[发明专利]一种钛合金零件焊接保护方法

说明书

技术领域

本申请涉及钛合金焊接技术，具体是一种钛合金零件焊接保护方法。

背景技术

钛合金具有强度高，耐腐蚀、耐低温以及高温下具有高的疲劳强度，低的膨胀系数，良好的可加工性等优点，用其建造的结构在任何自然环境中都充分发挥作用。在航空应用中，除利用其耐蚀、耐高温和高比强度特点外，还有无磁、透声、抗冲击震动等优点，钛合金在航空中的应用大大减轻了飞机的重量，从各方面提升了飞机的性能，在飞机设计领域，将钛合金的应用作为衡量飞机先进性的重要指标，最新飞机设计中钛合金材料已用到40％左右，因此钛是一种优秀的航空材料。

钛合金焊接中出现的氧化、气孔和裂纹等问题又给焊接带来了一定的难度，也限制了其更为广泛的应用，通过分析和查阅相关资料我们了解到钛合金从250℃开始吸收氢，从500℃开始吸收氧，从600℃开始吸收氮，随着温度提高，钛吸收气体的能力更强，只有将空气中的氧、氢、氮等与钛有极强亲和力的气体与焊缝进行隔离才能减少其对焊缝的氧化，进而减少焊接缺陷的产生，满足设计的要求。

如何解决焊缝反面和正面温度超过200℃区域的保护(焊缝正面焊枪喷嘴的氩气保护是随熔池移动的，当移开的瞬间温度不可能降至200°以下)是解决钛合金零件焊接的关键，也是我们必须要解决的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种钛合金零件焊接保护方法，以提高钛合金的焊接质量。

一种钛合金零件焊接保护方法，含有对焊缝的反面保护和正面保护，其特征在于，所述的反面保护是在焊接夹具上有一个连通惰性气体的气密腔，该气密腔与焊缝平行，有一个槽型的衬板覆盖在该气密腔的上方，衬板上有筛状小孔将气密腔的惰性气体喷向焊缝的反面，所述的正面保护是有一个与焊枪同步运动的拖斗，该拖斗的本体是一个气密腔体，该气密腔通过通气管与惰性气体源连通，在气密腔的下方有筛状的衬板，衬板上有筛状小孔将气密腔的惰性气体喷向焊缝的正面。

本发明的有益效果在于，通过夹具和与焊枪同步运行的拖斗上的气密腔以及衬板筛状小孔，向钛合金焊缝的正反面输送源源不断的惰性气体，形成保护气场，以此隔绝高温焊缝与空气的接触，避免高温焊缝的氧化，提高钛合金的焊接质量。

以下结合实施例附图对本申请做进一步详细的描述。

附图说明

图1是纵向焊缝反面保护的焊接夹具示意

图2是图1的断面结构示意

图3是焊缝正面保护的拖斗示意

图4是纵向焊缝的焊接保护方法示意

图5是环形焊缝反面保护的焊接夹具示意

图6是图5剖面结构示意

图7是环形焊缝的焊接保护方法示意

图中编号说明：1夹具体、2进气管、3衬板、4气密腔、5小孔、6拖斗、7焊枪、8连接件、9零件、10焊缝

具体实施方式

实施例一，参见附图，图1、图2、图3和图4提供了一种对钛合金纵向焊缝的保护方法和保护装置。

如图所示，焊接夹具1上有一个连通惰性气体的气密腔4，气密腔4通过进气管2与惰性气体源连通，这里的惰性气体通常使用氩气，该气密腔是一个纵向槽腔，与零件9的焊缝10平行，有一个槽型的衬板3覆盖在该气密腔的上方，这里衬板最好是一种铜板，衬板3上有筛状小孔5将气密腔4的惰性气体喷向焊缝10的反面。

对于钛合金零件正面焊缝的保护，本申请提出一种拖斗装置，拖斗6的本体通过连接件8固定在焊枪7上，与焊枪7同步运动，该拖斗的本体是一个气密腔体，该气密腔4通过进气管2与惰性气体源连通，在气密腔4的下方有带筛状小孔5的衬板3，衬板上的筛状小孔3将气密腔4的惰性气体喷向钛合金零件焊缝10的正面。

这样在钛合金零件焊接时，惰性气体由进气管2进入夹具或拖斗的气密腔4，在气密腔4内形成一定的浓度和压力后，通过衬板上的筛状小孔5喷向焊缝的正反面，在焊缝的正反面均形成一个由惰性气体构成的保护气场，此气场将焊缝正反面与空气进行隔绝，减少或者杜绝其与空气接触，避免了高温焊缝在空气中的氧化，焊接过程中惰性气体不断的补充并置换被污染的惰性气体。

实施例二，由图3、图5、图6、图7提供了一种对钛合金环形焊缝的保护方法和保护装置

如图5和图6所示，在夹具体1上的气密腔4是一个与环形焊缝对应的环形槽状，在气密腔的上方覆盖的衬板3也是一个相应的环形槽，该气密腔4通过进气管2与惰性气源连通，通过衬板上的筛状小孔5在钛合金零件的环形焊缝反面形成由惰性气体构成的保护气场。

对环形焊缝的正面保护同样采用如图3和图7所示的拖斗结构。