一种5m级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及火箭贮箱焊接领域，尤其涉及一种5M级弱刚性超长贮箱环缝焊接方 法。
【背景技术】
[0002] 随着火箭贮箱技术的发展，对贮箱提出新的需求，为此需要生产一种直径为5米、 贮箱最大长度约20余米，结构材料为2219铝合金的贮箱，这种贮箱具有尺寸大，壁厚薄，刚 性弱的特点。
[0003] 现有技术中主要采用垫板焊的方式对箱体的筒段和筒段之间的环缝，以及筒段和 前底/后底之间的环缝进行焊接。然而，由于垫板焊散热比较快，焊漏成形时会受到焊漏垫 板的挤压，容易导致焊接形变。为此，摸索出一种适用于5m级弱刚性、高径厚比、超长贮箱 环缝装配焊接方法具有积极意义。
【发明内容】
[0004] 本发明实施例提供一种5M级弱刚性超长贮箱环缝焊接方法，使得高径厚比、弱刚 性的超长贮箱在环缝焊接过程中形变不大，保证焊接质量。
[0005] 本发明实施例提供一种5M级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法，适用于构成贮 箱的筒段部件之间的衔接环缝的焊接，所述方法包括：
[0006] 将环缝两侧的贮箱部件安装于一个内撑工装外表面；所述内撑工装外表面上设有 焊漏槽，所述焊漏槽的中心线与所述环缝对齐；
[0007] 沿所述环缝将环缝两侧的贮箱部件焊接为一体。
[0008] 本发明实施例所提供的5M级弱刚性超长贮箱环缝焊接方法，通过利用一个带有 焊漏槽的内撑工装支撑环缝，焊接过程中的焊漏存储于焊漏槽中，而不会堆积导致焊接形 变，保证环缝焊接质量。
【附图说明】
[0009] 图1是本发明实施例提供的一种5M级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法流程图。
[0010] 图2是本发明实施例提供的一种5M级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法所使用 的内支撑工装结构示意图。
[0011] 图3是本发明实施例提供的一种5M级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法的内支 撑工装实景图。
[0012] 图4(a)~4(b)是本发明实施例提供的不同焊漏槽尺寸的焊缝效果图。
[0013] 图5(a)~5(b)是本发明另一实施例提供的不同TIG焊接参数的焊缝效果图。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描 述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便 于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
[0015] 图1是本发明实施例提供的贮箱环缝装配焊接的方法流程图，为了简化描述过 程，我们将待焊环缝两侧的部件标识为第一部件和第二部件，根据待焊两个部件的不同，该 第一部件和第二部件可以分别是前底、或贮箱筒段、或后底。如图1所示，该方法包括如下 步骤。
[0016] 步骤101 :将环缝两侧的贮箱部件安装于一个内撑工装外表面；所述内撑工装外 表面上设有焊漏槽，所述焊漏槽的中心线与所述环缝对齐。
[0017] 图2是本发明实施例提供的一种5m级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法所使用 的内支撑工装结构示意图。图3是本发明实施例提供的一种5m级弱刚性超长贮箱环缝装 配焊接方法的内支撑工装示意图。如图2和图3所示，该内支撑工装的外表面与环缝贴合， 外表面的中心设有焊漏槽1。这样对环缝进行焊接时，焊漏成形于焊漏槽1中，焊漏不会堆 积挤压导致焊接变形。
[0018] 在本发明一实施例中，内支撑工装上的焊漏槽的宽度为10mm，深度为0.8mm。以该 内支撑工装进行环缝焊接的效果图如图4(a)所示，可见通过该内支撑工装进行环缝焊接 形成的焊缝存在焊缝错位现象。经过分析得知，形成这种焊接缺陷的原因在于：当对贮箱筒 段和前底/后底之间的环缝进行焊接时，由于筒段侧为平面而前底/后底为斜面，在通过内 支撑工装撑紧环缝时，焊漏槽会向筒段侧滑移，从而导致在焊接过程中导致焊缝错位。
[0019] 在本发明另一实施例中，为了避免这种焊缝错位现象，进一步加宽加深了内支撑 工装上的焊漏槽，宽度加宽为20mm，深度加深为2mm。以该内支撑工装进行环缝焊接的效 果图如图4(b)所示，可见通过该加宽加深焊漏槽进行焊接完成的焊缝笔直，且焊接均匀性 好。
[0020] 步骤102 :沿所述环缝将环缝两侧的贮箱部件焊接为一体。具体过程可为，沿环缝 依次进行定位焊、打底焊和盖面焊。
[0021] 在本发明一实施例中，盖面焊的一组盖面焊参数（之后标记为盖面焊参数A)包 括：弧压为16-22V，正半波电流为280-360A，负半波电流为250-330A，交流平衡为40-60 %， 焊接速度为5-9m/h，占空比为50-70% ;保护气为8-12L/min的Ar以及lL/min~4L/min 的He。
[0022] 通过以上盖面焊参数A完成焊接的焊缝效果如图5(a)所示，可见采用盖面焊参数 A完成的焊缝宽度较宽，从而可保证焊缝具备较高的塑性，不容易发生裂缝。
[0023] 对以如上盖面焊参数A完成焊接的焊缝区进行取样，并进行力学性能试验，试验 结果如下表所示。
[0024] 表1为盖面焊参数A力学性能试验结果
[0025]
【主权项】
1. 一种5M级贮箱环缝焊接方法，其特征在于，包括： 将环缝两侧的贮箱部件安装于一个内撑工装外表面；所述内撑工装外表面上设有焊漏 槽，所述焊漏槽的中心线与所述环缝对齐； 沿所述环缝将环缝两侧的贮箱部件焊接为一体。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊漏槽的宽度为10mm，深度为0· 8mm。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述焊漏槽的宽度为20mm，深度为2mm。
4. 根据权利要求1至3中任一所述的方法，其特征在于，沿所述环缝将环缝两侧的贮箱 部件焊接为一体包括： 沿所述环缝依次进行定位焊、打底焊和盖面焊。
5. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述盖面焊的弧压为16-22V，正半波电流 为280-360A，负半波电流为250-330A，交流平衡为40-60 %，焊接速度为5-9m/h，占空比为 50-70%，保护气为 8-12L/min 的 Ar 以及 lL/min ~4L/min 的 He。
6. 根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述盖面焊的弧压为17-23V，正半波电流 为290-370A，负半波电流为210-290A，交流平衡为48-68 %，焊接速度为5-9m/h，占空比为 50-70%，保护气为 8-12L/min 的 Ar 以及 lL/min ~4L/min 的 He。
7. 根据权利要求4至6中任一所述的方法，其特征在于，所述定位焊的弧压为14-19V， 电流为130-210A，焊接速度为18-26m/h，保护气为8-13L/min的He气。
8. 根据权利要求4至7中任一所述的方法，其特征在于，所述打底焊的弧压为15-21V， 电流为220-360A，焊接速度为12-18m/h，保护气为8-14L/min的He气。
9. 根据权利要求1至8中任一所述的方法，其特征在于，在沿所述环缝将环缝两侧的贮 箱部件焊接为一体之前，进一步包括：将环缝两侧的贮箱部件进行平行铣切以获得均匀无 间隙的对接环缝。
10. 根据权利要求1至9中任一所述的方法，其特征在于，所述环缝两侧的贮箱部件分 别为一个贮箱筒段和另一个贮箱筒段，或分别为一个贮箱筒段和前底，或分别为一个贮箱 筒段和一个后底。
【专利摘要】本发明实施例提供一种5M级弱刚性超长贮箱环缝焊接方法，使得高径厚比、弱刚性的超长贮箱在环缝焊接过程中形变不大，保证焊接质量。该5M级弱刚性超长贮箱环缝装配焊接方法，适用于构成贮箱的筒段部件之间的衔接环缝的焊接，所述方法包括：将环缝两侧的贮箱部件安装于一个内撑工装外表面；所述内撑工装外表面上设有焊漏槽，所述焊漏槽的中心线与所述环缝对齐；沿所述环缝将环缝两侧的贮箱部件焊接为一体。
【IPC分类】B23K9-028, B23K9-16
【公开号】CN104708171
【申请号】CN201510064015
【发明人】王国庆, 李义鹏, 白景彬, 田志杰, 冯叶素, 赵瑞峰, 李劲松, 刘含伟, 刘延平, 保志帅
【申请人】中国运载火箭技术研究院, 首都航天机械公司, 天津航天长征火箭制造有限公司
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年2月6日