一種鋁合金空心圓環(huán)件的焊接方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋁合金空心圓環(huán)件的焊接方法，屬于焊接領域。
【背景技術】
[0002]由于鋁合金管材具有較高的比強度、重量輕，散熱性能好等一系列優(yōu)異的特點，其彎曲件作為結構件被廣泛應用于航空、航天、艦船、汽車等領域，但對于整環(huán)，焊接是一個難題，采用傳統(tǒng)的焊接方式主要針對直管焊接，易出現(xiàn)成形不良、未焊透及氣孔等焊接缺陷，使焊接接頭力學強度達不到使用要求，且焊接殘余應力大及工件變形嚴重。因此需設計一種新工藝來滿足鋁合金空心圓環(huán)件此類產(chǎn)品的焊接要求，提高產(chǎn)品質量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是提供一種鋁合金空心圓環(huán)件對接的焊接方法，以解決鋁合金空心圓環(huán)件焊接殘余應力大、工件變形嚴重及焊縫質量差等難題，確保鋁合金空心圓環(huán)件焊接后尺寸及焊接接頭性能可以滿足使用要求。
[0004]本發(fā)明的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的:
[0005]一種鋁合金空心圓環(huán)件的焊接方法，包括焊前去應力退火工藝、坡口準備工藝、清理工藝及焊接工藝，具體包括如下步驟:
[0006](I)首先，將需要焊接的鋁合金空心圓環(huán)件進行去應力退火；
[0007](2)然后在待焊部位開坡口 ；
[0008](3)用鋼絲球將待焊部位附近30mm范圍內(nèi)的氧化物及其它雜質清理干凈；然后，用丙酮擦拭機械清理干凈后的鋁合金空心圓環(huán)件及所需焊絲，進行去油污處理，再在NaOH溶液及HNO3溶液中進行化學清理；
[0009](4)將化學清洗后的鋁合金空心圓環(huán)件置于焊接工裝(焊接胎具)上，使對接縫隙為0-0.2mm,然后進行焊接；
[0010](5)焊接接頭完全凝固至冷卻后，將鋁合金空心圓環(huán)件取出，完成零件焊接。
[0011]步驟(I)中，在去應力退火工藝中，退火溫度為300-350°C，保溫時間為l_2h。
[0012]步驟(2)中，在坡口準備工藝中，坡口形式為單邊倒角20°，鈍邊1.2mm。
[0013]步驟(3)中，在清理工藝中，化學清洗具體方法是:將去油污處理后的待焊零件及焊絲浸入NaOH溶液中，5-7min后取出放入水中沖洗并清除工件表面上的NaOH殘留物，然后將清洗好后的待焊零件及焊絲浸入1^03溶液中，l-2min后取出放入水中沖洗并清除工件表面上的HNO3殘留物。
[0014]所述的NaOH溶液質量濃度為9_12%，配置溫度為40_50°C，HNO3溶液質量濃度為30-40%,配置溫度為常溫。
[0015]步驟(4)中，所述的焊接工裝由上模與下模組成，上模為簡單的蓋板，下模帶有與空心圓環(huán)件相同規(guī)格的圓環(huán)型腔，在焊縫位置放大型腔尺寸，整個焊接工裝(胎具)為80° -100°圓弧段。
[0016]在焊接工藝中，接頭方式為對接，采用交流熔化極氬弧焊，焊接參數(shù)為電流80-100A，保護氣體采用純度> 99.99%的氬氣，氣體流量為11±3升/分鐘。
[0017]在焊接工藝中，采用直徑規(guī)格為Φ1.0mm的鋁合金焊絲，具體成分視母材而定。
[0018]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明的鋁合金空心圓環(huán)件的焊接方法，由于采取了合適的焊接前熱處理，降低了工件焊接前殘余應力，通過適當?shù)暮附悠驴谔幚?，并且采用機械清理+化學清洗，將待焊部位的氧化膜等雜質進行了徹底的清理，同時采用了專用焊接工裝，嚴格控制對接縫隙，并通過選取合適的保護氣體流量、焊接電流、焊接速度的工藝參數(shù)，避免了殘余應力大、工件變形嚴重及成形不良、未焊透及氣孔等焊接缺陷，提高生產(chǎn)效率，保證產(chǎn)品質量。
【附圖說明】
[0019]圖1-1是本發(fā)明實施例1焊接工裝下模示意圖；圖1-2為圖1-1的A-A截面圖。
[0020]圖2-1是本發(fā)明實施例1空心圓環(huán)件焊接對接坡口示意圖。
[0021]圖2-2是本發(fā)明實施例1空心圓環(huán)件矩形管截面圖。
[0022]圖3_1是本發(fā)明實施例2焊接工裝下模不意圖；圖3-2為圖3_1的A-A截面圖。
[0023]圖4-1是本發(fā)明實施例2空心圓環(huán)件焊接對接坡口示意圖。
[0024]圖4-2是本發(fā)明實施例2空心圓環(huán)件圓形管截面圖。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步詳細的說明，以使本專業(yè)技術人員更全面的理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。
[0026]本發(fā)明首先對需要焊接的鋁合金空心圓環(huán)件進行去應力退火，并對待焊部位開坡口及機械清理，再用丙酮對待焊接鋁合金圓環(huán)件及焊絲進行去油污處理，然后在NaOH溶液及HNO3溶液中進行化學清洗，最后將清洗后圓環(huán)件固定于焊接專用工裝上進行焊接。焊接工裝由上模與下模組成，上模為簡單的蓋板，下模為帶有與空心圓環(huán)件相同規(guī)格的圓環(huán)型腔，在焊縫位置放大型腔尺寸，整個焊接工裝(胎具)為80° -100°圓弧段。焊接采用交流熔化極氬弧焊，焊接參數(shù)為電流80-100A，保護氣體采用純度> 99.99%的氬氣，氣體流量為11±3升/分鐘。通過焊前去應力退火、焊接部位徹底清理及焊接專用工裝的實施，能保證焊縫質量，避免成形不良、未焊透及氣孔等焊接缺陷，且工件變形小。
[0027]實施例1
[0028]本實施例應用于焊接的材料為一種鋁合金矩形管材圓環(huán)件，截面尺寸為14.1_，壁厚為2_，外徑尺寸為Φ220_，材質為6061鋁合金。其焊接步驟如下:
[0029]1.1取一批需要焊接的鋁合金矩形管材圓環(huán)件進行去應力退火，退火溫度為320°C，保溫時間為lh。然后在待焊部位開坡口，坡口形式為單邊倒角20°，鈍邊1.2mm，并用鋼絲球將待焊部位附近30mm范圍內(nèi)的氧化物及其它雜質清理干凈，直至露出金屬光澤。
[0030]1.2分別配置NaOH溶液及HNO3溶液，NaOH溶液質量濃度為9%，配置溫度為45°C，HNO3溶液質量濃度為30%，配置溫度為常溫。
[0031]1.3用丙酮擦拭機械清理干凈后的鋁合金矩形管圓環(huán)件及所需焊絲，焊絲直徑為Φ1.0mm，進行去油污處理。將去油污處理后的待焊零件及焊絲浸入NaOH溶液中，6min后取出放入水中沖洗并清除工件