專利名稱:封閉薄壁鋁合金框的電子束焊接方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及鋁合金焊接方法,尤其是涉及封閉薄壁鋁合金框的電子束焊接方法。
背景技術(shù):
2A12鋁合金(GB/T3191-1998)封閉薄壁框式結(jié)構(gòu)具有比重輕、承載重量大,過(guò)載強(qiáng)度高、抗扭矩大等特點(diǎn),主要用于產(chǎn)品的承力結(jié)構(gòu)。目前,2A12鋁合金封閉薄壁框式結(jié)構(gòu)主承力件在制造過(guò)程中的焊接大部分采用氬弧焊。采用氬弧焊焊接的焊縫變形量較大,焊接質(zhì)量不易控制,造成后續(xù)加工困難,產(chǎn)品質(zhì)量難以提高。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種焊接變形量小、焊接缺陷少的封閉薄壁鋁合金框的電子束焊接方法,
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取下述技術(shù)方案
本發(fā)明所述封閉薄壁鋁合金框的電子束焊接方法,所述封閉薄壁鋁合金框由鋁合金材料制成的上開(kāi)口腔體,和扣合在所述腔體上開(kāi)口處的蓋板組成;
a、將所述蓋板與腔體上開(kāi)口焊接前,首先圍繞腔體上開(kāi)口外擴(kuò)環(huán)臺(tái),然后將蓋板以過(guò)盈配合方式裝配在環(huán)臺(tái)內(nèi);
b、焊接時(shí),先用與工件材料狀態(tài)一致的試片進(jìn)行參數(shù)試驗(yàn),調(diào)整焊接參,然后沿焊縫間隔長(zhǎng)5-10mm進(jìn)行暫焊點(diǎn)的暫焊,暫焊點(diǎn)的暫焊以先暫焊短焊縫邊后暫焊長(zhǎng)焊縫邊為原則;
C、電子束焊接時(shí),自所述短邊的暫焊點(diǎn)開(kāi)始沿焊縫順時(shí)針或逆時(shí)針焊接一周;在電子束焊接參數(shù)中加入掃描焊,并對(duì)焊接后的焊縫進(jìn)行二次修飾焊以減少焊接缺陷。在進(jìn)行所述二次修飾焊后,對(duì)焊縫進(jìn)行焊后的退火+淬火+時(shí)效熱處理。本發(fā)明的有益效果是,明確了焊接件焊縫間隙的過(guò)盈精度要求,保證被焊接件的配合要求,從而實(shí)現(xiàn)減小焊接變形量、縮短后續(xù)機(jī)械加工時(shí)間之目的;采用對(duì)焊接區(qū)修飾焊接,提高了焊縫質(zhì)量,改善了熱影響區(qū)的晶間組織,保證了封閉薄壁鋁合金框的骨架強(qiáng)度, 極大的提高生產(chǎn)效率。
圖1是本發(fā)明涉及的2A12鋁合金封閉薄壁框架的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是焊接過(guò)程示意圖;圖中^^表示焊縫焊接方向;·表示暫焊點(diǎn)。
具體實(shí)施例方式如圖1、2、3所示,所述封閉薄壁鋁合金框由鋁合金材料制成的上開(kāi)口腔體1,和扣合在所述腔體1上開(kāi)口處的蓋板2組成;腔體1與蓋板2的材料均為硬鋁合金2A12,蓋板 2厚度3. 5mm,鄉(xiāng)鄰兩腔體1的壁薄處為5mm,最大空腔1尺寸為160 (長(zhǎng))X80 (寬)X33 (高)mm。要求焊縫無(wú)裂紋,無(wú)未熔合,少氣孔,變形小,拉伸強(qiáng)度下降少。由于焊縫總長(zhǎng)度長(zhǎng),熱量較為集中;且要求工件焊后的加工余量小,因此該工件的焊接采用變形較小的電子束焊接技術(shù)。但由于空腔1薄壁工件的特殊結(jié)構(gòu)形式,所有焊接都在同一面進(jìn)行,而且焊縫多且長(zhǎng),決定了電子束焊接后零件仍然存在較大的焊接變形。且圓周閉合焊縫,焊接時(shí)無(wú)添加材料,焊縫拘束應(yīng)力很大,因此在進(jìn)行有效焊接的同時(shí)又要采取措施控制這類零件的焊接變形量。為了給焊縫收縮預(yù)留彌補(bǔ)量,減小收縮引起的應(yīng)力,防止未熔合和焊縫塌陷,在焊前裝配時(shí)要求對(duì)工件實(shí)行配套銼修壓配,保證蓋板2有單邊0-0. 05mm的過(guò)盈量,將蓋板 2均勻壓入。焊接時(shí),先用與工件材料狀態(tài)一致的試片進(jìn)行參數(shù)試驗(yàn),調(diào)整焊接參數(shù)。在對(duì)工件進(jìn)行焊接時(shí),為了避免熱量過(guò)于集中并有效降低工件變形量,要選擇合適的焊接順序進(jìn)行焊接。如圖3所示,先進(jìn)行暫焊點(diǎn)3位置暫焊,暫焊點(diǎn)3的長(zhǎng)度5-10mm,先暫焊短邊焊縫后暫焊長(zhǎng)邊焊縫,先暫焊位于中間位置處的空腔1再分別暫焊兩邊的空腔1 ;在進(jìn)行長(zhǎng)焊縫焊接時(shí),自短邊焊縫的暫焊點(diǎn)開(kāi)始沿焊縫順時(shí)針焊接一周,焊接時(shí)在電子束焊接參數(shù)中加入掃描焊,并對(duì)焊縫進(jìn)行二次修飾焊以減少焊接缺陷。焊后焊縫平均拉伸強(qiáng)度可達(dá)母材的95%,若焊縫經(jīng)過(guò)焊后退火+淬火+時(shí)效熱處理,拉伸強(qiáng)度可達(dá)母材的115%。
所述電子束焊接工藝規(guī)范參數(shù)以材料為2A12-T4鋁合金的工件為例,材料厚度為 3. 5mm,焊接間隙過(guò)盈裝配;焊接參數(shù)如下加速電壓U=55KV ;焊接速度F=1500mm/min ;聚焦電流J=2015 mA ;束流強(qiáng)度1=27 mA ;掃描參數(shù)Vx=Vy=O. 7 ;掃描頻率X=250,在第一遍掃描焊后再進(jìn)行第二遍修飾焊,修飾焊接參數(shù)加速電壓U=55KV ;焊接速度F=900mm/min ’聚焦電流J=2015mA ;束流強(qiáng)度I=I 5mA。
權(quán)利要求
1.一種封閉薄壁鋁合金框的電子束焊接方法,所述封閉薄壁鋁合金框由鋁合金材料制成的上開(kāi)口腔體(1),和扣合在所述腔體上開(kāi)口處的蓋板(2)組成;其特征在于a、將所述蓋板(2)與腔體(1)上開(kāi)口焊接前,首先圍繞腔體(1)上開(kāi)口外擴(kuò)環(huán)臺(tái),然后將蓋板(2)以過(guò)盈配合方式裝配在環(huán)臺(tái)內(nèi);b、焊接時(shí),先用與工件材料狀態(tài)一致的試片進(jìn)行參數(shù)試驗(yàn),調(diào)整焊接參,然后沿焊縫間隔長(zhǎng)5-10mm進(jìn)行暫焊點(diǎn)(3)的暫焊,暫焊點(diǎn)(3)的暫焊以先暫焊短焊縫邊后暫焊長(zhǎng)焊縫邊為原則;C、電子束焊接時(shí),自所述短邊的暫焊點(diǎn)(3)開(kāi)始沿焊縫順時(shí)針和逆時(shí)針焊接一周;在電子束焊接參數(shù)中加入掃描焊,并對(duì)焊接后的焊縫進(jìn)行二次修飾焊以減少焊接缺陷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述封閉薄壁鋁合金框的電子束焊接方法,其特征在于在進(jìn)行所述二次修飾焊后,對(duì)焊縫進(jìn)行焊后的退火+淬火+時(shí)效熱處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種封閉薄壁鋁合金框的電子束焊接方法,a、將所述蓋板與腔體上開(kāi)口焊接前,首先圍繞腔體上開(kāi)口外擴(kuò)環(huán)臺(tái),然后將蓋板以過(guò)盈配合方式裝配在環(huán)臺(tái)內(nèi);b、焊接時(shí),調(diào)整焊接參,然后沿焊縫間隔長(zhǎng)5-10mm進(jìn)行暫焊點(diǎn)的暫焊,暫焊點(diǎn)的暫焊以先暫焊短焊縫邊后暫焊長(zhǎng)焊縫邊為原則;c、電子束焊接時(shí),自所述短邊的暫焊點(diǎn)開(kāi)始沿焊縫順時(shí)針或逆時(shí)針焊接一周;在電子束焊接參數(shù)中加入掃描焊,并對(duì)焊接后的焊縫進(jìn)行二次修飾焊以減少焊接缺陷。本發(fā)明的有益效果是實(shí)現(xiàn)減小焊接變形量、縮短后續(xù)機(jī)械加工時(shí)間之目的;采用對(duì)焊接區(qū)修飾焊接,提高了焊縫質(zhì)量,改善了熱影響區(qū)的晶間組織,保證了封閉薄壁鋁合金框的骨架強(qiáng)度,極大的提高生產(chǎn)效率。
文檔編號(hào)B23K15/00GK102500905SQ20111034791
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月7日
發(fā)明者徐靜, 梁可夫, 董偉明, 黃瑞 申請(qǐng)人:鄭州飛機(jī)裝備有限責(zé)任公司