[发明专利]一种适用于中厚度锻态铝合金的焊接方法

说明书

本发明提供了一种适用于中厚度锻态铝合金的焊接方法，包括如下步骤：步骤1：对焊接件进行打底焊接，打底焊接接头剖面为“I”型；步骤2：进行两层盖面焊接，依次为首层盖面焊接和摆动盖面焊接。本发明所述的一种适用于中厚度锻态铝合金的焊接方法，针对异种热处理状态锻态接头以通过采用摆动焊接，增加接头盖面焊缝宽度，增大打底焊缝与盖面焊缝的宽度差，达到提高中厚板2219铝合金锻态接头性能，提高接头性能下阈值，从而增加环缝接头的质量安全系数的目的。

技术领域

本发明属于焊接技术领域，尤其是涉及一种适用于中厚度锻态铝合金的摆动焊接方法。

背景技术

2219铝合金是目前国内运载火箭芯级贮箱的主体结构材料，属于可热处理强化铝合金，具有铝合金普遍的焊接性问题，如易氧化造成夹渣，焊接时易产生气孔，焊后易产生较大的焊接变形及内应力，同时，火箭芯级贮箱封箱焊缝，即贮箱焊接过程中的最后一条焊接的环缝，是整个贮箱环缝中焊接难度最大的焊缝，其两侧2219铝合金母材热处理状态不一致，作为火箭芯级贮箱重要组成部分的过渡环是锻造而成的，其晶粒粗大，母材延伸率波动较大，故2219铝合金贮箱封箱焊缝的力学性能虽然可以满足要求，但整体力学性能偏低，焊接难度相对较大。

目前针对贮箱环缝(包括封箱焊缝)的焊接工艺为单面双层TIG焊，即氦弧打底焊和氩弧盖面焊，目前打底焊接时采用直流TIG自动焊接工艺，盖面焊接时采用变极性脉冲TIG自动焊接工艺。该工艺方法可保证焊缝接头正反面均有较好成型。

目前现有Ф5000mm过渡环锻件其母材轴向延伸率的下限较低，母材本身组织晶粒粗大，延伸率较低且波动较大，而接头焊后延伸率与母材本身的延伸率有直接关系，而贮箱技术要求的接头断后延伸率非常接近锻环母材的延伸率下限值,在该种条件下获得满足要求的封箱焊缝难度大。与此同时随着母材焊接区厚度的增加，焊接难度增大，较厚的焊接试片出现延伸率边界值的概率是相对较高的，经过前期试验发现，其它条件不变的情况下，增加盖面焊缝的宽度可一定程度上提高接头的力学性能，但利用现有氦弧打底焊和氩弧盖面焊的单面两层TIG焊接工艺，已无法继续增加接头盖面焊缝的宽度，增加打底焊缝与盖面焊缝的宽度差变的困难，故中大厚度、异种热处理状态锻态铝合金的TIG焊接头力学性能容易产生波动。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种适用于中厚度锻态铝合金的焊接方法，针对异种热处理状态锻态接头以通过采用摆动焊接，增加接头盖面焊缝宽度，增大打底焊缝与盖面焊缝的宽度差，提高接头力学性能，从而增加环缝接头的质量安全系数的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种适用于中厚度锻态铝合金的焊接方法，包括如下步骤：

步骤1：对焊接件进行打底焊接，打底焊接接头剖面为“I”型；

步骤2：进行两层盖面焊接，依次为首层盖面焊接和摆动盖面焊接。

优选的，首层盖面焊接为不摆动焊接，焊接条件为：焊接电流范围250-360A，焊接电压16-23V，焊接速度5-11m/h，送丝速度600-1500mm/min，He保护气流量0-5L/min，Ar保护气流量7-15L/min。

优选的，首层盖面焊接达到的焊接接头为:焊缝宽度达到14-17mm，焊缝高度高于盖面0.5-1.2mm，熔深达到3-5mm。

优选的，摆动盖面焊接的焊接条件为：单侧摆动幅值为3-6mm，焊接电流范围250-360A，焊接电压16-23V，焊接速度5-11m/h，送丝速度600-1500mm/min，He保护气流量0-5L/min，Ar保护气流量7-15L/min，并在两侧摆动的极限位置停留0.1-1s。

优选的，摆动盖面焊接，焊前定位，将摆动焊枪定位于锻态母材一侧，水平移动1-4mm，以该位置为中心进行对称摆动。