[发明专利]一种铝合金空心圆环件的焊接方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铝合金空心圆环件的焊接方法，属于焊接领域。

背景技术

由于铝合金管材具有较高的比强度、重量轻，散热性能好等一系列优异的特点，其弯曲件作为结构件被广泛应用于航空、航天、舰船、汽车等领域，但对于整环，焊接是一个难题，采用传统的焊接方式主要针对直管焊接，易出现成形不良、未焊透及气孔等焊接缺陷，使焊接接头力学强度达不到使用要求，且焊接残余应力大及工件变形严重。因此需设计一种新工艺来满足铝合金空心圆环件此类产品的焊接要求，提高产品质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种铝合金空心圆环件对接的焊接方法，以解决铝合金空心圆环件焊接残余应力大、工件变形严重及焊缝质量差等难题，确保铝合金空心圆环件焊接后尺寸及焊接接头性能可以满足使用要求。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种铝合金空心圆环件的焊接方法，包括焊前去应力退火工艺、坡口准备工艺、清理工艺及焊接工艺，具体包括如下步骤：

（1）首先，将需要焊接的铝合金空心圆环件进行去应力退火；

（2）然后在待焊部位开坡口；

（3）用钢丝球将待焊部位附近30mm范围内的氧化物及其它杂质清理干净；然后，用丙酮擦拭机械清理干净后的铝合金空心圆环件及所需焊丝，进行去油污处理，再在NaOH溶液及HNO₃溶液中进行化学清理；

（4）将化学清洗后的铝合金空心圆环件置于焊接工装（焊接胎具）上，使对接缝隙为0-0.2mm，然后进行焊接；

（5）焊接接头完全凝固至冷却后，将铝合金空心圆环件取出，完成零件焊接。

步骤（1）中，在去应力退火工艺中，退火温度为300-350℃，保温时间为1-2h。

步骤（2）中，在坡口准备工艺中，坡口形式为单边倒角20°，钝边1.2mm。

步骤（3）中，在清理工艺中，化学清洗具体方法是：将去油污处理后的待焊零件及焊丝浸入NaOH溶液中，5-7min后取出放入水中冲洗并清除工件表面上的NaOH残留物，然后将清洗好后的待焊零件及焊丝浸入HNO₃溶液中，1-2min后取出放入水中冲洗并清除工件表面上的HNO₃残留物。

所述的NaOH溶液质量浓度为9-12%，配置温度为40-50℃，HNO₃溶液质量浓度为30-40%，配置温度为常温。

步骤（4）中，所述的焊接工装由上模与下模组成，上模为简单的盖板，下模带有与空心圆环件相同规格的圆环型腔，在焊缝位置放大型腔尺寸，整个焊接工装（胎具）为80°-100°圆弧段。

在焊接工艺中，接头方式为对接，采用交流熔化极氩弧焊，焊接参数为电流80-100A，保护气体采用纯度＞99.99%的氩气，气体流量为11±3升/分钟。

在焊接工艺中，采用直径规格为Ф1.0mm的铝合金焊丝，具体成分视母材而定。

本发明的优点是：本发明的铝合金空心圆环件的焊接方法，由于采取了合适的焊接前热处理，降低了工件焊接前残余应力，通过适当的焊接坡口处理，并且采用机械清理+化学清洗，将待焊部位的氧化膜等杂质进行了彻底的清理，同时采用了专用焊接工装，严格控制对接缝隙，并通过选取合适的保护气体流量、焊接电流、焊接速度的工艺参数，避免了残余应力大、工件变形严重及成形不良、未焊透及气孔等焊接缺陷，提高生产效率，保证产品质量。

附图说明

图1-1是本发明实施例1焊接工装下模示意图；图1-2为图1-1的A-A截面图。

图2-1是本发明实施例1空心圆环件焊接对接坡口示意图。

图2-2是本发明实施例1空心圆环件矩形管截面图。

图3-1是本发明实施例2焊接工装下模示意图；图3-2为图3-1的A-A截面图。

图4-1是本发明实施例2空心圆环件焊接对接坡口示意图。

图4-2是本发明实施例2空心圆环件圆形管截面图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，以使本专业技术人员更全面的理解本发明，但不以任何方式限制本发明。