一种防止打磨焊缝背面使壁厚减薄的电子束焊接接头的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型属于焊接领域，具体涉及一种防止打磨焊缝背面使壁厚减薄的电子束焊接接头。
【【背景技术】】
[0002]在航空发动机机匣等环形焊接组件中，大量采用电子束环焊缝，为了提高定位精度和控制焊接变形，普遍采用了背衬嵌接和肩填充+背衬嵌接的焊缝接头，如图1中的a)和b)所示。对于环形件，这种接头形式能够正确定位，并能够撑圆薄壁的零件，有利于控制焊接变形。
[0003]但是这两种焊接接头的嵌接面5不能完全焊合，在嵌接面上存在焊缝边界7，如图2所示。而且在实际生产中存在以下问题:
[0004]1)这两种焊接接头的背衬与基体之间残留未焊合的接缝，焊缝边界处于接缝中，在X光探伤时，焊缝边界会在X光片上显示不规矩影线，很难鉴别这种影线是否为焊接缺陷，从而造成X光探伤不能得出肯定的结论。
[0005]为此，经常不得不在X光探伤前加工掉背衬。而这种焊接接头的背衬与基体贴合紧密，要将背衬彻底去除，往往会伤及焊件主体，造成焊件壁厚减薄。而背衬去除不彻底，焊缝边界无法暴露，X光探伤的影线无法消除。
[0006]另一方面，由于航空发动机零件壁薄，焊后焊缝处存在较大变形，跳动量较大，不能采用车加工将背衬均匀、干净地去除，只能采用车加工将大余量去除，剩余车不干净的部分采用钳工打磨的方法去除。由于打磨是手工操作，操作工很难控制完全去除背衬而又不伤及焊件基体，造成操作工精神紧张、加工效率低下、而且产品质量没有保障。实际生产中经常出现厚度减薄引起的超差和报废现象。
[0007]2)由于航空发动机薄壁件常存在变形，环形焊口常存在一定的圆度误差，采用直背衬嵌接接头时，配合间隙较小，焊口难于装配，特别是在一个焊件是板料成形件时，由于钣金件变形较大，装配难度更大。为了顺利装配，常常给定较大的配合间隙，而较大的配合间隙不利于保证同心度和控制焊接变形。
【【实用新型内容】】
[0008]本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种防止打磨焊缝背面使壁厚减薄的电子束焊接接头，焊口装配方便，且背衬容易去除，产品合格率高。
[0009]为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0010]包括待焊接的第一焊件和第二焊件，在第二焊件上设置有背衬，背衬上设置有靠近第一焊件的嵌接面，嵌接面与第一焊件之间留有夹角。
[0011]进一步地，嵌接面与第一焊件之间的夹角为20?40°。
[0012]进一步地，背衬的厚度在2?5mm。
[0013]进一步地，背衬的嵌入长度在2?3mm。
[0014]进一步地，第二焊件的正面设置有肩填充结构。
[0015]进一步地，背衬的恪合间隙为0.05?0.30mm。
[0016]与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果:
[0017]本实用新型将第二焊件上背衬的嵌接面由传统的直边改成斜边，形成斜背衬嵌接，引导第一焊件快速装配，提高装配效率；同时与第一焊件之间留有夹角，焊缝边界完全暴露，无需将焊缝背面打磨得与第一焊件和第二焊件基本完全齐平才能进行X光探伤，减小了打磨的工作量，提高了工作效率，在变形量不大的情况下，还可采用车加工一次完成背衬的去除工作，工作效率会进一步提高，消除了打伤第一焊件和第二焊件的风险，降低质量损失；本实用新型适用范围广，尤其是航空发动机零组件上需要打磨焊缝背面的电子束焊缝，也适用于航天发动机及其它燃气轮机上有类似焊缝结构和打磨要求的电子束焊缝或激光焊缝。
[0018]进一步，本实用新型通过设置肩填充结构，与斜面的背衬嵌接相结合，更好地定位，利于控制焊接变形。
[0019]进一步地，本实用新型背衬的熔合间隙在0.05?0.30_，有效避免焊接完成后去掉背衬时切削到第一焊件和第二焊件的基体，能干净去除背衬，且保证X光探伤要求。
【【附图说明】】
[0020]图1是现有的两种接头示意图，其中a)是背衬嵌接接头，b)是肩填充+背衬嵌接接头;
[0021]图2是现有的接头嵌接面和焊缝的结构示意图；
[0022]图3是本实用新型的结构示意图；
[0023]图4是本实用新型的一个实例图；
[0024]图5是不同焊缝宽度时的熔合间隙，其中a)是0.6mm的焊缝宽度时，熔合间隙为
0.2mm，b)是1.0mm的焊缝宽度时，恪合间隙为0.3mm ；
[0025]图6是焊缝横断面形状和熔合间隙的示意图。
[0026]其中:1-第一焊件；2_第二焊件；3-焊缝；4_电子束；5_嵌接面；6-背衬；7-焊缝边界；8-肩填充结构。
【【具体实施方式】】
[0027]下面结合附图对本实用新型做进一步详细说明。
[0028]参见图3，本实用新型包括待焊接的第一焊件1和第二焊件2，在第二焊件2的正面设置有肩填充结构8，第二焊件2背部上设置有背衬6，背衬6上设置有靠近第一焊件1的嵌接面5，嵌接面5与第一焊件1之间留有夹角θ，Θ为20?40°，30°比较适中，太小起不到作用，太大接头根部熔合不好，也影响定位效果。
[0029]参见图4至图6，本实用新型在焊接后，背衬6的根部会有一定宽度的熔合，用熔合间隙d7表示，即加工去除背衬6的时候能够保留的焊高；而且焊缝3的宽度越宽，根部熔合宽度也越宽，而熔合宽度越宽，熔合间隙d7越大，一般为0.05?0.30mm。
[0030]背衬6的根部厚度一般在2?5_之间选择，薄料选择较小值，厚料选择较大值。为了增大焊缝宽度和熔深，也可选择较大值；背衬6的嵌入长度即嵌接面5的长度一般在2?3mm，以装配定位方便牢靠为度。以图4的接头尺寸为例，第一焊件1的厚度为D1为
2.5mm，第二焊件2的厚度为D2为2.5mm ;背衬6的底部长度d2为4臟，根部厚度d3为2mm，背衬6的根部至端面的长度d5为2mm ;肩填充结构8的厚度d4为0.7mm，宽度d6为0.7mm。
[0031]如图5所示，在整体焊缝宽度为0.6mm时，分布在第一焊件1上的1/2焊缝宽度dl为0.3mm，熔合间隙d7为0.2mm ;在焊缝宽度为1.0mm时，1/2焊缝宽度dl为0.3mm，熔合间隙 d7 为 0.3mmο
[0032]本实用新型在常用的背衬嵌接接头的基础上，将背衬6的嵌接面5由直边改成斜边，即形成斜背衬嵌接，并将肩填充结构8与这种斜背衬嵌接相结合，形成一种“肩填充+斜背衬嵌接接头”，如图5所示，采用这种焊接接头，在焊后去除斜背衬时，当加工面距第一焊件1和第二焊件2的基体表面还有一定深度时，斜背衬就会被完全去除干净，消除了传统的直背衬与焊件基体之间的未焊接缝，使焊缝边界7完全暴露，从而消除了未焊接缝中的焊缝边界7对X光探伤的影响，图5中的虚线表示去除的背衬6。
[0033]本实用新型具有以下优点: