[发明专利]中大厚度钛合金磁控窄间隙TIG焊接方法和应用

说明书

本发明公开了一种中大厚度钛合金磁控窄间隙TIG焊接方法和应用，涉及金属焊接技术领域。包括在腹板和翼板之间的坡口内，利用磁控窄间隙TIG设备焊接，坡口的角度满足α＝0.07d+4，其中，d为腹板的厚度。由于磁场的加入，使得焊接热量向侧壁分散，促进了侧壁熔合，使钛合金板可承受大电流焊接，提高了焊接效率和质量。同时通过公式控制坡口角度，为不同厚度的腹板焊接提供了依据，将坡口角度控制在公式要求内，可以减少了焊接变形的发生。

技术领域

本发明涉及金属焊接技术领域，具体而言，涉及一种中大厚度钛合金磁控窄间隙TIG焊接方法和应用。

背景技术

钛及钛合金因具有密度小、耐腐蚀、焊接性好、优异的力学性能等优点，被广泛的应用于航空航天、海洋工程、汽车等领域。大型设备装配过程中，零件加工精度要求高，加工难度大，T型接头成为多数部件装配的首选。

在中大厚度钛合金T型接头常见的焊接方法中，一种为开大角度坡口，一般为45°，再通过钨极氩弧焊进行填充，常规钨极氩弧焊焊接容易造成能量的集中与累积，热输入大从而引起焊接板变形，而且坡口较大还容易出现侧壁不熔合的现象，严重影响焊接接头的使用寿命。第二种焊接方法为设计K型坡口或者双U型坡口，采用双面双弧焊接；此方法虽能有效的避免变形，但热输入大引起组织粗大，性能变差，且需多台设备焊接，操作复杂，工艺适应性差。第三种方法为不开坡口，通过激光同步双面焊接，此方法虽能一次焊接成型，但同时焊接引入的热输入大，对焊接板变形控制无法保证。因此，亟需提供一种操作简便、适应性高的中大厚度钛合金T型接头焊接方法。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的在于提供一种中大厚度钛合金磁控窄间隙TIG焊接方法和应用。

本发明是这样实现的：

第一方面，本发明提供一种中大厚度钛合金磁控窄间隙TIG焊接方法，包括在腹板和翼板之间的坡口内，利用磁控窄间隙TIG设备焊接，坡口的角度满足α＝0.07d+4，其中，d为腹板的厚度。

在可选的实施方式中，坡口的宽度满足D＝9.7+0.03d，坡口的深度满足H＝d-2。

在可选的实施方式中，翼板和腹板的厚度均为10～170mm，坡口的宽度为10～15mm，坡口的钝边为1～3mm。

在可选的实施方式中，坡口包括U型坡口、K型坡口或V型坡口中的任一种。

在可选的实施方式中，磁控窄间隙TIG设备焊接的焊接参数包括：焊接电流380～500A，焊接电压9～13V，焊接速度5～10m/h，送丝速度40～80m/h，磁场频率7～12Hz，磁场强度5～8mT。

在可选的实施方式中，磁控窄间隙TIG设备的磁场发生器与钨极之间的距离为20～30mm。

在可选的实施方式中，还包括在焊接的过程中通入保护气体；优选地，保护气体包括从焊缝的焊接面和与焊接面相对的表面通入；优选地，保护气体包括氩气或氮气中的任一种。

在可选的实施方式中，从焊接面通入的保护气体气流量为15～25L/min，从与焊接面相对的表面通入的保护气体气流量为10～20L/min。

在可选的实施方式中，在焊接前还包括将翼板和腹板的待焊接表面铣平、打磨和清洗。

优选地，清洗结束后4h内进行焊接。

优选地，清洗包括采用丙酮和/或酒精清洗。

第二方面，本发明提供一种如前述实施方式任一项的中大厚度钛合金磁控窄间隙TIG焊接方法在金属焊接领域的应用。

本发明具有以下有益效果：