一种铝合金空心结构的焊接方法技术

本发明专利技术提出了一种铝合金空心结构的焊接方法，针对火焰钎焊焊缝质量差、空心结构变形量大、搅拌摩擦单面焊工艺难度大等实际情况，通过采用镶配形式的焊接接头，凸台与空槽止口定位，过盈配合的形式对接，满足凸台端面为空腔型面，符合双面对称焊接的要求，通过双面对称搅拌摩擦焊方法，将铝合金空心结构的空腔槽焊合，形成空心结构的空腔。此方法先进合理，速度快，容易实现机械化；焊缝组织致密，无气孔、夹杂等明显缺陷，与火焰钎焊相比，一次焊接合格率由25.54%提高至92.25%，焊缝强度提高50%以上；空心结构完整，无明显变形。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提出了，针对火焰钎焊焊缝质量差、空心结构变形量大、搅拌摩擦单面焊工艺难度大等实际情况，通过采用镶配形式的焊接接头，凸台与空槽止口定位，过盈配合的形式对接，满足凸台端面为空腔型面，符合双面对称焊接的要求，通过双面对称搅拌摩擦焊方法，将铝合金空心结构的空腔槽焊合，形成空心结构的空腔。此方法先进合理，速度快，容易实现机械化；焊缝组织致密，无气孔、夹杂等明显缺陷，与火焰钎焊相比，一次焊接合格率由25.54%提高至92.25%，焊缝强度提高50%以上；空心结构完整，无明显变形。【专利说明】
本专利技术涉及焊接
，具体为。
技术介绍
铝合金构件质量轻、耐蚀性好、比强度高，在各工业部门特别是在航空、航天、汽 车、船舰工业上获得了广泛的应用。为了适应航空发动机轻质量，通气除冰的要求，越来越 多的铝合金大型导流叶片设计为空心结构。空心结构的导流叶片因锻造现有技术的限制， 无法直接锻造成型，一般采用分体锻造，加工空腔，装配后焊接的方法。目前变形铝合金一般采用火焰钎焊方法，实心结构的焊接接头一般为对接，两边 对齐夹紧即可进行焊接，要求不高，焊接难度不大。但对于空心结构的叶片来说，该方法不 能满足空腔型面尺寸、精度的要求。铝合金膨胀系数大、导热性好，火焰钎焊焊后变形较大， 很难形成满足要求的空心结构，并且容易产生大量焊接缺陷，严重影响产品质量，焊接的合 格率很低，平均一次焊接合格率为25%左右。搅拌摩擦焊属于一种焊接新技术，是固相连接，焊缝无熔化金属、焊接缺陷少、力 学性能好，但该技术在空心结构的导流叶片中的应用，受到空心结构对焊接接头的限制。
技术实现思路
要解决的技术问题为解决现有铝合金空心结构采用火焰钎焊出现的问题，本专利技术提出了一种铝合金 空心结构的焊接方法，通过焊接接头设计成镶配形式，凸台与空槽止口定位，过盈配合的形 式对接，凸台端面形成空腔型面，焊接接头符合双面对称焊接的要求，从而能够通过搅拌摩 擦焊焊接成型。技术方案本专利技术的技术方案为:所述，其特征在于:采用以下步骤:步骤1:按照空心结构的内腔尺寸，在铝合金板厚度截面中心加工内腔槽，在铝合 金镶条厚度截面中心加工凸台，且凸台端面为空腔型面；步骤2:将经过步骤I加工处理后的铝合金板和铝合金镶条依次进行碱洗和酸洗； 所述碱洗过程为将待洗部件浸入温度为65°C的浓度为5%的NaOH溶液中至少30秒，然后用 水冲洗；所述酸洗过程为将待洗部件浸入浓硝酸中至少I分钟，然后用水冲洗，并烘干；步骤3:用酒精将内腔槽和凸台的装配面擦拭干净，并将内腔槽与凸台装配，其中 内腔槽与凸台为过盈配合，内腔槽与凸台对接缝配合面的配合间隙不大于0.05mm ；步骤4:采用搅拌摩擦焊工艺对步骤3装配好的内腔槽与凸台对接缝进行焊接。有益效果本专利技术针对火焰钎焊焊缝质量差、空心结构变形量大、搅拌摩擦单面焊工艺难度 大等实际情况，通过采用镶配形式的焊接接头，凸台与空槽止口定位，过盈配合的形式对接，满足凸台端面为空腔型面，符合双面对称焊接的要求，通过双面对称搅拌摩擦焊方法，将铝合金空心结构的空腔槽焊合，形成空心结构的空腔。此方法先进合理，速度快，容易实现机械化；焊缝组织致密，无气孔、夹杂等明显缺陷，与火焰钎焊相比，一次焊接合格率由25.54%提高至92.25%，焊缝强度提高50%以上；空心结构完整，无明显变形。【专利附图】【附图说明】图1为铝合金板与镶条示意图；图2为图1截面示意图；图3为铝合金空心板焊接接头示意图 ；图4为铝合金空心板焊接过程示意图；图5为焊后镶条凸台照片；图6为焊后焊缝微观形貌；图中:1、铝合金板；2、镶条；3、凸台；4、内腔槽；5、空腔；6、空心叶片叶盆面；7、对接缝；8、空心叶片叶背面；9、对接缝；10、搅拌头；11、搅拌针；12、搅拌针顶端；13、凸台水平中心线；14、主轴；15、焊缝中心线。【具体实施方式】下面结合具体实施例描述本专利技术:本实施例中的铝合金空心结构为铝合金空心叶片，其焊接方法采用以下步骤:步骤1:按照空心叶片的内腔尺寸，在铝合金板厚度截面中心加工叶片内腔槽，在铝合金镶条厚度截面中心加工凸台，且凸台端面为叶片的空腔型面；本实施例中采用的铝合金板和镶条的材料标号为6A02-T6，铝合金板尺寸为300mmX 150mmX 10mm,镶条的尺寸为300_X 20_X 10mm,利用统床在招合金板厚度截面中心处加工出280mmX100mmXL3mm的叶片内腔槽，内腔槽厚度为1.3+°_3臟，内腔槽的粗糙度为f ，配合面的粗糙度为f 。利用铣床在镶体厚度截面中心加工出280mmX2.4mmX 1.3mm的凸台，凸台长度尺寸根据内腔槽尺寸而定，凸台厚度为1.3_a3mm,凸台端面为叶片的空腔型面，其粗糙度￥，配合面的粗糙度为。步骤2:将经过步骤I加工处理后的铝合金板和铝合金镶条依次进行碱洗和酸洗；所述碱洗过程为将待洗部件浸入温度为65°C的浓度为5%的NaOH溶液中至少30秒，然后用水冲洗；所述酸洗过程为将待洗部件浸入浓硝酸中至少I分钟，然后用水冲洗，并烘干；步骤3:用酒精将叶片内腔槽和凸台的装配面擦拭干净，并将内腔槽与凸台装配，其中内腔槽与凸台为过盈配合，装配时可用橡皮锤进行敲击，内腔槽与凸台对接缝配合面的配合间隙不大于0.05mm ；步骤4:采用搅拌摩擦焊工艺对步骤3装配好的内腔槽与凸台对接缝进行焊接。本实施例中采用龙门式搅拌摩擦焊机，先进行空心叶片叶盆面的搅拌摩擦焊，后进行空心叶片叶背面的搅拌摩擦焊。搅拌摩擦焊加工的工艺参数:搅拌头旋转速度n=1000r/min ;焊接速度V=90mm/min ;主轴倾斜角度:1.5° ;搅拌针向进气边偏移,距镶配面0.7mm。【权利要求】1.，其特征在于:采用以下步骤: 步骤1:按照空心结构的内腔尺寸，在铝合金板厚度截面中心加工内腔槽，在铝合金镶条厚度截面中心加工凸台，且凸台端面为空腔型面； 步骤2:将经过步骤I加工处理后的铝合金板和铝合金镶条依次进行碱洗和酸洗；所述碱洗过程为将待洗部件浸入温度为65°C的浓度为5%的NaOH溶液中至少30秒，然后用水冲洗；所述酸洗过程为将待洗部件浸入浓硝酸中至少I分钟，然后用水冲洗，并烘干； 步骤3:用酒精将内腔槽和凸台的装配面擦拭干净，并将内腔槽与凸台装配，其中内腔槽与凸台为过盈配合，内腔槽与凸台对接缝配合面的配合间隙不大于0.05mm ； 步骤4:采用搅拌摩擦焊工艺对步骤3装配好的内腔槽与凸台对接缝进行焊接。【文档编号】B23K20/24GK103521941SQ201310477263【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月14日 优先权日:2013年10月14日 【专利技术者】梁养民, 杨卓勇, 彭颖, 胡建华, 王运会, 杨薇, 谢国印, 秦仁章 申请人:西安航空动力股份有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝合金空心结构的焊接方法，其特征在于：采用以下步骤：步骤1：按照空心结构的内腔尺寸，在铝合金板厚度截面中心加工内腔槽，在铝合金镶条厚度截面中心加工凸台，且凸台端面为空腔型面；步骤2：将经过步骤1加工处理后的铝合金板和铝合金镶条依次进行碱洗和酸洗；所述碱洗过程为将待洗部件浸入温度为65℃的浓度为5%的NaOH溶液中至少30秒，然后用水冲洗；所述酸洗过程为将待洗部件浸入浓硝酸中至少1分钟，然后用水冲洗，并烘干；步骤3：用酒精将内腔槽和凸台的装配面擦拭干净，并将内腔槽与凸台装配，其中内腔槽与凸台为过盈配合，内腔槽与凸台对接缝配合面的配合间隙不大于0.05mm；步骤4：采用搅拌摩擦焊工艺对步骤3装配好的内腔槽与凸台对接缝进行焊接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁养民，杨卓勇，彭颖，胡建华，王运会，杨薇，谢国印，秦仁章，
申请(专利权)人：西安航空动力股份有限公司，
类型：发明
国别省市：