CN115889997B - 采用激光焊焊接舵面的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光焊焊接舵面的方法,该方法包括:(1)采用激光焊对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位进行定位焊接,以便形成一次焊接舵面;(2)采用激光焊对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位之间的接缝进行焊接,形成二次焊接舵面;(3)在二次焊接舵面的凸起两侧的凹陷处放置填充金属,采用激光焊对填充金属进行修饰焊,使填充金属融化,融化的液体金属流向凸起两侧的凹陷处,形成三次焊接舵面;采用激光焊对三次焊接舵面的凸起进行修饰焊,使凸起的金属发生融化,融化的液体金属流向凸起两侧的凹陷处,完成舵面的焊接。由此,消除了激光焊焊接舵面产生的舵面凹陷、咬边、弧坑等外观缺陷,从而得到焊缝饱满、宽窄一致、均匀美观、过渡平滑的焊接舵面。
Description
技术领域
本发明属于焊接方法技术领域,具体涉及一种采用激光焊焊接舵面的方法。
背景技术
现有技术主要采用激光焊方法焊接舵面零件的舵面骨架和蒙皮,但是焊接后的焊缝外表面始终存在中间高、两侧低的“驼峰”现象,造成焊接后的舵面出现外观成形不良、咬边和凹陷等问题,导致焊接后的舵面产品合格率较低,返修频次居高不下,难以符合客户的需求。
造成上述问题的原因有两点:(1)装配间隙问题:由于舵面骨架和蒙皮的加工误差,接缝两侧尺寸不可能完全匹配,导致舵面骨架厚壁侧搭接部分的上表面与蒙皮薄壁侧的下表面存在间隙,蒙皮厚度方向的对接接缝也存在间隙。传统的激光焊方法采用不加丝焊接法,焊接主要依靠母材自熔的液态金属填满上述两个间隙,但是母材自熔的液态金属不足于使焊缝饱满,容易造成咬边和凹陷的问题;(2)激光斑点的能量分布问题:激光焊的特点是能量密度高,但其能量分布在斑点区域内是不均匀的。在斑点的中心位置,能量密度最高,周围区域则相对较低,由于激光焊的能量分布差别较大,因此造成“驼峰”现象严重,焊缝两侧会出现咬边和凹陷的问题。另外,其他焊接方法如氩弧焊时也存在这种现象。解决能量分布问题的办法是采用散焦焊,但这会带来熔深降低、焊缝增宽和变形增大等后果,同时会造成焊不透缺陷。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种采用激光焊焊接舵面的方法。由此,消除了激光焊焊接舵面产生的舵面凹陷、咬边、弧坑等外观缺陷,从而得到焊缝饱满、宽窄一致、均匀美观、过渡平滑的焊接舵面。
本发明提出了一种激光焊焊接舵面的方法。在本发明的实施例中,所述方法包括:
(1)对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位进行定位,确定定位焊接点,采用激光焊在所述定位焊接点进行定位焊接,以便形成一次焊接舵面;
(2)采用激光焊对所述舵面骨架的待焊接部位和所述蒙皮的待焊接部位之间的接缝进行焊接,以便将所述舵面骨架的待焊接部位和所述蒙皮的待焊接部位之间的接缝完全焊接,形成二次焊接舵面;
(3)在所述二次焊接舵面的凸起两侧的凹陷处放置填充金属,采用激光焊对所述填充金属进行修饰焊,使所述填充金属融化,融化的液体金属流向所述凸起两侧的凹陷处,形成三次焊接舵面;
采用激光焊对所述三次焊接舵面的凸起进行修饰焊,使所述凸起的金属发生融化,融化的液体金属流向所述凸起两侧的凹陷处,以便完成舵面的焊接。
根据本发明实施例的激光焊焊接舵面的方法,在焊接得到二次焊接舵面的过程中,部分液体金属流向舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位所形成的接缝,从而导致二次焊接舵面出现凹陷,本申请通过在凸起两侧的凹陷处放置填充金属,采用激光焊对填充金属进行修饰焊,使填充金属融化,融化的液体金属流向凸起两侧的凹陷处,形成三次焊接舵面,通过放置填充金属有利于弥补因填充上述接缝所形成的金属流失,有利于消除二次焊接舵面的凹陷;采用激光焊对三次焊接舵面的凸起进行修饰焊,使凸起的金属发生融化,融化的液体金属流向凸起两侧的凹陷处,既消除了三次焊接舵面的凸起,又有利于消除三次焊接舵面的凹陷。由此,消除了激光焊焊接舵面产生的舵面凹陷、咬边、弧坑等外观缺陷,从而得到焊缝饱满、宽窄一致、均匀美观、过渡平滑的焊接舵面。
另外,根据本发明上述实施例的方法还可以具有如下附加的技术特征:
在本发明的一些实施例中,在对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位进行定位之前,所述方法还包括:
对所述舵面骨架的待焊接部位和所述蒙皮的待焊接部位进行清洁处理。
在本发明的一些实施例中,在步骤(3)中,多次在所述凸起两侧的凹陷处放置填充金属,采用激光焊对所述填充金属进行修饰焊,且多次采用激光焊对所述二次焊接舵面的凸起进行修饰焊。
在本发明的一些实施例中,在步骤(1)中,所述定位焊接点的相邻点之间的距离为10~15毫米。
在本发明的一些实施例中,所述定位焊接点的相邻点之间的距离相等。
在本发明的一些实施例中,在步骤(2)中,所述激光焊的激光功率为750~1000W,所述激光焊的焊接速度为0.02~0.04m/s,所述激光焊的离焦量为-2~+2毫米。
在本发明的一些实施例中,在步骤(3)中,对所述填充金属进行所述修饰焊的激光功率为400~600W,对所述填充金属进行所述修饰焊的脉冲时间为100~300毫秒,对所述填充金属进行所述修饰焊的间隔时间为400~800毫秒,对所述填充金属进行所述修饰焊的离焦量为5~20毫米。
在本发明的一些实施例中,在步骤(3)中,对所述三次焊接舵面的凸起进行所述修饰焊的激光功率为1300~1800W,对所述三次焊接舵面的凸起进行所述修饰焊的焊接速度为0.02~0.05m/s,对所述三次焊接舵面的凸起进行所述修饰焊的脉冲时间为50~200毫秒,对所述三次焊接舵面的凸起进行所述修饰焊的间隔时间为50~200毫秒,对所述三次焊接舵面的凸起进行所述修饰焊的离焦量为20~40毫米。
在本发明的一些实施例中,在步骤(3)中,所述填充金属为丝状金属。
在本发明的一些实施例中,所述丝状金属的直径为0.2~0.5毫米。
在本发明的一些实施例中,所述丝状金属的材料选自钛合金、合金钢和不锈钢中的至少一种。
在本发明的一些实施例中,所述舵面骨架的待焊接部位的材料选自钛合金、合金钢和不锈钢中的至少一种。
在本发明的一些实施例中,所述蒙皮的待焊接部位的材料选自钛合金、合金钢和不锈钢中的至少一种。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1是本发明一个实施例的激光焊焊接舵面的方法的流程图;
图2是本发明另一个实施例的未经过修饰焊的焊接舵面的缺陷的示意图;
图3是本发明实施例1的焊接结束的焊接舵面的示意图。
附图标记:
1-舵面骨架;2-蒙皮;3-焊接舵面的凹陷;4-焊接舵面的凸起;5-焊接后的焊缝。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
本发明提出了一种激光焊焊接舵面的方法。在本发明的实施例中,参考附图1,上述方法包括:
S100:采用激光焊对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位进行定位焊接,形成一次焊接舵面
在该步骤中,参考附图2,对舵面骨架1的待焊接部位和蒙皮2的待焊接部位进行定位,确定定位焊接点,采用激光焊在定位焊接点进行定位焊接,以便形成一次焊接舵面。通过定位焊接可以减少舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位之间的间隙,有利于保证激光焊焊接的尺寸精度,进而更好地实现步骤S200对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位完全焊接,且可以减少步骤S300的放置填充金属的用量。
根据本发明的一个具体实施例,在对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位进行定位之前,上述方法还包括:对上述舵面骨架的待焊接部位和上述蒙皮的待焊接部位进行清洁处理,由此,通过清洁处理可以去除舵面骨架的待焊接部位表面和蒙皮的待焊接部位表面的氧化物、油污及其他脏物,既避免了后续焊接过程中产生气孔,可以大幅提高焊接效果,又避免了脏物导致舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位之间的缝隙较大,从而造成步骤S200焊接后的二次焊接舵面的凹陷问题更加严重。
在本发明的实施例中,上述定位焊接点的相邻点之间的距离并不受特别限制,本领域人员可根据实际情况进行选择,如果舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位均较为平整,定位焊接点的相邻点之间的距离可以较大,定位焊接点的数目可以较少,如果舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位都非常不平整,定位焊接点的相邻点之间的距离可以较小,定位焊接点的数目可以较多。
根据本发明的再一个具体实施例,在步骤S100中,上述定位焊接点的相邻点之间的距离为10~15毫米,由此,将上述定位焊接点的相邻点之间的距离限定在上述范围内,有利于更好地进行定位焊接,避免了定位焊接出现焊接错位的情况。
根据本发明的又一个具体实施例,上述定位焊接点的相邻点之间的距离相等,由此,既有利于焊缝各处的应力基本保持一致,不容易发生焊缝裂纹和出现定位偏差等问题,又有利于实际操作进行定位,提高了定位焊接操作的便利性。
根据本发明的又一个具体实施例,在步骤S100中,上述激光焊的激光功率为400~600W,上述激光焊的脉冲时间为100~300毫秒,上述激光焊的离焦量为5~20毫米,由此,将上述激光焊的工艺参数限定在上述范围内,既确保了对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位的焊接定位效果良好,又避免了采用激光焊在定位焊接点进行定位焊接后的焊接区域过大,焊接结束的舵面外形的美观度大大降低。
根据本发明的又一个具体实施例,在步骤S100中,采用激光焊在定位焊接点进行定位焊接后的焊接区域为圆形区域,上述圆形区域不能超过焊缝的宽度,且上述圆形区域的直径尺寸为上述圆形区域所在位置的焊缝尺寸的60%~80%,由此,焊接结束的舵面极少有或没有定位焊接的焊接点的痕迹,从而提高了焊接结束的舵面外形的美观度。
在本发明的实施例中,上述清洁处理的方式并不受特别限制,本领域人员可根据实际情况随意选择,作为一个具体示例,上述清洁处理的方式可以选自砂纸打磨、不锈钢丝刷打磨、不锈钢丝轮打磨、酒精清洗和丙酮清洗中的至少一种。
在本发明的实施例中,上述舵面骨架的待焊接部位的材料并不受特别限制,本领域人员可根据实际情况随意选择,作为一个具体示例,上述舵面骨架的待焊接部位的材料可以选自钛合金、合金钢和不锈钢中的至少一种。
在本发明的实施例中,上述蒙皮的待焊接部位的材料并不受特别限制,本领域人员可根据实际情况随意选择,作为一个具体示例,上述蒙皮的待焊接部位的材料可以选自钛合金、合金钢和不锈钢中的至少一种。优选地,上述舵面骨架的待焊接部位的材料与上述蒙皮的待焊接部位的材料相同。更优选的,上述舵面骨架的待焊接部位的材料、上述蒙皮的待焊接部位的材料和后续的S300步骤中的填充金属的材料相同。
S200:采用激光焊对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位之间的接缝进行焊接,形成二次焊接舵面
在该步骤中,采用激光焊对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位之间的接缝进行焊接,以便将舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位之间的接缝完全焊接,形成二次焊接舵面。
根据本发明的又一个具体实施例,在步骤S200中,上述激光焊的激光功率为750~1000W,上述激光焊的焊接速度为0.02~0.04m/s,上述激光焊的离焦量为-2~+2毫米,由此,将上述激光焊的工艺参数限定在上述范围内,可以更好地实现舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位之间的接缝完全焊接,避免部分待焊接区域出现焊不透现象。
S300:在凸起两侧的凹陷处放置填充金属,采用激光焊对填充金属进行修饰焊,形成三次焊接舵面;采用激光焊对三次焊接舵面的凸起进行修饰焊
在该步骤中,参考附图2,部分液体金属流向舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位配位所形成的接缝,在凸起两侧的凹陷3处放置填充金属,采用激光焊对填充金属进行修饰焊,使填充金属融化,融化的液体金属流向凸起两侧的凹陷处,通过放置填充金属有利于弥补因填充上述接缝所造成的母材自熔金属流失,有利于消除二次焊接舵面的凹陷;采用激光焊对三次焊接舵面的凸起4进行修饰焊,使凸起的金属发生融化,融化的液体金属流向凸起两侧的凹陷处,既消除了二次焊接舵面的凸起,又有利于消除二次焊接舵面的凹陷。
根据本发明的又一个具体实施例,参考附图3,在步骤S300中,多次在上述凸起两侧的凹陷处放置填充金属,采用激光焊对上述填充金属进行修饰焊,且多次采用激光焊对上述三次焊接舵面的凸起进行修饰焊,直至得到焊接后的焊缝5饱满、宽窄一致、均匀美观、过渡平滑的焊接舵面。由此,可以实现焊接舵面的凸起与凹陷过渡平滑,均匀美观,从而消除了激光焊焊接舵面产生的舵面凹陷、咬边、弧坑等外观缺陷。
根据本发明的又一个具体实施例,在步骤S300中,对上述填充金属进行上述修饰焊的激光功率为400~600W,对上述填充金属进行上述修饰焊的脉冲时间为100~300毫秒,对上述填充金属进行上述修饰焊的间隔时间为400~800毫秒,对上述填充金属进行上述修饰焊的离焦量为5~20毫米。由此,保证了采用激光焊对填充金属进行修饰焊的时候,填充金属可以更好地融化,融化的液体金属可以填充舵面的凹陷,进一步有利于消除激光焊焊接舵面产生的舵面凹陷。
根据本发明的又一个具体实施例,在步骤S300中,对上述三次焊接舵面的凸起进行上述修饰焊的激光功率为1300~1800W,对上述三次焊接舵面的凸起进行上述修饰焊的焊接速度为0.02~0.05m/s,对上述三次焊接舵面的凸起进行上述修饰焊的脉冲时间为50~200毫秒,对上述三次焊接舵面的凸起进行上述修饰焊的间隔时间为50~200毫秒,对上述三次焊接舵面的凸起进行上述修饰焊的离焦量为20~40毫米。由此,保证了凸起的金属可以更好地发生融化,融化的液体金属流向凸起两侧的凹陷处,既有利于消除激光焊焊接舵面产生的舵面凸起,又有利于消除激光焊焊接舵面产生的舵面凹陷。
根据本发明的又一个具体实施例,在步骤S300中,上述填充金属为丝状金属,由此,可以更好地根据凹陷的大小调节填充金属的用量,进而更好地消除舵面焊接区域的凹陷,提高舵面焊接区域的外形美观度。
在本发明的实施例中,在步骤S300中,用于上述修饰焊的填充金属的用量并不受特别限制,本领域人员可根据凹陷的大小调节填充金属的用量,如果凹陷较大,可以放置较多的填充金属,如果凹陷较小,可以放置较少的填充金属。
根据本发明的又一个具体实施例,在步骤S300中,上述丝状金属的直径为0.2~0.5毫米,将上述丝状金属的直径控制在上述范围内,可以更好地根据凹陷的大小调节填充金属的用量,进而更好地消除舵面焊接区域的凹陷,提高舵面焊接区域的外形美观度。如果丝状金属的直径过大,采用丝状金属填充凹陷处后容易造成新的驼峰,极大地降低了工作效率,如果丝状金属的直径过小,采用丝状金属填充凹陷处可能需要多次填充,极大地降低了工作效率。
在本发明的实施例中,上述丝状金属的材料并不受特别限制,本领域人员可根据实际情况随意选择,作为一个具体示例,上述丝状金属的材料可以选自钛合金、合金钢和不锈钢中的至少一种。
根据本发明实施例的激光焊焊接舵面的方法,在焊接得到二次焊接舵面的过程中,部分液体金属流向舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位所形成的接缝,从而导致二次焊接舵面出现凹陷,本申请通过在凸起两侧的凹陷处放置填充金属,采用激光焊对填充金属进行修饰焊,使填充金属融化,融化的液体金属流向凸起两侧的凹陷处,形成三次焊接舵面,通过放置填充金属有利于弥补因填充上述接缝所形成的金属流失,有利于消除二次焊接舵面的凹陷;采用激光焊对三次焊接舵面的凸起进行修饰焊,使凸起的金属发生融化,融化的液体金属流向凸起两侧的凹陷处,既消除了三次焊接舵面的凸起,又有利于消除三次焊接舵面的凹陷。由此,消除了激光焊焊接舵面产生的舵面凹陷、咬边、弧坑等外观缺陷,从而得到焊缝饱满、宽窄一致、均匀美观、过渡平滑的焊接舵面。
下面详细描述本发明的实施例,需要说明的是下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。另外,如果没有明确说明,在下面的实施例中所采用的所有试剂均为市场上可以购得的,或者可以按照本文或已知的方法合成的,对于没有列出的反应条件,也均为本领域技术人员容易获得的。
实施例1
一种激光焊焊接舵面的方法,其步骤如下:
(1)对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位进行定位,确定个定位焊接点,上述定位焊接点的相邻点之间的距离为10毫米;采用激光焊在定位焊接点进行定位焊接,以便形成一次焊接舵面,上述激光焊的激光功率为500W,上述激光焊的脉冲时间为200毫秒,上述激光焊的离焦量为13毫米,舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位的材料均为钛合金;
(2)采用激光焊对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位之间的接缝进行焊接,以便将舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位之间的接缝完全焊接,形成二次焊接舵面,上述激光焊的激光功率为875W,上述激光焊的焊接速度为0.03m/s,上述激光焊的离焦量为+2毫米;
(3)在二次焊接舵面的凸起两侧的凹陷处放置钛合金丝状金属;上述钛合金丝状金属的直径为0.3毫米;采用激光焊对钛合金丝状金属进行修饰焊,使钛合金丝状金属融化,融化的液体钛合金金属流向凸起两侧的凹陷处,形成三次焊接舵面,对上述修饰焊的激光功率为500W,对上述修饰焊的脉冲时间为200毫秒,对上述修饰焊的间隔时间为600毫秒,对上述修饰焊的离焦量为13毫米;
(4)采用激光焊对三次焊接舵面仍存在的凸起进行修饰焊,使凸起的金属发生融化,融化的液体金属流向凸起两侧的凹陷处,以便完成舵面的焊接,上述修饰焊的激光功率为1550W,上述修饰焊的焊接速度为0.035m/s,上述修饰焊的脉冲时间为125毫秒,上述修饰焊的间隔时间为125毫秒,上述修饰焊的离焦量为30毫米。
如附图3所示,最终得到了焊接后的焊缝5饱满、宽窄一致、均匀美观、过渡平滑的焊接舵面,符合客户的需求。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
Claims (8)
1.一种激光焊焊接舵面的方法,其特征在于,包括:
(1)对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位进行定位,确定定位焊接点,采用激光焊在所述定位焊接点进行定位焊接,以便形成一次焊接舵面;
(2)采用激光焊对所述舵面骨架的待焊接部位和所述蒙皮的待焊接部位之间的接缝进行焊接,以便将所述舵面骨架的待焊接部位和所述蒙皮的待焊接部位之间的接缝完全焊接,形成二次焊接舵面;
(3)在所述二次焊接舵面的凸起两侧的凹陷处放置填充金属,采用激光焊对所述填充金属进行修饰焊,使所述填充金属熔化,熔化的液体金属流向所述凸起两侧的凹陷处,形成三次焊接舵面;
采用激光焊对所述三次焊接舵面的凸起进行修饰焊,使所述凸起的金属发生熔化,熔化的液体金属流向所述凸起两侧的凹陷处,以便完成舵面的焊接;
对所述填充金属进行所述修饰焊的激光功率为400~600W,对所述填充金属进行所述修饰焊的脉冲时间为100~300毫秒,对所述填充金属进行所述修饰焊的间隔时间为400~800毫秒,对所述填充金属进行所述修饰焊的离焦量为5~20毫米;
对所述三次焊接舵面的凸起进行所述修饰焊的激光功率为1300~1800W,对所述三次焊接舵面的凸起进行所述修饰焊的焊接速度为0.02~0.05 m/s,对所述三次焊接舵面的凸起进行所述修饰焊的脉冲时间为50~200毫秒,对所述三次焊接舵面的凸起进行所述修饰焊的间隔时间为50~200毫秒,对所述三次焊接舵面的凸起进行所述修饰焊的离焦量为20~40毫米。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在对舵面骨架的待焊接部位和蒙皮的待焊接部位进行定位之前,所述方法还包括:
对所述舵面骨架的待焊接部位和所述蒙皮的待焊接部位进行清洁处理。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(3)中,多次在所述凸起两侧的凹陷处放置填充金属,采用激光焊对所述填充金属进行修饰焊,且多次采用激光焊对所述二次焊接舵面的凸起进行修饰焊。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(1)中,所述定位焊接点的相邻点之间的距离为10~15毫米;
和/或,所述定位焊接点的相邻点之间的距离相等。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(2)中,所述激光焊的激光功率为750~1000W,所述激光焊的焊接速度为0.02~0.04 m/s,所述激光焊的离焦量为-2~+2毫米。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在步骤(3)中,所述填充金属为丝状金属。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述丝状金属的直径为0.2~0.5毫米;
和/或,所述丝状金属的材料选自钛合金和合金钢中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述舵面骨架的待焊接部位的材料选自钛合金和合金钢中的至少一种;
和/或,所述蒙皮的待焊接部位的材料选自钛合金和合金钢中的至少一种。
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-
2022
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