一種控制鋁合金管路焊接背部反透的方法

2023-08-01 11:27:56

專利名稱：一種控制鋁合金管路焊接背部反透的方法
技術領域：
本發明屬於焊接技術領域，涉及一種鋁合金焊接方法，更具體地涉及一種控制鋁合金管路焊接背部反透的方法，亦可應用於其它類似焊接相關領域中。
背景技術：
鋁合金焊接結構具有重量輕、耐腐蝕性好、便於加工等優良綜合性能，廣泛應用於航天航空、國防軍工等領域的產品中。隨著型號產品的不斷發展，對鋁合金焊接結構的要求日趨嚴格，尤其是產品內部油、氣管路，不但要考慮其工作壓力，還要控制焊縫背部反透，保證管內油、氣流量滿足設計要求，因此對鋁合金管路的焊接工藝也提出了越來越高的要求。鋁合金具有熔點低、高溫強度小的特點，因此在焊接過程中常常會出現焊縫背部反透較大的缺陷，尤其在焊接壁厚較小的鋁合金管路時更為明顯。在實際生產中常採用內部施加剛性芯軸的方法來避免這種缺陷，但採用這種方法一方面會受到管路複雜程度的限制，連續彎管的對接難以採用剛性芯軸；另一方面焊接不同直徑的管路需要不同直徑的剛性芯軸配套，增加了生產成本。因此採用剛性芯軸的方法即無法完全滿足當今複雜鋁合金管路的焊接要求，又會增加生產成本，不能保證管路焊接質量。隨著鋁合金產品結構形狀日趨複雜化，產品內部管路的形狀也越來越複雜，對管路內部流量的控制也越來越嚴格，鋁合金管路氬弧焊時焊縫背部成形不良、反透量過大，難以滿足通球試驗要求等。採用剛性芯軸的方法不能完全控制背部反透，保證管路焊接質量，限制了鋁合金複雜管路結構產品焊接生產上的應用。

發明內容
針對上述問題，本發明旨在提出一種控制鋁合金管路氬弧焊環焊縫內部反透，不受管路複雜程度的限制，可有效控制鋁合金管路焊縫背部反透，並有利於焊縫成形的方法。本發明的所採用的技術方案如下:—種控制鋁合金管路焊接背部反透的方法，工作原理:通過在管路焊接時向管路內部充一定壓力的惰性氣體的方法，向液態熔池施加一個向上的力，使這個力與液態熔池受到的自身重力、電弧吹力以及熔池表面張力相互平衡。焊接過程中通過控壓裝置對充氣流量進行實時調節以保證管路內部氣壓動態穩定，為焊接提供一個壓力相對穩定的工作環境。本發明中所稱的準穩態，是指管路內部氣體壓力動態穩定，管路內部氣壓大於外部氣壓600Pa±5%，即管路內外壓差保持在600Pa±5%內。壓力上下波動不超過內部氣壓的土 5%時，可有效控制管路內部反透。整個管路焊接過程包括兩個階段:點固充氣階段和焊接調壓階段。其中:(I)點固充氣階段，是將待焊接管路對接裝配好後點固，然後封堵管路兩端，向管路內充惰性氣體，使管路內部空氣從待焊接縫處的間隙排出，替換管路內原有空氣，使管路內部充滿惰性氣體，並在管路內部形成一個準穩態的惰性氣體壓力相對穩定的環境；管路點固後的初始充氣流量可根據不同的管路直徑按下式進行調節，充氣時間可根據管路粗
細、長短以及具體環境進行適當調整，
權利要求
1.一種控制鋁合金管路焊接背部反透的方法，包括兩個階段:點固充氣階段和焊接調壓階段，具體為: (1)點固充氣階段，將待焊接管路對接裝配好後點固，然後封堵管路兩端，向管路內充惰性氣體，使管路內部充滿惰性氣體，並在管路內部形成一個準穩態的惰性氣體環境； (2)焊接調壓階段，當管路內部充滿惰性氣體並形成一個準穩態的惰性氣體環境後開始焊接，焊接過程中，用控壓裝置對充氣流量進行動態調節，使管路內部氣壓保持準穩態。
2.根據權利要求1所述的一種控制鋁合金管路焊接背部反透的方法，其特徵在於，在所述點固充氣階段，管路點固後的初始充氣流量可根據不同的管路直徑按下式進行調節:
3.根據權利要求1所述的一種控制鋁合金管路焊接背部反透的方法，其特徵在於，在所述的焊接調壓階段，焊接過程中，充氣流量可通過按下式進行調整:
全文摘要
本發明提出了一種控制鋁合金管路焊接背部反透的方法，採用可調控壓裝置向待焊管路內連續充惰性氣體，保證充氣流量與未焊接頭的放氣流量相互協調，使管路內部壓力達到一個宏觀準穩態，實現對焊接熔池施加一個穩定向外的力，阻止熔池背部下榻變形，從而有效的控制焊縫背部反透量。該方法不受管路形狀的複雜程度限制，同時內部惰性氣體還可起到保護氣的作用，有利於焊縫成形保證焊接質量，可實現壁厚為1.0mm～3.0mm、外徑為22mm～40mm的薄壁複雜多彎管路焊接。
文檔編號B23K9/16GK103182590SQ20121037652
公開日2013年7月3日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者步賢政, 汪永陽, 李宏偉, 劉洋, 王志敏, 姚為 申請人:北京航星機器製造公司