一種非點定式環(huán)縫焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種適用于鋁合金薄壁變徑單面焊雙面成型的非點定式環(huán)縫焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]薄壁回轉(zhuǎn)體在化工、電子、軍工、機械等領(lǐng)域運用非常廣泛，其中，鋁合金薄壁變徑回轉(zhuǎn)體在現(xiàn)有技術(shù)中一般采用鑄造方法成型，此種方法無法避免鑄造所帶來的拉傷、氣泡、裂紋及變形等缺陷，同時要求筒體內(nèi)壁一次成型，工藝難度較大；且成型后為去除鑄造缺陷，得到外壁光滑、具有一定強度的筒體，鑄造后需對鑄造件的外表面進行車銑和整體熱處理，易導致筒體整體變形。鑄造方法成型的筒體存在成品率低、內(nèi)部質(zhì)量無法保證等問題。
[0003]為了使殼體的整體減重，同時保證較高的質(zhì)量及成品率，殼體一般采用分段式焊接結(jié)構(gòu)，具體是先采用壁厚為3_?1mm的鋁合金板卷制成回轉(zhuǎn)體，然后將回轉(zhuǎn)體與回轉(zhuǎn)體之間通過環(huán)縫焊接的方式進行連接構(gòu)成殼體。焊接過程中需要實現(xiàn)單面焊雙面成型，避免焊縫出現(xiàn)氣孔、夾雜及裂紋；同時，需控制殼體焊接變形，以保證整個殼體同軸度等問題。如申請公布號為CN102049643A的中國發(fā)明專利申請《內(nèi)環(huán)縫焊接機系統(tǒng)及內(nèi)環(huán)縫焊接方法》(申請?zhí)?201110032764.5)所披露，內(nèi)環(huán)縫焊接機包括焊槍、安放平臺及管件外徑定位裝置，焊槍用于對管件和焊接零件之間的焊縫進行焊接，安放平臺具有基本水平定位的管件安放平面，用于放置待焊接管件，管件外徑定位裝置設(shè)置在管件安放平臺上，用于在管件安放平臺上以管件的外徑對管件進行定位。使用上述焊接系統(tǒng)進行環(huán)縫時，先使用外徑定位裝置定位經(jīng)初步固定的管件和焊接零件，然后將焊槍送到管件和焊接零件之間的焊縫位置，旋轉(zhuǎn)管件和焊接零件進行焊接即可。由于其使用一臺電機可以帶動兩個工位同時旋轉(zhuǎn)，在一定程度上提高了工作效率，但是一個工位只能焊接兩個回轉(zhuǎn)體，當一個回轉(zhuǎn)體由多個薄壁回轉(zhuǎn)體組成時則需多次焊接，仍舊存在焊接效率低下的問題。
[0004]另外，傳統(tǒng)的龍門焊接專機是通過調(diào)節(jié)焊槍位置及焊槍姿態(tài)來滿足焊接要求，但對于錐度不同的筒體的環(huán)形焊接，焊槍需要根據(jù)錐度自適應而使得焊槍同水平面產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)角，偏角的因數(shù)不同導致焊接成型不均勻。采用上述多次焊接的方法進行焊接則會造成薄壁回轉(zhuǎn)體同軸度差。并且現(xiàn)有的單面焊雙面成型環(huán)縫焊接多是先進行點定再進行焊接，這樣就增加了焊接的工序，進一步降低了焊接效率。
[0005]申請公布號為CN104148868A的中國發(fā)明專利申請《適用于單面焊雙面成型的內(nèi)撐外箍非點定式環(huán)縫焊接機》(申請?zhí)?201410375690.9)披露了一種焊接工裝，如圖1所示，該焊接工裝包括有底座平臺(I)，底座平臺(I)上方安裝有可繞支撐點旋轉(zhuǎn)的組對機座
(2);組對機座⑵上表面的右端安裝有固定回轉(zhuǎn)座(3)，固定回轉(zhuǎn)座(3)與內(nèi)撐裝置(7)和第一夾持機構(gòu)(6)相連，固定回轉(zhuǎn)座(3)上端安裝有第一驅(qū)動電機(8);組對機座(2)上表面裝有一組兩根的線性滑軌(9)，線性滑軌(9)上裝有移動中支座(10)和移動尾座(11)，移動中支座(10)裝有第一容置腔，第一容置腔中裝有可相對移動中支座轉(zhuǎn)動的第一工件套；移動尾座(11)的上下兩端裝有兩個第一氣缸(12)，第一氣缸(12)的活塞桿的外延端連接有第二連接法蘭(13)，第二連接法蘭(13)設(shè)置有第二容置腔，第二容置腔中裝有可相對第二連接法蘭(13)可轉(zhuǎn)動的第二工件套；移動尾座(11)中部裝有第三容置腔，第三容置腔中裝有可相對第三容置腔轉(zhuǎn)動和移動的連接軸(15)，連接軸(15) —端裝有第二夾持機構(gòu)(17);組對機座(2)左端裝有兩組馬達驅(qū)動的滾珠絲桿(18)，靠前的第一組滾珠絲桿連接移動中支座(10)，實現(xiàn)移動中支座左右移動，靠后的第二組滾珠絲桿連接移動尾座
[11]，實現(xiàn)移動尾座(11)左右移動，組對機座(2)后面、底座平臺(I)上裝有舉升裝置(22)和焊接專機(19)。上述焊接工裝可以焊接三個甚至三個以上的回轉(zhuǎn)體，適用于800mm以內(nèi)的多種工件，具有多斷面(I?5斷面)同步內(nèi)撐漲緊功能，能有效提高焊接回轉(zhuǎn)體的焊接效率及同軸度，但焊接時需要采用特定的焊接工藝方法才能實現(xiàn)，而現(xiàn)有技術(shù)中并未披露任何采用上述焊接工裝獲得高質(zhì)量薄壁回轉(zhuǎn)體的工藝方法。本申請的發(fā)明人參與了上述焊接工裝結(jié)構(gòu)的研發(fā)工作，并在上述焊接工裝結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上開發(fā)了一種非點定式環(huán)縫焊接方法，以獲得高質(zhì)量的焊接薄壁回轉(zhuǎn)體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，提供一種能實現(xiàn)變徑回轉(zhuǎn)體之間的焊接、所得焊接回轉(zhuǎn)體同軸性好、焊接效率高的非點定式環(huán)縫焊接方法。
[0007]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種非點定式環(huán)縫焊接方法，其特征在于包括以下步驟:
[0008](I)焊接接頭設(shè)計
[0009]當待焊接工件的壁厚為3mm ^ D < 8mm時，設(shè)定待焊接接頭不開坡口 ；當待焊接工件的壁厚為8mm ^ D ^ 1mm時，設(shè)定待焊接接頭開單面坡口 ；
[0010](2)焊接方式設(shè)計
[0011 ] 以純度不小于99.99 %的氬氣為焊接保護氣體，采用單面焊雙面成形TIG焊接工藝進行焊接，待焊接工件的兩相鄰部分之間的對接間隙為Omm?5mm ；
[0012](3) TIG焊接工藝參數(shù)設(shè)計:
[0013]氬氣流量:20L/min?25L/min ;
[0014]焊接電流:160A?260A ;
[0015]焊絲干伸長:8mm?12mm ;
[0016]填絲速度:500mm/miη ?1 200mm/mi η ；
[0017]⑷焊接
[0018]對傾角處于0°?30°內(nèi)的回轉(zhuǎn)體進行焊接，先將待焊接工件的各個部分分別安裝在焊接工裝的相應夾持機構(gòu)上，待焊接工件的兩相鄰部分之間的對接間隙保持在Omm?5mm ；
[0019]上下調(diào)節(jié)焊接工裝的傾斜角度，該傾斜角度與上述待焊接回轉(zhuǎn)體的傾角一致，使焊槍處于垂直焊縫的水平狀態(tài)，驅(qū)動焊接工裝使待焊接工件的各個部分相互靠緊，焊接工裝的第一內(nèi)撐架及第二內(nèi)撐架同時、同心向外擴張頂緊待焊接工件，對工件端口進行整形，完成焊接。
[0020]作為優(yōu)選，當待焊接工件的壁厚為8mm ^ D ^ 1mm時，設(shè)定待焊接接頭開15°的單面坡口，并留Imm?2mm的鈍邊，以使焊接完成的變徑回轉(zhuǎn)體具有較好的同軸性。
[0021]優(yōu)選地，當待焊接工件的壁厚為3mm ^ D < 6mm時，待焊接工件的兩相鄰部分之間的對接間隙為Omm ^ Dl ^ 3mm ;當待焊接工件的壁厚為6mm彡D彡1mm時，待焊接工件的兩相鄰部分之間的對接間隙為3mm < Dl < 5mm,以使焊接處均勻牢固。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于:
[0023](I)對不同壁厚的待焊接工件進行特定的焊接接頭設(shè)計及焊接方式設(shè)計，結(jié)合焊接工裝的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢，實現(xiàn)了變徑回轉(zhuǎn)體之間的焊接，并確保了焊接完成的變徑回轉(zhuǎn)體具有較好的同軸性；
[0024](2)根據(jù)待焊接回轉(zhuǎn)體的傾角設(shè)計焊接工裝的傾斜角度，使得焊槍處于垂直焊縫的水平狀態(tài)，從而防止焊液滴落，確保焊縫的快速形成，且焊接處均勻、牢固；
[0025](3)本發(fā)明的焊接方法無需采用點定工序，有效提高了焊接質(zhì)量。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明【背景技術(shù)】中焊接工裝的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]以下結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
[0028]實施例1:
[0029]本實施例的非點定式環(huán)縫焊接方法包括以下步驟:
[0030](I)焊接接頭設(shè)計
[0031]待焊接工件的壁厚為3mm，待焊接回轉(zhuǎn)體的傾角為3°，待焊接接頭采用不開坡口的單面焊接；
[0032](2)焊接方式設(shè)計
[0033]以純度不小于99.99%的氬氣為焊接保護氣體，采用單面焊雙面成形TIG焊接工藝進行焊接，待焊接工件的兩相鄰部分之間的對接間隙為Omm ；
[0034](3) TIG焊接工藝參數(shù)設(shè)計:
[0035]氬氣流量:20L/min；
[0036]焊接電流:160A;
[0037]焊絲干伸長:8mm ；
[0038]填絲速度:500mm/miη ；
[0039]⑷焊接
[0040]先將待焊接工件的各個部分分別安裝在焊接工裝的相應夾持機構(gòu)上，待焊接工件的兩相鄰部分之間的對接間隙保持在Omm ;
[0041]上下調(diào)節(jié)焊