一种焊接接头与母材变形协调控制方法技术

本发明专利技术公开了一种焊接接头与母材变形协调控制方法，包括：步骤一、提供一辅助焊接装置，包括垫板、支撑架以及一对夹紧装置，支撑架设置于垫板的背面；步骤二、将一板材卷曲成一筒状结构，以形成纵向延伸的接头部位；步骤三、将辅助焊接装置设置于待焊接的接头部位，具体过程为：将垫板设置于接头部位的背面，并使支撑架支撑在筒状结构的内壁面与垫板之间，以借此使垫板与接头部位保持贴合，采用一对夹紧装置分别将垫板的两端与接头部位夹紧；步骤四、从接头部位的正面对接头部位进行焊接。本发明专利技术所焊接成形的筒体，其焊缝接头处内部质量好，正面余高满足热超塑成形要求，背面成形质量高，不会在焊缝接头部位出现开裂或厚度不足等缺陷。

A coordinated control method of welding joint and material deformation

The invention discloses a welding joint and base metal coordination control method comprises the steps of: providing deformation, an auxiliary welding device, which comprises a backing plate and a supporting frame and a clamping device, the back supporting frame are arranged on the plate; step two, a sheet rolled into a cylindrical structure, extending longitudinally in joints the formation of; step three, the auxiliary welding device is arranged on the joints to be welded, the specific process is: on the back of the plate is arranged on the joints, and the support between the inner wall and plate cylindrical structure, to make the pad plate and the joints keep fit, using a pair of clamping device respectively. The both ends of the joint clamping plate; step four, from the front of the welding joints of the joints. The welded joint of the welded body of the invention has good internal quality, and the remaining height of the front part meets the requirement of thermal superplastic forming. The quality of the back forming is high, and there will be no defects such as cracking or insufficient thickness in the weld joint area.

【技术实现步骤摘要】
一种焊接接头与母材变形协调控制方法
本专利技术属于金属材料焊接
，尤其涉及一种焊接接头与母材变形协调控制方法。
技术介绍
铝合金具有良好的耐蚀性、较高的比强度和导热性以及在低温下能保持良好力学性能等特点，在航空航天、轨道交通、武器装备等领域应用十分广泛。在航空航天领域，铝合金封闭异形气动构件类零部件产品的整体化、轻量化程度越来越高，制造精度要求也越来越高。而封闭类气动构件成形前必须经由金属焊接技术将待成形铝合金舱体焊接封装起来。在热成形过程中密封筒体各处受力及受热要遵循相应的规律，而焊缝部位往往就是热成形过程中的敏感部位。因此要求焊缝在热成形过程中与母材本体协调变形，才能保证最佳成形质量。而焊缝内部质量，表面余高及背面凸起控制恰恰是焊缝后期成形是能否与母材本体协调变形的关键所在。
技术实现思路
针对上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种焊接接头与母材变形协调控制方法，其可以提高焊缝质量，避免出现开裂或厚度不足的缺陷。本专利技术的技术方案为：一种焊接接头与母材变形协调控制方法，包括：步骤一、提供一辅助焊接装置，所述辅助焊接装置包括垫板、支撑架以及一对夹紧装置，其中，所述支撑架设置于所述垫板的背面；步骤二、将一板材卷曲成一筒状结构，以形成纵向延伸的接头部位；步骤三、将所述辅助焊接装置设置于待焊接的接头部位，具体过程为：将所述垫板设置于所述接头部位的背面，并使所述支撑架支撑在所述筒状结构的内壁面与所述垫板之间，以借此使所述垫板与所述接头部位保持贴合，采用一对夹紧装置分别将所述垫板的两端与所述接头部位夹紧；步骤四、从所述接头部位的正面对所述接头部位进行焊接。优选的是，所述的焊接接头与母材变形协调控制方法中，所述板材的材质为铝合金。优选的是，所述的焊接接头与母材变形协调控制方法中，所述垫板的材质为铜或不锈钢。优选的是，所述的焊接接头与母材变形协调控制方法中，所述支撑架为可伸缩支撑架。优选的是，所述的焊接接头与母材变形协调控制方法中，所述步骤一中，所述垫板包括彼此层叠设置的第一层和第二层，其中，所述第一层形成有均布于所述第一层表面的多个气孔；所述步骤三中，在将所述辅助焊接装置设置于待焊接的接头部位时，将所述第一层贴靠在所述接头部位的背面；步骤四中，通过所述气孔向所述接头部位的背面通保护气体。优选的是，所述的焊接接头与母材变形协调控制方法中，所述步骤四中，从所述接头部位的正面对所述接头部位进行焊接，其具体过程包括：采用手工氩弧焊对所述接头部位进行焊接，并且先进行定位焊接，定位点均匀分布于整条纵向焊缝上；定位焊接完成后，选定所述接头部位的一端开始进行整体焊接，焊接过程中实时观察纵向焊缝成形情况。优选的是，所述的焊接接头与母材变形协调控制方法中，所述步骤四中，所述定位焊接时，单个定位点长度控制在3-5mm，定位点间距控制在10-20mm。优选的是，所述的焊接接头与母材变形协调控制方法中，所述步骤四中，所述定位焊接时，焊接参数为：焊接电流90-110A，焊枪气流10-15L/min，保护气体流量5L/min，保护气体为氩气。优选的是，所述的焊接接头与母材变形协调控制方法中，所述步骤四中，所述整体焊接时，焊接参数为：焊接电流80-100A，焊枪气流10-15L/min，保护气体流量5L/min，保护气体为氩气。优选的是，所述的焊接接头与母材变形协调控制方法中，所述步骤二中，在将所述板材卷曲成筒状结构之前，还对所述板材进行焊前处理，所述焊前处理包括：对所述板材进行酸洗，去除表面的非金属杂质，并置于洁净环境中，在24小时内进行焊接；将待焊接的接头部位打磨清理，直至露出亮白色金属光泽，并用白绸布蘸丙酮将待焊接的接头部位擦拭干净。本专利技术所述的焊接接头与母材变形协调控制方法的有益效果为：(1)本专利技术所焊接成形的筒体，其焊缝接头处内部质量好，正面余高满足热超塑成形要求，背面成形质量高；(2)本专利技术焊接后得到的密封筒体，继续采用超塑成形进行处理，在处理过程中焊缝部位与母材本体保持一致性，不会在焊缝接头部位出现开裂或厚度不足等缺陷；(3)本专利技术可以有效提高后续超塑热成形的一次合格率，提高生产效率，降低成本。附图说明图1为一个实施例中正在进行卷曲的板材的结构示意图；图2为本专利技术所述的一个实施例中辅助焊接装置的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。本专利技术提供了一种焊接接头与母材变形协调控制方法，包括：步骤一、提供一辅助焊接装置(见图2)，所述辅助焊接装置包括垫板1、支撑架2以及一对夹紧装置3，其中，所述支撑架2设置于所述垫板1的背面；步骤二、将一板材卷曲成一筒状结构，以形成纵向延伸的接头部位(见图1)；步骤三、将所述辅助焊接装置设置于待焊接的接头部位，具体过程为：将所述垫板1设置于所述接头部位的背面，并使所述支撑架2支撑在所述筒状结构的内壁面与所述垫板之间，以借此使所述垫板与所述接头部位保持贴合，采用一对夹紧装置3分别将所述垫板的两端与所述接头部位夹紧；步骤四、从所述接头部位的正面对所述接头部位进行焊接。本专利技术尤其适用于以下筒形构件：即该筒形构件的母体零件焊接完成后需进行一体化成形(如超塑热成形)，且在这一成形过程中完全将焊缝接头与母材本体同等对待。针对上述筒形构件，不仅要求其焊缝本身质量需满足相应标准，还必须保证焊缝与母材的协调一致性，从而满足后续超塑成形条件。因此，本专利技术提供了一个辅助焊接装置，将垫板设置在接头部位的背面，将支撑架支撑在垫板的后侧，借此使垫板和接头部位保持贴合，再用一对夹紧装置将垫板的两端与接头部位夹紧。在整个焊接过程中，接头部位始终受到垫板的支撑和限制，所形成的焊缝不会下塌，背面成形完好，其内部质量和外部质量优异。采用本专利技术方法得到的焊缝满足后续成形过程中要求的协调变形性，成形过程中不会出现焊缝部位开裂或成形差等问题。在一个实施例中，夹紧装置3可以由一夹持主体6和一螺栓7构成，夹持主体6一端连接于垫板上，另一端延伸至垫板的前面，并且该另一端形成有供螺栓7旋入的螺孔。当垫板紧靠在接头部位时，接头部位正好位于垫板和夹持主体之间，螺栓旋入螺孔内，并将接头部位和垫板夹紧。焊接完成后，可以调节螺栓，将垫板和接头部位分离。优选地，所述的焊接接头与母材变形协调控制方法中，所述板材的材质为铝合金。优选地，板材可以为5083或5A06变形铝合金板材。优选地，所述的焊接接头与母材变形协调控制方法中，所述垫板1的材质为铜或不锈钢。优选地，所述的焊接接头与母材变形协调控制方法中，所述支撑架2为可伸缩支撑架。调节支撑架的高度，使垫板与接头部位紧密贴合在一起，从而向接头部位提供稳定地夹持和支撑，以防止在焊接过程中焊缝下塌，保证焊缝背面成形完好。支撑架2可以为一个刚性拉紧机构，该刚性拉紧机构由钢筒9和杆体8组成，通过调整杆体和钢筒的配合机构达到将铜垫板与母材焊缝底部顶紧的目的。在一个实施例中，钢筒的内部形成有内螺纹，杆体包括固定段和活动段，固定段的一端连接至垫板背部，另一端固定连接至钢筒，活动段的一端具有外螺纹，旋入至钢筒的内部，另一端可以抵靠在筒形结构的内壁。通过旋动活动段来调节支撑架的长度，从而将垫板顶紧在接头部位。支撑架还可以采用其他的实现方式。优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接接头与母材变形协调控制方法，其特征在于包括：步骤一、提供一辅助焊接装置，所述辅助焊接装置包括垫板、支撑架以及一对夹紧装置，其中所述支撑架设置于所述垫板的背面；步骤二、将一板材卷曲成一筒状结构，以形成纵向延伸的接头部位；步骤三、将所述辅助焊接装置设置于待焊接的接头部位，具体过程为：将所述垫板设置于所述接头部位的背面，并使所述支撑架支撑在所述筒状结构的内壁面与所述垫板之间，以借此使所述垫板与所述接头部位保持贴合，采用一对夹紧装置分别将所述垫板的两端与所述接头部位夹紧；步骤四、从所述接头部位的正面对所述接头部位进行焊接。

【技术特征摘要】
1.一种焊接接头与母材变形协调控制方法，其特征在于包括：步骤一、提供一辅助焊接装置，所述辅助焊接装置包括垫板、支撑架以及一对夹紧装置，其中所述支撑架设置于所述垫板的背面；步骤二、将一板材卷曲成一筒状结构，以形成纵向延伸的接头部位；步骤三、将所述辅助焊接装置设置于待焊接的接头部位，具体过程为：将所述垫板设置于所述接头部位的背面，并使所述支撑架支撑在所述筒状结构的内壁面与所述垫板之间，以借此使所述垫板与所述接头部位保持贴合，采用一对夹紧装置分别将所述垫板的两端与所述接头部位夹紧；步骤四、从所述接头部位的正面对所述接头部位进行焊接。2.如权利要求1所述的焊接接头与母材变形协调控制方法，其特征在于，所述板材的材质为铝合金。3.如权利要求1或2所述的焊接接头与母材变形协调控制方法，其特征在于，所述垫板的材质为铜或不锈钢。4.如权利要求1或2所述的焊接接头与母材变形协调控制方法，其特征在于，所述支撑架为可伸缩支撑架。5.如权利要求1或2所述的焊接接头与母材变形协调控制方法，其特征在于，所述步骤一中，所述垫板包括彼此层叠设置的第一层和第二层，其中，所述第一层形成有均布于所述第一层表面的多个气孔；所述步骤三中，在将所述辅助焊接装置设置于待焊接的接头部位时，将所述第一层贴靠在所述接头部位的背面；步骤四中，通过所述气孔向所述接头部位的背面通保护气体。6.如权利要求1或2所述的焊接接头与母材变...

【专利技术属性】
技术研发人员：任金欣，张鑫，孙少波，杨帆，陈久友，李宏伟，李保永，闫寒，
申请(专利权)人：北京航星机器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11