CN116117269A

CN116117269A - 一种航空支架组件的分层焊接方法

Info

Publication number: CN116117269A
Application number: CN202211194844.5A
Authority: CN
Inventors: 张雨浪; 王翀; 李佳宁; 罗喜东; 徐猛; 轩晓楠; 霍力刚; 高露晗; 张春婧; 苏航
Original assignee: Shaanxi Aircraft Industry Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Aircraft Industry Co Ltd
Priority date: 2022-09-28
Filing date: 2022-09-28
Publication date: 2023-05-16

Abstract

本发明属于焊接技术领域，公开了一种航空支架组件的分层焊接方法，使用三层焊接第一层焊接采用直线圆弧形往复运条法进行打底焊，第二层焊接采用斜线8字形运条法将焊接坡口两边缘充分焊接，第三层焊接采用密集形斜线8字运条法进行盖面焊接将焊缝全部填满。本发明的方法通过三层焊接、每层使用改进后的运条方式，可以有效减少焊缝区域的气孔、裂纹和夹杂产生；同时焊缝的角变形沿长度或圆周方向分布均匀化，可以有效预防挠曲变形，从而提高连接和使用性能；本发明的焊接方式还能够减小焊接后零件的残余应力的发生，避免零件后续发生内应力产生的变形。

Description

一种航空支架组件的分层焊接方法

技术领域

本发明属于焊接技术领域，涉及一种分层焊接方法，具体涉及一种航空支架组件的分层焊接方法。

背景技术

在航空用关键零组件的焊接中，需要解决焊接气孔、裂纹、未焊透、未熔合、咬边、弧坑、烧穿、焊瘤、焊缝尺寸、氧化色等缺陷问题，满足二级焊缝技术要求，从而满足某型飞机的设计强度要求。

金属材料焊接缺陷的产生源自于焊接工艺、条件选择不当或焊工操作不正确等原因，常常使焊缝及热影响区出现各种缺陷，达不到设计、工艺文件及质量标准的要求，需要返修甚至报废。

焊接缺陷包括外部缺陷和内部缺陷。外部缺陷有：焊缝形状及尺寸不符合要求，未焊透、凹坑、咬边、焊瘤、下榻、狐坑、表面气孔、表面裂纹、烧穿、严重飞溅等。内部缺陷有：夹渣、夹杂物、夹钨、未焊透、未熔合、内部气孔、内部裂纹、组织恶化、脆化等。从缺陷相貌上说，存在如气孔、夹渣、裂纹等缺陷。从缺陷类别上进行分类：可分为：(1)焊缝形状、尺寸缺陷；(2)金属的不连续缺陷；(3)工艺性缺陷；(4)性能缺陷。

为满足某型飞机关键焊接结构零组件强度要求，因此对其焊缝强度提出了较高的要求，为满足设计要求我们采用二级焊缝技术要求，以减少焊缝缺陷的存在，通过对焊缝金属、熔合区、热影响区、母材等，提出工艺方式、工艺参数等控制要求，用以减少气孔、裂纹、未焊透、未熔合、咬边、弧坑、烧穿、焊瘤、焊缝尺寸、氧化色等缺陷的发生。但是在实际中，该关键焊接结构零组件常发生挠曲变形、以及存在气孔等质量故障，当挠曲变形使焊件结构的尺寸超出技术要求的范围时，必须进行矫正。矫正工作不仅使生产效率下降，结构制造成本增加，而且常常会因挠曲变形难以矫正而造成焊件报废。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种航空支架组件的分层焊接方法，通过改进运条方式、优选V形坡口角接的方法，对焊缝金属、熔合区、热影响区、母材等进行控制，提高某型飞机结构钢组件焊缝等级，避免焊接缺陷的发生。

本发明的技术方案如下：

一种航空支架组件的分层焊接方法，包括三层焊接步骤：

第一层焊接：采用直线圆弧形往复运条法进行打底焊，焊道呈凹面；

第二层焊接：采用斜线8字形运条法，将焊接坡口两边缘充分焊接；

第三层焊接：采用密集形斜线8字运条法，进行盖面焊接将焊缝全部填满。

进一步的，V形坡口角接结构的V形坡口角为50°～90°，焊缝间隙b为0～1.0mm，V形坡口的钝角p为0.5～1.0mm。

进一步的，第一层焊接采用氩弧焊，确保根部焊透。满足高质量、小变形小、低残余应力等要求，同时保障焊缝背面成型良好。

进一步的，第二层焊接采用焊条电弧焊，熔覆率为100％。减少气孔和杂质的产生。

进一步的，第三层焊接采用焊条电弧焊，将焊缝全部填满，满足焊缝外观良好、平滑过渡、余高合理要求。

进一步的，每一层焊接时，层间焊接接头错开。这样做可以提高焊缝的致密度，减少缺陷的聚集。

进一步的，直线圆弧形往复运条法是焊条末端作圆弧运动，并不断进行直线错位运条前移的一种方法，快速窄焊缝焊接。

进一步的，斜线8字形运条法是焊条末端作“8”字形运动，并不断地斜线往返8字前移的一种方法。

进一步的，密集形斜线8字运条法是焊条末端作“8”字形运动，并不断地斜线往返8字密集快速地前移运动的一种方法。

本发明的有益效果是：

1、采用本发明的技术方案，通过三层焊接、每层使用改进后的运条方式，可以有效减少焊缝区域的气孔、裂纹和夹杂产生。

2、同时焊缝的角变形沿长度或圆周方向分布均匀化，可以有效预防挠曲变形，从而提高连接和使用性能。

3、本发明的焊接方式能够减小焊接后零件的残余应力的发生，避免零件后续发生内应力产生的变形。

附图说明

图1是本发明所使用的航空支架组件焊接部位图；

图2是图1的A-A示意图；

图3是V形坡口角接结构示意图；

图4是本发明的焊接方法的运条方式示意图；

其中，a是直线圆弧形往复运条法示意图，b是斜线8字形运条法示意图，c是密集形斜线8字运条法示意图。

具体实施方式

本部分是本发明的实施例，用于解释和说明本发明的技术方案。在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以互相组合。

本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方向或位置关系为给予附图说是的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指装置或与案件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或隐含包括更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或以上。

本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义解释，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或者一体化连接；可以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

某型发动机支架为多层焊接结构形式，分为采用焊条电弧焊、氩弧焊的方法进行焊接，同时通过不同的运条方式及合理好坡口对接形式，从而提高焊接接头质量性能，满足发动机支架性能要求。

电弧焊的基本操作技术包括引弧、运条、焊缝的起头、收尾和接头等。下面就本发明电弧焊焊接做进一步详细描述

本发明采用三层焊接形式，重点分六步进行实施，其使用步骤如下：

步骤1、优选V形坡口角接结构类型(见图2)

其中：V形坡口角度为：50°～90°

间隙b为：0～1.0mm

钝边p为:0.5mm～1.0mm

步骤2、优选焊条电弧焊、氩弧焊的方法

其中：第一层采用氩弧焊进行打底焊，该层焊道呈凹面，并保证根部焊透，满足高质量、小变形小、低残余应力等要求，同时保障焊缝背面成型良好。

第二、三层采用焊条电弧焊：第二层焊保证坡口两边缘充分焊透，满足高熔覆率、高效焊接要求；第三层焊为盖面焊接，将焊缝全部填满，满足焊缝外观良好、平滑过渡、余高合理要求。

各层焊接起弧、收弧位置应尽量避免重合，避免接头组织的不均匀。

步骤3、运条方式

其中：第一层采用图4-a的直线圆弧形往返运条法：是焊条末端作圆弧运动，并不断进行直线错位运条前移的一种方法。焊道呈凹面，并保证根部焊透，满足高质量、小变形小、低残余应力等要求，同时保障焊缝背面成型良好；该层的特点为：焊接速度快、焊缝窄、散热快，所以适用于焊接薄板和接头间隙较大的焊缝。

第二层采用图4-b的斜线8字形运条法：是焊条末端作“8”字形运动，并不断地斜线往返8字前移的一种方法。这种方法较难掌握，运条时要做到稳定，熔滴下落的位置要准确，它适用于宽度较大的对接平焊缝及对接焊缝的中间层焊缝的焊接，第二层其特点为：焊保证坡口两边缘充分焊透，满足高熔覆率、高效焊接要求。

第三层采用图4-c的密集形斜线8字运条法：是焊条末端作“8”字形运动，并不断地斜线往返8字密集快速地前移运动，相对于4-b的方法更加密集且快速。这种方法较难掌握，运条时要做到快而稳定，熔滴下落的位置要准确，它适用于宽度较大的对接平焊缝及对接焊缝的表面焊缝的焊接，该层其特点为：盖面焊接，将焊缝全部填满，满足焊缝外观良好、平滑过渡、余高合理要求。

步骤4、控制焊缝含氮量的主要措施是，加强对焊接区域的保护，以防止空气与液态金属发生作用。

步骤5、优选转移收尾法，当焊条移到焊缝终点时，在弧坑处稍做停留，将电弧缓慢抬起，同时引致焊缝边缘的母材坡口内。

步骤6、每一层的层间焊接接头应错开，以提高焊缝的致密度，减少缺陷的聚集。

上述焊接方式可以有效减少焊缝区域的气孔、裂纹和夹杂产生；同时焊缝的角变形沿长度或圆周方向分布均匀化，预防挠曲变形，并且还能提高连接和使用性能。减小残余应力的发生，避免变形。

Claims

1.一种航空支架组件的分层焊接方法，其特征在于，包括三层焊接步骤：

2.根据权利要求1所述的一种航空支架组件的分层焊接方法，其特征在于，包括三层焊接步骤：

V形坡口角接结构的V形坡口角为50°～90°，焊缝间隙b为0～1.0mm，V形坡口的钝角p为0.5～1.0mm。

3.根据权利要求1所述的一种航空支架组件的分层焊接方法，其特征在于，第一层焊接采用氩弧焊，确保根部焊透。

4.根据权利要求1所述的一种航空支架组件的分层焊接方法，其特征在于，第二层焊接采用焊条电弧焊，熔覆率为100％。

5.根据权利要求1所述的一种航空支架组件的分层焊接方法，其特征在于，第三层焊接采用焊条电弧焊，将焊缝全部填满，满足焊缝外观良好、平滑过渡、余高合理要求。

6.根据权利要求1所述的一种航空支架组件的分层焊接方法，其特征在于，每一层焊接时，层间焊接接头错开。

7.根据权利要求1所述的一种航空支架组件的分层焊接方法，其特征在于，直线圆弧形往复运条法是焊条末端作圆弧运动，并不断进行直线错位运条前移的一种方法，快速窄焊缝焊接。

8.根据权利要求1所述的一种航空支架组件的分层焊接方法，其特征在于，斜线8字形运条法是焊条末端作“8”字形运动，并不断地斜线往返8字前移的一种方法。

9.根据权利要求1所述的一种航空支架组件的分层焊接方法，其特征在于，密集形斜线8字运条法是焊条末端作“8”字形运动，并不断地斜线往返8字密集快速地前移运动的一种方法。