[发明专利]一种钛及钛合金T型加强结构双面双弧异步焊接方法

说明书

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，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。本发明中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。

技术领域

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，CN 106735772 A 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CN 102896396 A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。CN105750839 A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。

发明内容

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。