[发明专利]一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构

说明书

本发明公开了一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构。本发明是在环形件的锁底配合面上，沿轴向加工通气槽(7)，通气槽(7)沿圆周状配合面均匀分布，通气槽(7)的长度L与环形凸台(2)的宽度B相等，通气槽(7)的宽度及深度尺寸参照焊接厚度设计，通气槽(7)周向间距参照环形件直径设计。该带有通气槽的锁底结构能够减少和消除焊缝气孔缺陷的产生，改善焊接工艺质量，提高接头的抗疲劳性能，从而增加焊接结构的可靠性和稳定性。

技术领域

本发明是一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构，属于环形件的电子束焊接技术领域。

背景技术

随着材料科学技术的不断发展，先进材料的广泛应用促进了先进加工工艺也必须向前发展。电子束技术被称为二十一世纪的加工技术之一，电子束焊接方法是许多先进材料连接的理想手段之一。

在先进发动机的制造工艺中，广泛采用了电子束焊接技术，不仅可以减轻重量，还可以使零件的数量和连接件的数量大为减少，也大大增加了发动机的工作可靠性。电子束焊接技术在航空发动机零件制造中的应用达到40％，制造难度减少40％～50％，劳动生产率提高1.5～2倍，结构零件的总重量减少25％～40％。

焊接接头要具有高的可靠性，必须具有高的疲劳强度。决定焊接接头疲劳强度的条件之一是被焊缝材料在焊接过程中产生的气孔数量和尺寸。因为气孔是应力集中点，当结构件受到循环使用载荷作用时，气孔可能成为疲劳裂纹源。

被焊接合金材料的冶金质量如气体元素含量，待焊接区域的清洁状况和工作室真空度以及焊接工艺参数的不匹配等是产生焊缝气孔的主要原因。因此，提高材料的冶金质量、严格的表面清理、优选焊接工艺参数是消除焊缝气孔所必须采取的技术措施。

采用带有退刀槽的锁底接头型式，一定程度上有利于减少焊缝气孔的产生。但是，因存在退刀槽，必须合理地选择焊接工艺参数，获得在退刀槽深度区域焊缝宽度必须大于退刀槽宽度的2倍以上。否则焊接过程中熔融液态金属将不能完全流布退刀槽区域。导致焊后的射线检测在X光片影像中存在全周“黑实线”或断续的、“毛絮状”或是局部的黑色影像，常被判定为气孔、未熔合及空洞等焊接缺陷。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题而设计，提供了一种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构，其目的是减少和消除焊缝气孔缺陷的产生，改善焊接工艺质量，提高接头的抗疲劳性能，从而增加焊接结构的可靠性和稳定性。

本发明的目的是通过以下技术措施来实现的：

该种用于消除环形件电子束焊缝气孔的通气锁底结构，所述锁底结构是指两个对接环形件中一个环形件Ⅰ(3)的对接端面Ⅰ(1)的内缘上加工有环形凸台(2)，另一个环形件Ⅱ(4)的对接端面Ⅱ(5)套装在环形凸台(2)上与环形件Ⅰ(3)的对接端面Ⅰ(1)贴合，其特征在于：在环形凸台(2)与环形件Ⅱ(4)的配合面(6)上，沿轴向加工通气槽(7)，通气槽(7)沿圆周状配合面均匀分布，通气槽(7)的长度L与环形凸台(2)的宽度B相等，通气槽(7)的截面形状为圆弧形(8)，通气槽(7)的宽度D为1.0～3.0mm，通气槽(7)的深度H为0.3～1.0mm，通气槽(7)的周向间距为10～50mm。

环形凸台(2)直接加工成形在环形件Ⅰ(3)的对接端面Ⅰ(1)的内缘上，与环形件Ⅰ(3)为一体化结构。

环形凸台(2)设置在环形件Ⅰ(3)的对接端面Ⅰ(1)的内缘外侧面上。

当环形件Ⅰ(3)的内径R1≤100mm时，通气槽(7)的周向间距为10～40mm，当环形件Ⅰ(3)的内径R1＞100mm时，通气槽(7)的周向间距为30～50mm。

当环形件Ⅰ(3)的外径R2与内径的差R2-R1≤10mm时，通气槽(7)的宽度D为1.0～2.0mm，通气槽(7)的深度H为0.3～0.5mm。