一种5M级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法技术

本发明专利技术实施例提供一种5M级弱刚性超长贮箱环缝焊接方法，使得高径厚比、弱刚性的超长贮箱在环缝焊接过程中形变不大，保证焊接质量。该5M级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法，适用于构成贮箱的筒段部件之间的衔接环缝的焊接，所述方法包括：将环缝两侧的贮箱部件安装于一个内撑工装外表面；所述内撑工装外表面上设有焊漏槽，所述焊漏槽的中心线与所述环缝对齐；沿所述环缝将环缝两侧的贮箱部件焊接为一体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及火箭贮箱焊接领域，尤其涉及一种5M级弱刚性超长贮箱环缝焊接方法。
技术介绍
随着火箭贮箱技术的发展，对贮箱提出新的需求，为此需要生产一种直径为5米、贮箱最大长度约20余米，结构材料为2219铝合金的贮箱，这种贮箱具有尺寸大，壁厚薄，刚性弱的特点。现有技术中主要采用垫板焊的方式对箱体的筒段和筒段之间的环缝，以及筒段和前底/后底之间的环缝进行焊接。然而，由于垫板焊散热比较快，焊漏成形时会受到焊漏垫板的挤压，容易导致焊接形变。为此，摸索出一种适用于5m级弱刚性、高径厚比、超长贮箱环缝装配焊接方法具有积极意义。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种5M级弱刚性超长贮箱环缝焊接方法，使得高径厚比、弱刚性的超长贮箱在环缝焊接过程中形变不大，保证焊接质量。本专利技术实施例提供一种5M级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法，适用于构成贮箱的筒段部件之间的衔接环缝的焊接，所述方法包括：将环缝两侧的贮箱部件安装于一个内撑工装外表面；所述内撑工装外表面上设有焊漏槽，所述焊漏槽的中心线与所述环缝对齐；沿所述环缝将环缝两侧的贮箱部件焊接为一体。本专利技术实施例所提供的5M级弱刚性超长贮箱环缝焊接方法，通过利用一个带有焊漏槽的内撑工装支撑环缝，焊接过程中的焊漏存储于焊漏槽中，而不会堆积导致焊接形变，保证环缝焊接质量。附图说明图1是本专利技术实施例提供的一种5M级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法流<br>程图。图2是本专利技术实施例提供的一种5M级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法所使用的内支撑工装结构示意图。图3是本专利技术实施例提供的一种5M级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法的内支撑工装实景图。图4(a)～4(b)是本专利技术实施例提供的不同焊漏槽尺寸的焊缝效果图。图5(a)～5(b)是本专利技术另一实施例提供的不同TIG焊接参数的焊缝效果图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。图1是本专利技术实施例提供的贮箱环缝装配焊接的方法流程图，为了简化描述过程，我们将待焊环缝两侧的部件标识为第一部件和第二部件，根据待焊两个部件的不同，该第一部件和第二部件可以分别是前底、或贮箱筒段、或后底。如图1所示，该方法包括如下步骤。步骤101：将环缝两侧的贮箱部件安装于一个内撑工装外表面；所述内撑工装外表面上设有焊漏槽，所述焊漏槽的中心线与所述环缝对齐。图2是本专利技术实施例提供的一种5m级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法所使用的内支撑工装结构示意图。图3是本专利技术实施例提供的一种5m级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法的内支撑工装示意图。如图2和图3所示，该内支撑工装的外表面与环缝贴合，外表面的中心设有焊漏槽1。这样对环缝进行焊接时，焊漏成形于焊漏槽1中，焊漏不会堆积挤压导致焊接变形。在本专利技术一实施例中，内支撑工装上的焊漏槽的宽度为10mm，深度为0.8mm。以该内支撑工装进行环缝焊接的效果图如图4(a)所示，可见通过该内支撑工装进行环缝焊接形成的焊缝存在焊缝错位现象。经过分析得知，形成这种焊接缺陷的原因在于：当对贮箱筒段和前底/后底之间的环缝进行焊接时，由于筒段侧为平面而前底/后底为斜面，在通过内支撑工装撑紧环缝时，焊漏槽会向筒段侧滑移，从而导致在焊接过程中导致焊缝错位。在本专利技术另一实施例中，为了避免这种焊缝错位现象，进一步加宽加深了内支撑工装上的焊漏槽，宽度加宽为20mm，深度加深为2mm。以该内支撑工装进行环缝焊接的效果图如图4(b)所示，可见通过该加宽加深焊漏槽进行焊接完成的焊缝笔直，且焊接均匀性好。步骤102：沿所述环缝将环缝两侧的贮箱部件焊接为一体。具体过程可为，沿环缝依次进行定位焊、打底焊和盖面焊。在本专利技术一实施例中，盖面焊的一组盖面焊参数(之后标记为盖面焊参数A)包括：弧压为16-22V，正半波电流为280-360A，负半波电流为250-330A，交流平衡为40-60％，焊接速度为5-9m/h，占空比为50-70％；保护气为8-12L/min的Ar以及1L/min～4L/min的He。通过以上盖面焊参数A完成焊接的焊缝效果如图5(a)所示，可见采用盖面焊参数A完成的焊缝宽度较宽，从而可保证焊缝具备较高的塑性，不容易发生裂缝。对以如上盖面焊参数A完成焊接的焊缝区进行取样，并进行力学性能试验，试验结果如下表所示。表1 为盖面焊参数A力学性能试验结果在本专利技术另一实施例中，盖面焊的另一组盖面焊参数(之后标记为盖面焊参数B)包括：弧压为17-23V，正半波电流为290-370A，负半波电流为210-290A，交流平衡为48-68％，焊接速度为5-9m/h，占空比为50-70％；保护气为8-12L/min的Ar气以及1L/min～4L/min的He气。通过以上盖面焊参数B完成焊接的焊缝效果如图5(b)所示，可见采用盖面焊参数B完成的焊缝宽度相比图5(a)中的焊缝变窄了2mm左右，这种宽度较窄的焊缝势必会影响焊缝的塑性，容易发生断裂。此外，对以如上盖面焊参数B完成焊接的焊缝区进行取样，并进行力学性能试验，试验结果如下表所示。表2 为盖面焊参数B力学性能试验结果力学参数屈服强度抗拉强度延伸率％ /Mpa/Mpa 区间值139～170211～2983.0～8.44平均值1552745.56通过对比以上盖面焊参数A和盖面焊参数B所得出的力学性能试验结果可知，盖面焊参数A所形成的焊缝屈服强度和抗拉强度较高；更为重要的是，盖面焊参数A所形成的焊缝的拉伸试验延伸率也较高。这说明以盖面焊参数A进行环缝焊接完成的焊缝不仅强度高且塑性好，不容易发生断裂，能够满足更高的环缝焊接要求。在本专利技术一实施例中，定位焊的弧压为14-19V，电流为130-210A，焊接速度为18-26m/h，保护气为8-13L/min的He气。在本专利技术另一实施例中，打底焊的弧压为15-21V，电流为220-360A，焊接速度为12-18m/h，保护气为8-14L/min的He气。在本专利技术一实施例中，在沿所述环缝将环缝两侧的贮箱部件焊接为一体之前，进一步包括：将环缝两侧的贮箱部件进行平行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种5M级贮箱环缝焊接方法，其特征在于，包括：将环缝两侧的贮箱部件安装于一个内撑工装外表面；所述内撑工装外表面上设有焊漏槽，所述焊漏槽的中心线与所述环缝对齐；沿所述环缝将环缝两侧的贮箱部件焊接为一体。

【技术特征摘要】
1.一种5M级贮箱环缝焊接方法，其特征在于，包括：
将环缝两侧的贮箱部件安装于一个内撑工装外表面；所述内撑工装外表面
上设有焊漏槽，所述焊漏槽的中心线与所述环缝对齐；
沿所述环缝将环缝两侧的贮箱部件焊接为一体。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊漏槽的宽度为10mm，
深度为0.8mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊漏槽的宽度为20mm，
深度为2mm。
4.根据权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，沿所述环缝将环
缝两侧的贮箱部件焊接为一体包括：
沿所述环缝依次进行定位焊、打底焊和盖面焊。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述盖面焊的弧压为16-22V，
正半波电流为280-360A，负半波电流为250-330A，交流平衡为40-60％，焊接
速度为5-9m/h，占空比为50-70％，保护气为8-12L/min的Ar以及1L/min～4L/min
的He。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述盖面焊的弧压为17-23V，
正半波电流为...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国庆，李义鹏，白景彬，田志杰，冯叶素，赵瑞峰，李劲松，刘含伟，刘延平，保志帅，
申请(专利权)人：中国运载火箭技术研究院，首都航天机械公司，天津航天长征火箭制造有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11