本发明专利技术公开了一种薄壁锥台形铝合金组件对接纵环缝手工TIG焊接方法,它涉及铝合金TIG焊接方法。本发明专利技术的主要步骤为：待焊接件卷锥成形；清理；定位焊接待焊件；焊接待焊件纵向对接接头；装配；预热；定位焊；焊接；焊后退火；检测。本发明专利技术实现5A06铝合金之间的可靠焊接，合理选用小的线能量输入，采用分中对称交错退焊焊接控制焊接温度及工件整体温度均匀化，使工件无变形，得到高质量焊缝。本发明专利技术的焊接方法用于薄壁圆筒形铝合金筒体及筒体与法兰对接纵环缝手工TIG焊接方法、薄壁锥台形铝合金筒体及筒体与法兰对接纵环缝手工TIG焊接等具有借鉴和推广作用。借鉴和推广作用。借鉴和推广作用。
【技术实现步骤摘要】
一种薄壁锥台形铝合金组件对接纵环缝手工TIG焊接方法
[0001]本专利技术涉及铝合金TIG焊接方法，具体涉及一种薄壁锥台形铝合金组件对接纵环缝手工TIG焊接方法。
技术介绍
[0002]焊接作为铝及铝合金的一种材料连接技术，随着产品结构的进一步大型化、复杂化、轻量化及其成本控制等需求，却对铝及铝合金材料焊接工艺技术的发展提出了更高的要求。5A06铝合金作为铝镁合金系非热处理强化铝合金，具有良好的抗腐蚀断裂韧性和焊接性能，是一种综合性能良好的铝合金，在航空航天、容器等领域得到广泛应用，成为性能理想的轻量化材料。特别是在军工产品方面，实现高质量和高可靠性的铝合金焊接工艺，一直以来是成为人们关注和研究的主要问题。在产品的锥台形铝合金结构件设计方面，通常采用厚度为4.0mm左右的5A06铝合金，设计成不同直径的筒体纵焊缝以及筒体与法兰之间的环焊缝的焊接。但企业实际生产过程中，产品的组件总长较长，筒体属薄壁件，刚度差，无锁底对接接头，设计的多条纵、环焊缝的相互影响控制工件整体变形困难，会导致焊接工件变形，不能满足产品设计使用要求。
[0003]随着焊接技术的发展，越来越多有效的焊接方法如激光焊、脉冲熔化极气体保护焊等逐渐被应用到铝合金焊接中。但对于企业来说，通常以生产成本为主要考虑因素，利用脉冲TIG焊的可控脉冲电流加热工件，整个焊接过程是一个断续的加热过程，可以减少焊接电流的有效值，能有效控制焊件的热输入，降低焊接变形，适用于薄壁壳体焊接。另外，采用脉冲电流还有利于搅拌铝合金焊接熔池，促进熔池流动，使气体能够更快逸出，进而减少焊缝气孔缺陷。
[0004]因此，利用脉冲TIG焊接特点并结合产品结构特点，专利技术一种薄壁锥台形铝合金组件对接纵环缝手工脉冲TIG焊接方法就具有一定的必要性和现实意义。
技术实现思路
[0005]针对上述问题，本专利技术的目的是提供一种薄壁锥台形铝合金组件对接纵环缝手工TIG焊接方法，以解决薄壁锥台形5A06铝合金组件对接纵环缝产生大量气孔，甚至焊接变形的焊接技术难题，使焊接接头成型良好，无焊接缺陷，有良好力学性能，满足产品设计要求。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种薄壁锥台形铝合金组件对接纵环缝手工TIG焊接方法，采用纵缝从中间向两端进行点固焊、打底焊、盖面焊并结合分段退焊方法进行焊接和各环缝采用对称分段退焊法进行交错焊接，进行手工TIG焊接，包括以下步骤：（1）.待焊接件材料为5A06的件A和件B卷锥成形：将件A和件B待焊接部位加工成单V型坡口，无钝边，坡口面角度为30
°
，然后通过卷板机将件A和件B分别卷制成锥台形状；（2）.清理：卷锥成形后，用钢丝刷清理所有待焊件待焊部位坡口内、坡口两侧30mm范围内的表面以及焊丝无油锈，并打磨去除油污、铁锈、毛刺、水分、氧化皮等杂物，直至露
出金属光泽，确认焊接部位及其两侧30mm范围内无缺陷；（3）.定位焊接待焊件件A、件B：取清理后的待焊部位始终处于水平放置于滚轮托架上，采用手工TIG焊接，在锥台件A和件B接触处坡口内沿轴向，先确定中心点进行定位焊接，然后焊点以中心点对称分成两部分进行点固焊接，焊点均匀分布，焊缝长度为3mm～4mm，焊接方向采用由中间向两端，确认焊后焊缝无裂纹、工件无变形缺陷；（4）.焊接待焊件件A、件B纵向对接接头：采用左焊法，将待焊件毛坯放置于滚轮支架上，始终使焊接部位处于水平位置，以中心点平分的两侧焊缝分别采用双层分段交替退焊的方式进行焊接，在进行打底焊焊接时，焊接前应抬高电弧进行坡口预热至100℃
±
10℃，当预热温度降至60℃后开始进行分段对称交替退焊焊接，即将要焊接的焊接接头分成长度相同的若干段，每段接头保持以中心点为对称中心进行向中心点方向对称退焊焊接，每段焊完以后间隔一段，再焊接下一段焊缝，依次往复焊接，确保待焊件毛坯温度不高于60℃；随后进行盖面焊焊接，焊接顺序、焊接方法与打底焊焊接相同；钨极应选用铈钨极，钨极直径为2.4mm；焊接开始处于冷焊，电流取上限值，焊枪不摆动，每段中途不停顿连续焊完，每段焊完后，确保下一段焊接温度焊前温度不高于60℃；（5）.装配：将待焊接材料为5A06的法兰件C、件D和件E与焊后件A、件B通过焊接工装装配完好，确保工件不变形；（6）.预热：将装配好的待焊接法兰件C、件D和件E与焊后件A、件B进行焊前整体预热，预热温度为100℃
±
10℃，预热时间为30min～40min，预热后对焊接部位有氧化皮杂物要加以清理干净；（7）.定位焊：将待焊接法兰件C、件D和件E与焊后件A、件B的环向对接接头沿圆周方向以圆心为对称中心均匀进行点固焊接，焊缝长度为3mm～4mm，确认焊后焊缝无裂纹、工件无变形缺陷；（8）.焊接：焊接待焊接法兰件C、件D和件E与焊后件A、件B之间的环向对接接头：采用左焊法，将待焊件组合体放置于滚轮架上，以圆点为对称中心将对接接头均匀分成相同长度的若干段采用双层分段交替退焊的方式进行对称焊接，即先焊一段，然后以圆心为对称中心焊接对称的一段，每段焊接的起点均为上一段焊缝的终点，每段焊完以后间隔一段，再焊接下一段焊缝，依次往复焊接，确保待焊件毛坯温度不高于60℃；随后进行填充焊焊接，焊接顺序、焊接方法与打底焊焊接相同；按以件B与件E、件C与件A、件D与件B、件D与件A的顺序，进行四部分的工件之间进行打底焊，每部分打底焊先进行一半段数的焊接，待全部焊完以后再按每部分顺序完成剩下的各部分打底焊，整个过程注意局部工件保温，随后进行盖面焊，焊接顺序、焊接方法与打底焊焊接相同焊接；钨极应选用铈钨极，钨极直径为2.4mm；焊枪不摆动，每段中途不停顿连续焊完，每段焊完后，确保下一段焊接温度焊前温度不高于60℃；焊接环境温度为不低于10℃，相对湿度为不大于75%，空气流动不大于2m/s；（9）.焊后退火：焊接完毕，焊接组件自然冷却至室温，焊后退火温度为280℃
±
5℃，保温时间为0.5h，然后随炉冷至60℃出炉空冷至室温；（10）.检测：采用X射线探伤法检测焊缝，焊缝表面不允许有裂纹、气孔；目测观察无凹坑、咬边缺陷。
[0007]在所述步骤（1）中，5A06件A和件B的厚度为4mm～5mm，锥台小端直径为300mm～600mm，锥台大端直径为500mm～800mm，锥台长度为650mm～1100mm，组件总长为1800mm～
2000mm。
[0008]在所述步骤（3）中，焊接时钨极应选用铈钨极，钨极直径为2.4mm，脉冲峰值电流为130A～140A，脉冲基值电流为20A，脉冲频率5Hz，占空比50%，焊丝直径为2.0mm，焊丝牌号为ER5356，气体流量为10L/min～12L/min；氩气纯度为不小于99.99%。
[0009]在所述步骤（4）中，打底焊焊接采用手工TIG焊进行，焊丝选用ER5356，焊丝直径为2.0mm，气体流量为10L/min～11L/min，氩气纯度为99.99%；脉冲峰值电流为120A～130A，脉冲基值电流为20A，脉冲频率5Hz，占空比50本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种薄壁锥台形铝合金组件对接纵环缝手工TIG焊接方法，其特征是采用纵缝从中间向两端进行点固焊、打底焊、盖面焊并结合分段退焊方法进行焊接和各环缝采用对称分段退焊法进行交错焊接，进行手工TIG焊接，包括以下步骤：（1）.待焊接件材料为5A06的件A和件B卷锥成形：将件A和件B待焊接部位加工成单V型坡口，无钝边，坡口面角度为30
°
，然后通过卷板机将件A和件B分别卷制成锥台形状；（2）.清理：卷锥成形后，用钢丝刷清理所有待焊件待焊部位坡口内、坡口两侧30mm范围内的表面以及焊丝无油锈，并打磨去除油污、铁锈、毛刺、水分、氧化皮等杂物，直至露出金属光泽，确认焊接部位及其两侧30mm范围内无缺陷；（3）.定位焊接待焊件件A、件B：取清理后的待焊部位始终处于水平放置于滚轮托架上，采用手工TIG焊接，在锥台件A和件B接触处坡口内沿轴向，先确定中心点进行定位焊接，然后焊点以中心点对称分成两部分进行点固焊接，焊点均匀分布，焊缝长度为3mm～4mm，焊接方向采用由中间向两端，确认焊后焊缝无裂纹、工件无变形缺陷；（4）.焊接待焊件件A、件B纵向对接接头：采用左焊法，将待焊件毛坯放置于滚轮支架上，始终使焊接部位处于水平位置，以中心点平分的两侧焊缝分别采用双层分段交替退焊的方式进行焊接，在进行打底焊焊接时，焊接前应抬高电弧进行坡口预热至100℃
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10℃，当预热温度降至60℃后开始进行分段对称交替退焊焊接，即将要焊接的焊接接头分成长度相同的若干段，每段接头保持以中心点为对称中心进行向中心点方向对称退焊焊接，每段焊完以后间隔一段，再焊接下一段焊缝，依次往复焊接，确保待焊件毛坯温度不高于60℃；随后进行盖面焊焊接，焊接顺序、焊接方法与打底焊焊接相同；钨极应选用铈钨极，钨极直径为2.4mm；焊接开始处于冷焊，电流取上限值，焊枪不摆动，每段中途不停顿连续焊完，每段焊完后，确保下一段焊接温度焊前温度不高于60℃；（5）.装配：将待焊接材料为5A06的法兰件C、件D和件E与焊后件A、件B通过焊接工装装配完好，确保工件不变形；（6）.预热：将装配好的待焊接法兰件C、件D和件E与焊后件A、件B进行焊前整体预热，预热温度为100℃
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10℃，预热时间为30min～40min，预热后对焊接部位有氧化皮杂物要加以清理干净；（7）.定位焊：将待焊接法兰件C、件D和件E与焊后件A、件B的环向对接接头沿圆周方向以圆心为对称中心均匀进行点固焊接，焊缝长度为3mm～4mm，确认焊后焊缝无裂纹、工件无变形缺陷；（8）.焊接：焊接待焊接法兰件C、件D和件E与焊后件A、件B之间的环向对接接头：采用左焊法，将待焊件组合体放置于滚轮架上，以圆点为对称中心将对接接头均匀分成相同长度的若干段采用双层分段交替退焊的方式进行对称焊接，即先焊一段，然后以圆心为对称中心焊接对称的一段，每段焊接的起点均为上一段焊缝的终点，每段焊完以...
【专利技术属性】
技术研发人员：李胜鑫，郭十奇，赵军强，胡学武，梁勇，
申请(专利权)人：河南北方红阳机电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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