The invention belongs to the large thickness Aluminum Alloy electron beam welding technology field, in particular to a large thickness Aluminum Alloy electron beam welding lock bottom structure design method, suitable for welding thickness of 150mm ~ Aluminum Alloy 180mm electron beam, which comprises the following steps: (1) to determine the exhaust groove shape; (2) to determine the exhaust slot size: (2.1) the calculation of volume and unit length of vent vent area; (2.2) determination of the isosceles trapezoid cross section angle: 60 degrees; (2.3) to calculate the dovetail slot width; (2.4) determine the dovetail groove depth. The invention adopts the method of penetration welding, and simultaneously increases the technological lock bottom structure with an exhaust groove structure at the back of the welding seam. Through these methods, ensure that: (1) penetration welding, lock \bag\ for welding metal leakage, to avoid leakage caused by welding metal flow in front of weld sag; (2) increase the exhaust slot, speed up the internal weld gas efflux, reduce the defects in the weld root of the deposit.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于大厚度铝合金电子束焊接
,具体涉及一种大厚度铝合金电子束焊接工艺锁底结构设计方法。
技术介绍
随着我国太空探索规模的不断扩大和新型战略武器的发展,对进入空间能力的要求不断提高,弹箭体结构朝着大型、轻质化、高强高韧方向发展。大型航天运载器零件的生产涉及轻质材料如铝合金超大厚度结构的焊接问题。使用电子束焊接技术,可以不用开坡口一次完成大厚度材料的穿透焊接,减少焊接次数,大幅提高超大厚度铝合金焊接的生产效率,减少焊接变形,同时降低了人为技术因素对接头质量的影响。如何通过工艺的方法获得超大厚度铝合金较好的焊缝质量也成为重点研究的方向。由于铝合金化学成分活泼,极容易氧化,在铝合金的电子束焊接过程中会发生强烈的“匙孔”效应。超大厚度(≥150mm)铝合金的电子束焊接,焊缝深度大,焊接过程中焊缝内部出现冷隔、缩孔等缺陷的倾向大,为了减少焊缝内部缺陷,亟需研制一种大厚度铝合金电子束焊接工艺锁底结构设计方法。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种大厚度铝合金电子束焊接工艺锁底结构设计方法,以减少超大厚度(≥150mm)铝合金的电子束焊接过程中焊缝内部缺陷。为了实现这一目的,本专利技术采取的技术方案是:一种大厚度铝合金电子束焊接工艺锁底结构设计方法,适用于厚度为150mm~180mm的铝合金电子束的焊接,包括如下步骤:(1)确定排气槽形状在焊接过程中,焊缝金属熔化流动,从焊缝背面流出,同时焊接过程中产生的气体也一同逸出,在锁底上设计排气槽以接收流出的熔化金属;大厚度铝合金电子束焊接工艺锁底结构的锁底排气槽形状为燕尾形,其截面是等腰梯形,槽口宽度 ...
【技术保护点】
一种大厚度铝合金电子束焊接工艺锁底结构设计方法,适用于厚度为150mm~180mm的铝合金电子束的焊接,其特征在于,包括如下步骤:(1)确定排气槽形状在焊接过程中,焊缝金属熔化流动,从焊缝背面流出,同时焊接过程中产生的气体也一同逸出,在锁底上设计排气槽以接收流出的熔化金属;大厚度铝合金电子束焊接工艺锁底结构的锁底排气槽形状为燕尾形,其截面是等腰梯形,槽口宽度L<槽底宽度L1;当金属熔滴接触到燕尾槽两边壁后,金属熔滴受到边壁挤压,熔滴与边壁发生润湿作用,较大的金属熔滴发生解体并附着在边壁两侧,形成较小的金属熔滴;解体后较小的金属熔滴在重力的作用下,沿边壁流下并相互远离,完成整个导流过程;(2)确定排气槽尺寸(2.1)计算排气槽容积和单位长度排气槽面积排气槽容积V>焊缝背面漏出金属体积;单位长度排气槽面积S>铝合金试块的厚度δ*焊缝宽度b*(1+焊接时焊缝金属体积膨胀率);(2.2)确定等腰梯形截面的角度θ:60°;(2.3)计算燕尾槽的槽口宽度L:燕尾槽的槽口宽度L满足以下两点:槽口宽度L>背面焊漏金属球的最小尺寸直径dmin,防止焊漏金属熔滴在形成球状的过程中阻塞槽口;槽口宽度d表示焊 ...
【技术特征摘要】
1.一种大厚度铝合金电子束焊接工艺锁底结构设计方法,适用于厚度为150mm~180mm的铝合金电子束的焊接,其特征在于,包括如下步骤:(1)确定排气槽形状在焊接过程中,焊缝金属熔化流动,从焊缝背面流出,同时焊接过程中产生的气体也一同逸出,在锁底上设计排气槽以接收流出的熔化金属;大厚度铝合金电子束焊接工艺锁底结构的锁底排气槽形状为燕尾形,其截面是等腰梯形,槽口宽度L<槽底宽度L1;当金属熔滴接触到燕尾槽两边壁后,金属熔滴受到边壁挤压,熔滴与边壁发生润湿作用,较大的金属熔滴发生解体并附着在边壁两侧,形成较小的金属熔滴;解体后较小的金属熔滴在重力的作用下,沿边壁流下并相互远离,完成整个导流过程;(2)确定排气槽尺寸(2.1)计算排气槽容积和单位长度排气槽面积排气槽容积V>焊缝背面漏出金属体积;单位长度排气槽面积S>铝合金试块的厚度δ*焊缝宽度b*(1+焊接时焊缝金属体积膨胀率);(2.2)确定等腰梯形截面的角度θ:60°;(2.3)计算燕尾槽的槽口宽度L:燕尾槽的槽口宽度L满足以下两点:槽口宽度L>背面焊漏金属球的最小尺寸直径dmin...
【专利技术属性】
技术研发人员:王炜,谢美蓉,张益坤,陈靖,郭俐,朱瑞灿,唐林峰,刘敏,马丽翠,胡文刚,
申请(专利权)人:首都航天机械公司,中国运载火箭技术研究院,
类型:发明
国别省市:北京;11
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