CN109514034A - 一种大型复合材料成型工装型板焊接方法 - Google Patents

一种大型复合材料成型工装型板焊接方法 Download PDF

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潘超
乔明杰
赵明明
张礼康
李玉杨
段睿征
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    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/02—Seam welding; Backing means; Inserts

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Abstract

本申请公开了一种大型复合材料成型工装型板焊接方法，采用多层单面顺序焊接，焊接层数n≥4，第一层为TIG焊，第二层、第三层为氩弧焊、第四层及以上为气保焊；所述第二层、第三层采取分段氩弧焊，沿坡口长度方向分段焊接，其中第三层氩弧焊对缝位置与第二层对缝位置错开；第四层及以上气保焊采用分段顺序焊，在坡口宽度方向从坡口两侧向坡口中心顺序焊接，在坡口长度方向采用分段焊接。

Description

一种大型复合材料成型工装型板焊接方法
技术领域
本发明涉及对复材成型工装加工技术领域，特别是一种大型复合材料成型工装型板的焊接方法。
背景技术
焊接结构的复合材料成型工装按结构分为框架和型板两个部分，框架对型板起到支撑和保证工装整体强度的作用，型板的作用是为了成型复合材料产品的形状，保证复合材料产品的成型精度；
因复合材料产品生产特殊的生产成型需要，必须保证零件成型过程中型板的气密性和热均匀性；为保证超大型复材成型工装型板的精度要求，型板在钣金成型后必须对型板进行数控铣削加工；由于大型复材成型工装零件形状、钣金成型工艺和材料规格的限制，需对型板进行分块成型和拼焊；为保证产品成型过程中工装导热的均匀性，首先必须保证型板的成型精度和成型后的定位，及拼焊变形的精度控制；同时，也保证了型板在成型产品过程的导热均匀性；型板成型后的定位采用框架外形定位，框架定位后又因受框架影响型板只能进行单面焊接；焊接完成后如上所述还需对型板进行数控铣削，保证焊接铣削后仍具有气密性要求，也是本发明必须保证的目的之一。
发明内容
本发明的目的是提供一种大型复材成型工装型板单面、超长焊缝的气密焊接方法，该方法可以适用于各种焊接结构复材工装的型板单面超长焊缝的气密焊接，焊后变形量小，焊接部位内外焊接质量高。
为达到以上目的，本发明采取如下技术方案予以实现：
一种大型复合材料成型工装型板焊接方法，采用多层单面顺序焊接，焊接层数n≥4，第一层为TIG焊，第二层、第三层为氩弧焊、第四层及以上为气保焊；所述第二层、第三层采取分段氩弧焊，沿坡口长度方向分段焊接，其中第三层氩弧焊对缝位置与第二层对缝位置错开；第四层及以上气保焊采用分段顺序焊，在坡口宽度方向从坡口两侧向坡口中心顺序焊接，在坡口长度方向采用分段焊接。分段焊接时，第一次分段焊接温度降至200℃以下时，进行第二次焊接直至将分段间隙填满，多层分段焊接时，上一层对缝位置与下一层对缝位置错开。
以下结合附图及实施例对本申请作进一步的详细描述。
附图说明
图1下层分段焊接示意图
图2上层分段焊接示意图
图3第四层以上顺序焊示意图
图4焊接坡口示意图
图中编号说明：1、型板；2、对缝位置
具体实施方式
如图1－3所示，一种大型复合材料成型工装型板1焊接时，采用多层单面顺序焊接，焊接层数n≥4，第一层为TIG焊，第二层、第三层为氩弧焊、第四层及以上为气保焊；所述第二层、第三层采取分段氩弧焊，沿坡口长度方向分段焊接，其中第三层氩弧焊对缝位置2与第二层对缝位置2错开；第四层及以上气保焊采用分段顺序焊，在坡口宽度方向从坡口两侧向坡口中心顺序焊接，在坡口长度方向采用分段焊接。分段焊接时，第一次分段焊接温度降至200℃以下时，进行第二次焊接直至将分段间隙填满，多层分段焊接时，上一层对缝位置2与下一层对缝位置2错开。
如图4所示焊接坡口为焊接(t－2)×60°，t为型板厚度，2mm钝边是一是保证焊接时不容易焊透，保证熔池完整；二是为了防止A向因焊接收缩引起的框架整体变形；焊接坡口角度60°，一是保证焊接时有充分的气体流动空间；二是保证手工焊接操作方便；焊接坡口角度60°设计的思路是保证以上两种条件的基础下，将坡口角度设计到最小，其主要是防止B向因焊接过程中熔池因凝结产生的翘曲变形；
焊接工艺设计：
焊接第一层采用TIG焊主要有两方面的焊接要求：一是同种材料的熔焊能很好的保证气密性，不会因材料的不同和热量输入不均匀产生热裂纹；二是为第二层氩弧焊熔池的成型、规范打好基础；
如图1－2所示，第二层、第三层采用分段氩弧焊，共分为两次焊接，待第一次焊接温度降至200℃以下时，进行第二次焊接；采用分段焊接方法主要是防止如图4所示C向翘曲变形；
第四层以及四层以上采用分段气保焊，如图3编号顺序所示，在坡口宽度方向从坡口两侧向坡口中心顺序焊接；在长度方向与第二、三层一样采用分段焊；采用此种B向和C向分开焊接方法主要防止如图4所示B、C向翘曲变形。

Claims (2)

1.一种大型复合材料成型工装型板焊接方法，其特征在于采用多层单面顺序焊接，焊接层数n≥4，第一层为TIG焊，第二层、第三层为氩弧焊、第四层及以上为气保焊；所述第二层、第三层采取分段氩弧焊，沿坡口长度方向分段焊接，其中第三层氩弧焊对缝位置与第二层对缝位置错开；第四层及以上气保焊采用分段顺序焊，在坡口宽度方向从坡口两侧向坡口中心顺序焊接，在坡口长度方向采用分段焊接。
2.根据权利要求1所述的一种大型复合材料成型工装型板焊接方法，其特征在于所述的分段焊接，第一次分段焊接温度降至200℃以下时，进行第二次焊接直至将分段间隙填满，多层分段焊接时，上一层对缝位置与下一层对缝位置错开。
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