄壁双层壁面、双层型面的一次电子束焊接成形新方法应运而生，解决了常规焊接双层板同步焊缝成形控制的难题。

由于双层板结构具有双型面特征，需要考虑两个型面的焊接角度，同时兼顾上、下层板的聚焦电流及热输入能量调控，以实现上、下层板电子束焊缝的双面成形。受型面过渡尺寸、表面状态、焊接角度、焊接聚焦与热输入连续变化等诸多因素影响，双层板结构一次电子束焊接易产生局部气孔、未焊透等缺陷。这些焊接缺陷将恶化表面成形质量，降低双层板结构的承载能力，缩短结构的使用寿命。

以航空领域典型的双层板结构为例，其对接的截面形式如图1、图2所示，一号层板1和二号层板2的厚度均为δ，厚度不超过10mm。如图3所示的双层试板4与试板5的对接焊接示意图，包括焊接截面位置3。采用电子束焊接一次成形的方法，焊缝6易产生缺陷位置及焊接缺陷类型如下：

1)单层板区局部气孔缺陷，含过渡区部分；

2)双层板区域上层板局部气孔缺陷；

3)双层板区域下层板局部未焊透缺陷；

4)双层板区域下层板局部气孔缺陷。

对于上述双层板电子束焊接缺陷，采用常规电子束焊接补焊难点和问题包括：

1)由于型面变化复杂，不适于局部区域修补，易形成新缺陷和新缺陷位置；

2)对于原焊缝位置重熔补焊，气孔缺陷排除工艺和补焊方向设计难；

3)缺陷位于型面高度连续变化的区域，聚焦参数选取及热输入控制难。

针对双层板结构电子束焊接缺陷几率增加的问题，本发明提出一种双层板电子束焊接补焊方法，以解决上述问题。

发明内容

本发明主要针对以上问题，提出了一种双层板结构的电子束补焊方法，其目的是使焊缝外观成形及焊缝内部质量满足Ⅰ级标准。

为实现上述目的，本发明提供了一种双层板结构的电子束补焊方法，包括以下步骤：

通过辅助手段，确定焊接缺陷类型和缺陷位置；

以所述缺陷位置为中心向外扩展以覆盖原缺陷区域作为缺陷补焊区；

根据补焊产品的结构对所述缺陷补焊区进行划区；

根据所述焊接缺陷类型以及根据所述焊接缺陷类型在各划区位置的分布，确定补焊方向、热输入调控量以及电子束补焊聚焦参数。

进一步地，确定焊接缺陷类型和缺陷位置的辅助手段，包括：外观检测、射线探伤检测、超声波检测、渗透探伤检测。

进一步地，所述焊接缺陷类型包括气孔、未焊透。

进一步地，所述根据补焊产品的结构对所述缺陷补焊区进行划区，包括：将所述缺陷补焊区划分为单层板缺陷区、上层板缺陷区、下层板缺陷区。

进一步地，以所述缺陷位置为中心向外扩展包括：以所述缺陷位置为中心的-10～+10mm的区域作为缺陷补焊区。