[发明专利]环缝锁底接头及其制造焊接方法

说明书

本发明提供了一种环缝锁底接头及其制造焊接方法，所述方法主要包括接头设计步骤、部件制备步骤、焊接准备步骤、装配点焊步骤以及正式焊接步骤。接头设计重点针对锁底接头激光焊接的非穿透状态容易形成气孔的问题，在锁底件上设计了凹槽，凹槽在结构上实现了激光焊接的穿透状态，可以解决气孔问题。为了减轻凹槽带来的封闭腔内气体在焊接受热膨胀时，扰动激光焊接小孔和熔池而影响焊接稳定性，在锁底件上设计了沟槽，沟槽可以连通封闭腔和外界，在激光焊接受热膨胀和冷却收缩时，腔内气体根外界自由“呼吸”流通，腔内气压稳定，从而避免扰动激光焊接熔池和小孔。

技术领域

本发明涉及激光焊接领域，具体地，涉及一种环缝锁底接头及其制造焊接方法。

背景技术

锁底接头由于不穿透焊接的工艺特点，其内壁光滑，而且内壁温度热循环的最高温度低于内壁材料熔点，特别适合带充填物的封闭结构的焊接接头设计。如某型号的侧向力固体火箭发动机不锈钢燃烧室壳体，就采用了锁底接头设计，并通过焊接成形。另外，对于大尺寸薄壁件的环缝对接，锁底接头也更容易实现可靠的装配与定位，如某钛合金环形贮箱的筒段与端框的连接采用锁底接头设计，并通过焊接成形。

锁底接头通常采用电弧焊接工艺，但会导致三个方面的问题，一是焊接变形大，而产品的封装焊接不适合校形，只能降低设计精度要求；二是热输入大，内壁热循环的高温停留时间长，而且往往一条焊缝分多道焊接，长时间的高温对内部的装填物的安全性和稳定性是不利的；三是对于焊缝的保护区域和难度都较大，尤其是尺寸较大的空间结构钛合金结构件。

激光焊接作为一种优质、精密、高效的焊接方法，不仅能量密度高、焊接热输入小，一次焊接熔深大且焊接速度快，可以有效解决上述电弧焊接存在的问题。

激光焊接分热导焊和深熔焊两种模式，其中，深熔焊发生了材料熔化、气化和等离子化，并有小孔效应，焊缝深宽比大，是激光焊接工业应用的主要方法。但激光深熔焊接模式对于锁底接头的适应性较差，由于不穿透的状态且熔深较大、焊接速度快，激光焊接的小孔底部气泡来不及溢出到熔池表面而形成气孔，影响焊缝内部质量。

因此，提供一种新型的环缝锁底接头及其制造焊接方法具有很高的必要性和现实意义。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种环缝锁底接头及其制造焊接方法。

根据本发明提供的一种环缝锁底接头，包括凹槽；所述凹槽设置在锁底件的第一位置；所述第一位置为第一贴合面和第二贴合面连接处；所述第一贴合面和第二贴合面为锁底件和被锁底件相连形成的两个平面。

优选地，所述凹槽向锁底件内部延伸，凹槽的一边边界位于第一贴合面的内侧。

优选地，锁底件的第二位置处设置有沟槽；所述第二位置为第二贴合面所处的位置。

优选地，多个所述沟槽均匀设置在第二位置处，并连通凹槽和被锁底件内腔。

优选地，所述沟槽包括Z形沟槽和/或S形沟槽。

根据本发明提供的一种环缝锁底接头制造焊接方法，包括：

接头设计步骤：在锁底件的第一贴合面和第二贴合面连接处设置凹槽作为设计方案；

部件制备步骤：根据接头设计步骤的设计方案制备锁底件和被锁底件；

焊接准备步骤：对锁底件和被锁底件进行预处理；

装配点焊步骤：将锁底件和被锁底件配合，并一起装配至水平旋转变位装置上，使锁底件和被锁底件同轴并处于水平状态；采用激光点焊工艺在第一贴合面所在的位置，竖直向下进行点焊，其中竖直向下是指使激光束的轴线平行第一贴合面并与锁底件的轴线相交；

正式焊接步骤：采用激光焊接工艺将第一贴合面熔合；