一种钛及钛合金T型加强结构双面双弧异步焊接方法与流程

本发明涉及一种焊接方法，尤其是涉及一种钛及钛合金t型加强结构双面双弧异步焊接方法。

背景技术：

大型承受外压结构内部通过设计加工环形肋骨起到刚度提升的作用，通常为t型，因此称为t型加强结构。其主要采用焊接式结构，焊缝将面板与肋板连接在一起成为一个整体，从而达到提高结构强度保证结构稳定性的目的。大型结构内部环内套装数量庞大，焊接加工工艺复杂，焊接精度难以保证，因此环内套装焊接一直是大型外部承压结构制造过程中的关键部件，直接影响结构的生产周期和产品质量。对于重要结构的环内套装，其厚度更大（20-100mm）、精度要求更高，采用传统的单面手工焊接或其他自动填丝熔化焊接方法，由于大厚板加工坡口宽度大，焊接热输入量大，导致焊接变形较大，焊后尺寸精度难以保证，同时焊接效率比较低，焊接建造周期长，不能满足设计要求。

目前，现有技术中，也存在双面双弧焊接方法，但主要是针对钢和铝合金。例如，cn106735772a针对铝合金开发了一种双面双弧自动mig焊接的装置，采用双机械手实现双面双弧同步对称焊接。针对钢cn102896396a双面双弧单熔池同步同向焊接成型的方法及其坡口形式采用双面双弧同步对称焊接方法。对于钛合金来说双面双弧对称同步焊接热输入量过大，焊后晶粒粗大，焊缝性能差，而且双枪对中精度要求高，工艺适应性差。cn105750839a提出了一种带筋钛合金曲率构件的组合制造方法，采用线性摩擦焊来实现轴向弱刚性加强筋的制备，之后通过热拉弯蠕变复合技术形成曲率构件。该方法只是针对于轴向弱刚性加强筋的制备对周向大拘束度加强筋并不适用。

技术实现要素：

本发明的目的是为解决现有技术中t型加强结构在焊接过程中坡口宽度大，焊接热输入量大，导致焊接变形较大，焊后尺寸精度难以保证，同时焊接效率比较低，焊接建造周期长的问题，提供一种钛及钛合金t型加强结构双面双弧异步焊接方法，该方法通过采用双面双弧非对称异步焊接的方式，解决了目前大厚度钛合金t型加强结构焊接采用单面单弧熔化极氩弧焊或钨极氩弧焊等传统焊接方法进行角焊缝焊接时，存在的焊接效率低，焊接变形大，焊后尺寸精度难以精确保证，以及角焊缝应力集中情况较为严重，容易造成结构失稳破坏等问题，同时避免同步双面双弧焊接气孔和未熔合等焊接缺陷的产生，从而高效获得小变形、无缺陷的t型角焊缝。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：

一种钛及钛合金t型加强结构双面双弧异步焊接方法，对t型加强结构的底板和肋板进行焊前处理，并在t型加强结构肋板上加工坡口，在焊接位置留坡口间隙，然后在坡口两侧同时同方向非对称异步焊接，焊接速度相同，所述t型加强结构肋板两侧坡口角度相差0-15°，任意一侧坡口的钝边长度为0-6mm，任意一侧坡口的宽度为0-3mm，坡口间隙为0-6mm，t型加强结构肋板两侧的两焊枪与肋板之间的夹角为30°-90°，两焊枪间距为1-100mm，位于焊接方向前部焊枪焊接热输入大于位于焊接方向后部的焊枪焊接热输入量。

所述的肋板两侧坡口均采用v型坡口或均采用u型坡口。

所述的焊接熔池和焊后焊缝采用随焊惰性气体保护。

本发明的有益效果是：双面双弧焊接方法制造的钛及钛合金t型加强结构，可以实现角焊缝完全焊透，焊接效率提高一倍以上，焊接中的焊接气孔和焊接未熔合通过前枪的预热和后枪的后热得到有效控制和消除，同时双面双弧焊接抵消了焊接变形，保证了焊后尺寸精度，可以代替目前采用的单面单弧等传统焊接方法制备的t型加强结构。双面双弧代替生产效率低、焊接变形大、焊接质量难保证、劳动条件差的单面焊具有极大的优越性。可以实现大厚度t型加强结构的双面双弧异步焊接；明显提高焊接效率，缩短制造周期；保证t型加强结构尺寸公差要求；降低成本；并且可以推广使用到其他焊接工艺复杂、工作量大和其他形状的t型结构的焊接上。

附图说明

图1为采用双v型坡口的焊接示意图。

图2为采用双u型坡口的焊接示意图。

图3为双面双弧焊接示意图。

图4为图3中的俯视图。

图示标记：a1和a2为坡口角度，r1和r2为u型坡口底部圆角，b为钝边宽度，c为钝边长度，d为间隙，e1和e2为焊枪与肋板的夹角，g为前后两焊枪在焊接方向的距离。

具体实施方式

图中所示，具体实施方式如下：以下实施例在实施过程中均需要对t型加强结构的底板和肋板进行焊前处理，并在t型加强结构肋板上加工坡口，在焊接位置留坡口间隙，然后在坡口两侧同时同方向非对称异步焊接，焊接速度相同，

实施例1

结合图1和图3说明本实施方式，采用手工方式进行双面双弧异步同向焊接方法，首先在加强结构肋板加工坡口，坡口为双侧v型，钝边长度为2mm，宽度为1mm，坡口间隙为4mm，双面双弧焊接两焊枪在焊接方向相距10mm，两侧坡口角相差5°，双面双弧各焊枪与肋板之间的夹角为30°，然后在坡口两侧同时同方向非对称异步焊接，焊接过程中两侧焊接参数不同，位于焊接方向前部焊枪焊接热输入大；位于焊接方向后部的焊枪焊接热输入量小，焊接速度相同，焊接过程中焊接熔池和焊后焊缝采用随焊惰性气体保护，焊后焊缝整体成银白色，相比于传统的手工焊接，效率提高一倍，焊接中的焊接气孔和焊接未熔合通过前枪的预热和后枪的后热得到有效控制和消除，同时双面双弧焊接抵消了焊接变形，保证了焊后尺寸精度。

实施例2

结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式的一种钛及钛合金t型加强结构双面双弧焊接方法，全部采用自动焊接设备，坡口为双侧v型，钝边长度为6mm，厚度为3mm，坡口间隙为2mm，双面双弧焊接两焊枪在焊接方向相距20mm，两侧坡口角相差10°，双面双弧各焊枪与肋板之间的夹角为60°。如此设置，以保证长距离工作过程焊接工艺的稳定性，降低焊接工人的劳动强度。其它要求与实施例1相同。

实施例3

结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式的一种钛及钛合金t型加强结构双面双弧焊接方法，坡口采用坡口为双侧u型。如此设置，以保证减小焊接填充量，提高焊接效率，降低焊接变形，提升焊后尺寸精度。其它要求与实施例1或实施例2相同。

实施例4

结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式的一种钛及钛合金t型加强结构双面双弧焊接方法，焊接设备采用tig焊接。如此设置，以保证减小焊接热输入量，提高焊缝成形质量，降低焊接变形，提升焊后尺寸精度。其它要求与实施例1、实施例2或实施例3相同。

实施例5

结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式的一种钛及钛合金t型加强结构双面双弧焊接方法，焊接设备采用mig焊接。如此设置，以提高焊接效率。其它要求与实施例1、实施例2或实施例3相同。

实施例6

结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式的一种钛及钛合金t型加强结构双面双弧焊接方法，焊接设备采用tig焊接进行打底，mig焊接进行填充。如此设置，以提高焊接打底质量，提升填充焊接效率，保证整体焊接质量。其它要求与实施例1、实施例2或实施例3相同。

实施例7

结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式的一种钛及钛合金t型加强结构双面双弧焊接方法，焊接设备采用双枪激光电弧复合焊接。如此设置，可以大幅提升焊接效率，保证整体焊接质量。其它要求与实施例1、实施例2或实施例3相同。

实施例8

结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式的一种钛及钛合金t型加强结构双面双弧焊接方法，t型加强结构为平板。如此设置，可以实现平板加强结构的高效、长距离、高精度、可靠焊接。其它要求与实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6或实施例7相同。

实施例9

结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式的一种钛及钛合金t型加强结构双面双弧焊接方法，t型加强结构为环状。如此设置，可以实现环状加强结构的高效、长距离、高精度、可靠焊接。其它要求与实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6或实施例7相同。

本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。