一種薄壁鋁合金管路角焊縫TIG焊接結(jié)構(gòu)及方法與流程

本發(fā)明屬于焊接領(lǐng)域，涉及一種鋁合金管路焊接方法，尤其涉及一種薄壁鋁合金管路角焊縫tig焊接結(jié)構(gòu)及方法。

背景技術(shù)：

1、鋁合金焊接結(jié)構(gòu)具有重量輕、耐腐蝕性好、高的比強(qiáng)度、疲勞強(qiáng)度、便于加工等優(yōu)良綜合性能，廣泛應(yīng)用于航天航空、國(guó)防軍工等領(lǐng)域的產(chǎn)品中。隨著型號(hào)產(chǎn)品的不斷發(fā)展，對(duì)鋁合金焊接結(jié)構(gòu)的要求日趨嚴(yán)格，尤其是產(chǎn)品內(nèi)部油、氣管路的密封性最為關(guān)鍵，管路焊縫接頭的工作壓力成為設(shè)計(jì)的主要關(guān)注點(diǎn)之一，焊接后要保證管內(nèi)油、氣保壓強(qiáng)度及時(shí)長(zhǎng)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，因此對(duì)鋁合金管路的焊接工藝也提出了越來(lái)越高的要求。

2、“過(guò)燒”是焊縫金屬在焊接過(guò)程中受熱時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，造成晶粒粗大，晶粒邊界被激烈氧化，焊縫表面發(fā)渣、氣孔，甚至起皮。這種缺陷特別在手工焊全位置管路焊縫產(chǎn)生，尤其在焊接壁厚較小、直徑小的鋁合金管路時(shí)更為明顯。這種缺陷大幅削弱了焊縫的致密性，導(dǎo)致產(chǎn)品在氣密試驗(yàn)、油滲試驗(yàn)時(shí)，在較長(zhǎng)時(shí)間保壓情況下，焊縫極易出現(xiàn)微滲漏，影響產(chǎn)品質(zhì)量。

3、隨著航空航天裝備不斷發(fā)展，為滿(mǎn)足產(chǎn)品的小型化、輕量化要求，薄壁鋁合金細(xì)管的應(yīng)用也不斷增多，管路密閉腔體結(jié)構(gòu)高壓力、長(zhǎng)時(shí)間的工作需求愈加緊迫，對(duì)管路焊縫密封型要求也越來(lái)越嚴(yán)格。cn103182590a一種控制鋁合金管路焊接背部反透的方法，是研究較大直徑(22mm～40mm)的對(duì)接焊縫，其方法不適用于小直徑角接管路的焊接。細(xì)管薄壁鋁合金管路角焊縫氬弧焊時(shí)焊縫容易發(fā)生過(guò)燒、產(chǎn)生氣孔，難以滿(mǎn)足氣密試驗(yàn)、油滲試驗(yàn)要求等。對(duì)滲漏位置采用局部補(bǔ)焊方法反而會(huì)增加“過(guò)燒”程度，出現(xiàn)越補(bǔ)越漏的情況，無(wú)法保證管路焊接質(zhì)量，通常需要更換管路，這一問(wèn)題限制了薄壁小直徑鋁合金管路結(jié)構(gòu)產(chǎn)品焊接生產(chǎn)上的應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)解決的技術(shù)問(wèn)題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種薄壁鋁合金管路角焊縫tig焊接結(jié)構(gòu)及方法，有效減小薄壁管路焊縫熱輸入，避免管路焊縫過(guò)燒形成氣孔、裂紋等缺陷。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案如下：

3、第一方面，提供了一種薄壁鋁合金管路角焊縫tig焊接結(jié)構(gòu)，用于管路與承壓艙體之間的焊接，所述承壓艙體連接有凸臺(tái)，凸臺(tái)設(shè)置有用于管路穿出的凸臺(tái)孔，管路位于凸臺(tái)孔內(nèi)，凸臺(tái)與承壓艙體之間設(shè)置有圓角，管路與凸臺(tái)端部焊接形成角焊縫接頭。

4、所述凸臺(tái)高度為3mm～5mm。

5、所述凸臺(tái)與承壓艙體之間的圓角r3為凸臺(tái)高度的0.5-1倍。

6、所述凸臺(tái)端面壁厚δ1＝2δ0，其中δ0為管路壁厚。

7、所述管路與凸臺(tái)孔內(nèi)壁之間的裝配間隙小于δ0/4或0.3，取δ0/4或0.3中的最小值。

8、所述管路的壁厚0.8mm～2.0mm、外徑6mm～18mm。

9、第二方面，提供了一種薄壁鋁合金管路角焊縫tig焊接結(jié)構(gòu)的焊接方法，包括：

10、在承壓艙體的管路焊接位置加工凸臺(tái)，凸臺(tái)加工有用于管路穿出的凸臺(tái)孔；

11、將管路與凸臺(tái)裝配、定位、焊接。

12、所述將管路與凸臺(tái)裝配、定位、焊接，包括：將管路穿入凸臺(tái)孔內(nèi)并定位后，在管路內(nèi)通氬氣，然后進(jìn)行焊接。

13、所述氬氣流量(10～15)l/min。

14、所述將管路與凸臺(tái)裝配、定位、焊接之前，對(duì)凸臺(tái)和管路的焊縫區(qū)域進(jìn)行打磨清理去除表面氧化層，并用酒精擦拭。

15、綜上所述，本申請(qǐng)至少包括以下有益技術(shù)效果：

16、(1)本發(fā)明使管路與凸臺(tái)具備相近的散熱條件，可在焊縫位置快速形成熔池，減小焊縫熱輸入，避免焊縫形成過(guò)燒組織，提高焊縫的致密性。

17、(2)本發(fā)明采用凸臺(tái)形式，焊縫熔化時(shí)，凸臺(tái)金屬可作為焊縫填充金屬，焊接時(shí)可實(shí)現(xiàn)不填充焊絲或填充少量焊絲，來(lái)完成焊接。相比于無(wú)凸臺(tái)的角焊縫，在小直徑管路焊接時(shí)，由于焊槍需要快速進(jìn)行大角度的移動(dòng)，再配合填充焊絲，操作難度較大。本發(fā)明不填充焊絲或填充少量焊絲可大幅降低操作難度。

18、(3)本發(fā)明在管路內(nèi)通入惰性氣體氬氣，有助于提高管路散熱條件，同時(shí)內(nèi)部氬氣環(huán)境使焊縫隔絕氧氣，有利于焊縫成形。

技術(shù)特征：

1.一種薄壁鋁合金管路角焊縫tig焊接結(jié)構(gòu)，用于管路(2)與承壓艙體(1)之間的焊接，其特征在于：所述承壓艙體(1)連接有凸臺(tái)(5)，凸臺(tái)(5)設(shè)置有用于管路(2)穿出的凸臺(tái)孔，管路(2)位于凸臺(tái)孔內(nèi)，凸臺(tái)(5)與承壓艙體(1)之間設(shè)置有圓角，管路(2)與凸臺(tái)(5)端部焊接形成角焊縫接頭(3)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁鋁合金管路角焊縫tig焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述凸臺(tái)(5)高度為3mm～5mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁鋁合金管路角焊縫tig焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述凸臺(tái)(5)與承壓艙體(1)之間的圓角r3為凸臺(tái)(5)高度的0.5-1倍。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁鋁合金管路角焊縫tig焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述凸臺(tái)(5)端面壁厚δ1＝2δ0，其中δ0為管路(2)壁厚。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁鋁合金管路角焊縫tig焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述管路(2)與凸臺(tái)孔內(nèi)壁之間的裝配間隙小于δ0/4或0.3，取δ0/4或0.3中的最小值。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種薄壁鋁合金管路角焊縫tig焊接結(jié)構(gòu)，其特征在于：所述管路(2)的壁厚0.8mm～2.0mm、外徑6mm～18mm。

7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的一種薄壁鋁合金管路角焊縫tig焊接結(jié)構(gòu)的焊接方法，其特征在于，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的焊接方法，其特征在于，所述將管路(2)與凸臺(tái)(5)裝配、定位、焊接，包括：將管路(2)穿入凸臺(tái)孔內(nèi)并定位后，在管路(2)內(nèi)通氬氣，然后進(jìn)行焊接。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的焊接方法，其特征在于：所述氬氣流量(10～15)l/min。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的焊接方法，其特征在于：所述將管路(2)與凸臺(tái)(5)裝配、定位、焊接之前，對(duì)凸臺(tái)(5)和管路(2)的焊縫區(qū)域進(jìn)行打磨清理去除表面氧化層，并用酒精擦拭。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種薄壁鋁合金管路角焊縫TIG焊接結(jié)構(gòu)及方法，屬于焊接技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括：通過(guò)在角焊縫接頭位置加工凸臺(tái)，使管路與凸臺(tái)具備相近的散熱條件，在TIG焊接過(guò)程中，凸臺(tái)與管路金屬可同時(shí)熔化，減小焊縫熱輸入，避免管路過(guò)燒形成氣孔、裂紋等缺陷，可大幅提高焊縫的密封性。該方法不受焊接角度、起收弧次數(shù)限制，焊縫致密性高，可實(shí)現(xiàn)承壓容器上壁厚0.8mm～2.0mm，外徑6mm～18mm的薄壁鋁合金細(xì)管角焊縫的焊接。

技術(shù)研發(fā)人員：王毅,王志敏,孫少波,李云開(kāi),韓翼龍,武俊飛,任金欣,王舒,周雨萌,步賢政,秦中環(huán),陳磊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京航星機(jī)器制造有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30