[发明专利]一种钛合金T型对接深J型焊缝的焊接方法

说明书

一种钛合金T型对接深J型焊缝的焊接方法，适用于钛筒比圆形钛板高出15mm以上、T型对接J型焊缝的深度h为15mm～25mm的钛合金焊接，选用规定的喷嘴、钨针的规格及焊丝的直径，使钨针伸长、并通过大电流起弧加热后折弯，采用上述第四步所述的焊接参数进行焊接，利用焊缝两侧结构形成了惰性气体保护区，完成了T型对接深J型焊缝的手工钨极氩弧焊焊接。本发明解决了常规手工钨极氩弧焊焊接T型对接深J型钛合金焊缝所存在的难以施焊、焊后焊缝氧化严重、焊缝根部未熔合、焊接空洞缺陷、焊接夹钨缺陷、反复修补焊和焊缝强度低的问题，且焊缝内部致密性好，焊缝无氧化现象，焊接效率提升了两倍以上，实现了高效高质量焊接。

技术领域

本发明涉及焊接领域，具体是一种实现钛合金T型对接结构中深J型焊缝的手工钨极氩弧焊接方法。

背景技术

T型对接深J型焊缝是电解铜箔设备主要核心部件阴极辊上的一种结构，相连接的两种部件分别为內型直径为D的钛筒1和圆形钛板2，装配后形成焊缝3，如图1 所示。产品部件均为纯钛材料，通过焊接填充焊缝3的方式实现连接。所述深J型焊 缝是指对接形成J型焊缝3的深度为h为15mm～25mm的钛合金焊接。

由于钛及钛合金材料高温下易氧化，影响焊接质量，因此，该结构产品的焊接方法局限性较大，一般采用钨极氩弧焊方法焊接，且应选用较大规格的焊枪喷嘴4，以 形成较大的焊缝保护范围；图2为常规钨极氩弧焊焊枪喷嘴组件部分，由喷嘴4和钨 针5组成，常规的钨极氩弧焊接时，钨针5伸出喷嘴4端面的长度为5mm～10mm。为 了增大焊缝处的连接强度、同时减小焊接填充量、控制焊接变形保证后续机加尺寸， 结构处的焊缝形式被设计为深J型，由于圆形钛板2厚度较大，焊缝较深，同时受钛 筒1与圆形钛板2形成的T型结构限制，焊枪钨针5无法达到焊缝3根部，如图3所 示，即便是操作灵活简便的常规手工钨极氩弧焊接方法也难以实现焊接，存在焊缝根 部熔合不良、钛合金焊缝金属氧化严重的问题。如果伸长焊枪钨针5，如图4所示， 则存在两个问题，一是钨针5极易触碰圆形钛板2，形成短路断弧、造成焊缝夹钨缺 陷等问题；二是钨针5无法对准焊缝3的根部，焊缝熔合不良，形成空洞，产品连接 强度无法保证，如图7所示。

对此，为解决上述问题，目前国内大多采用扩大焊缝开口尺寸的方法，使之满足焊接操作，但该方法增加了焊接填充量、增大了焊接变形，降低了产品成型精度，需 要预留更大的机加裕度，同时也极大的增加了焊接工作量和阴极辊的材料成本。

经过文献检索，在公开号为CN103447669A的发明创造中提出了一种用于核电站管道自动打底焊接方法及其弯钨极，采用弯钨极对核电站管道进行自动打底焊接，以 提高打底焊的可靠性，避免坡口钝边被熔透击穿，同时该发明创造中还明确了弯钨极 的结构。虽然该发明创造中提到了采用折弯钨极，但该发明并未就如何将钨针折弯进 行说明，未对钨针5伸出喷嘴4端面的长度进行界定，也未说明如何将弯钨极应用到 T型对接深J型焊缝的手工焊接，该发明中钨极弯折的角度为30～60°，采用该角度 焊接钛合金T型对接深J型焊缝，钨针起弧点将位于气体保护区域之外，焊缝氧化严 重。因此，无法利用该发明技术完成钛合金T型对接深J型焊缝的焊接。

发明内容

为克服现有技术中存在的钨针无法抵达焊缝根部、钛合金焊缝保护效果差、钨针容易触及母材断弧的不足，本发明在不扩大焊缝尺寸的前提下，提出了一种钛合金T 型对接深J型焊缝的焊接方法。

本发明的具体过程是：

第一步，焊前准备：

所述焊前准备是将喷嘴、钨极装配至手工钨极氩弧焊焊枪上，并使钨极氩弧焊枪的钨针伸出喷嘴4端面的长度为h+10＝25mm。

第二步，钨针加热：

使焊接电流持续起弧1分钟，使钨针发热并呈现橘红色时熄弧。

第三步，折弯钨针：