一种钛合金水箱焊接工艺的制作方法

1.本发明涉及钛合金焊接技术领域，尤其是涉及一种钛合金水箱焊接工艺。


背景技术：

2.钛合金指的是多种用钛与其他金属制成的合金金属，它具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。
3.钛合金水箱是一种高端的水箱材质，它具有耐腐植、抗压性和耐高温等优点，它能提供更长的使用寿命和更好的性能。
4.焊接钛合金水箱时，会出现许多焊接缺陷，焊接裂纹是焊接件中最常见的一种严重缺陷。在焊接应力及其他致脆因素共同作用下，焊接接头中局部地区的金属原子结合力遭到破坏而形成的新界面所产生的缝隙，故需要采取手段减少焊接裂纹的现象。


技术实现要素：

5.为了减少焊缝表面产生焊接裂纹的可能性，本技术提供一种钛合金水箱焊接工艺。
6.本技术提供钛合金水箱焊接工艺采用如下的技术方案：一种钛合金水箱焊接工艺，具体的工艺步骤如下：s1、焊板上设置坡口：利用机械设备对焊板的焊接处加工坡口；s2、清理焊板：可采用细锉、奥氏体不锈钢丝刷或铣刀对焊接面进行清理；s3、焊接焊板：利用焊枪对焊板的焊接面进行焊接，配合焊丝稳步移动，同时利用惰性气体对焊缝的两面同时进行保护，焊接后也持续通气保护，直至焊缝冷却至100度以下时停止；s4、焊缝色泽检查：通过检验焊缝表面的颜色，判断焊缝是否被氧化，以采取相应的校正措施；s5、检验焊板：焊板为钛合金板材，容易出现焊接变形较大的现象，需在s3步骤时改善焊接方法；s6、检验焊缝缺陷：首先采用目测的方式观察焊缝表面是否存在裂纹，可以配合辅助工具提高准确性，再对焊缝的气密性检验；s7、焊缝处理；采用酸洗液酸洗的方式对焊缝进行清洗。
7.通过采用上述技术方案，焊接焊板前，工作人员先利用机械设备对焊板的边缘处设置坡口，再清理焊板的焊接面，紧接着利用焊枪和焊丝，配合惰性气体对焊板进行焊接，焊接后检查焊缝色泽，随后检验焊板是否存在缺陷，最后对焊缝表面的氧化层进行酸洗，完成了钛合金水箱的焊接工作。工作人员利用惰性气体同时对焊缝的两面同时进行保护，直至焊缝温度低于100度，以此减少了焊缝氧化层的产生，减少了焊缝表面产生焊接裂纹的可能性。
8.可选的，所述s1步骤进行时，选用牛头刨床加工坡口。
9.通过采用上述技术方案，通过牛头刨床加工能使所述坡口快速成型，且能保证所述焊板坡口的直线度。
10.可选的，所述s2步骤进行时，以上述所述s2的清洗方式还不能完全清除焊接面表面杂质时，还能采用酸洗液对焊接面进行清洗。
11.通过采用上述技术方案，焊接面表面的杂质主要以氧化物居多，酸洗液能快速与焊接面表面的杂质产生化学反应，使杂质能快速脱离焊接面，可以进一步使焊接面保持干净、整洁。
12.可选的，所述s3步骤进行时，采用钨极氩弧焊的焊接方式对焊板进行焊接，惰性气体采用氩气，且要求氩气的纯度不低于99.99％。
13.通过采用上述技术方案，采用钨极氩弧焊的焊接方式，能使焊板在焊接时无焊渣、无飞溅，还能减小焊枪的热输出，进一步减小焊板变形的可能性。
14.可选的，所述s5步骤进行时出现焊板变形大的缺陷，在所述s3步骤时，采用小线能量焊接，以减小焊枪的热量输出。
15.通过采用上述技术方案，检验焊板时出现焊板变形大的缺陷，需要改善焊接方法。焊接时，工作人员控制焊接热源能量的输入，使焊枪输出的能量减小，可以直接降低焊板所受到的热量，减小了焊板发生形变的可能性。
16.可选的，所述s5步骤进行时出现焊板变形大的缺陷，在所述s3步骤时，采用断续焊接的方式对焊板焊接。
17.通过采用上述技术方案，检验焊板时出现焊板变形大的缺陷，需要改善焊接方法。焊接时，工作人员采用断续的方式焊接，每次焊接长度为150-200mm，冷却时持续通过惰性气体对焊缝进行保护，待焊缝冷却后再焊接后续部分，以此可以减少焊板的持续受热时间，同时减少焊缝氧化的概率，减少了焊板发生形变大缺陷的可能性。
18.可选的，在s6步骤中的焊缝气密性检验时采用肥皂水检验。
19.通过采用上述技术方案，工作人员对钛合金水箱内注入气体，用蘸有皂液的毛刷涂抹所有焊缝，观察焊缝处是否有气泡产生，若均无气泡产生，则为合格。工作人员利用上述方法能快速检验出一定气压下钛合金水箱的焊缝处是否存在缺陷，且成本较低、见效快，提高了钛合金水箱气密性的检验效率。
20.可选的，所述s7步骤进行时，采用酸洗液配方为2％～4％hf+30％-40％hno3+余量水，酸洗液温度不高于60度，酸洗时间2～3min。
21.通过采用上述技术方案，工作人员利用上述酸洗液，按照该酸洗液的特定的清洗要求，对焊缝进行酸洗，以减少焊缝表面的氧化层。如果不严格按照上述清洗要求酸洗焊缝，容易使焊缝发生过酸洗现象，容易使焊板本身受到过分的侵蚀，降低了焊板的金属性能。
22.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.焊接焊板前，工作人员先利用机械设备对焊板的边缘处设置坡口，再清理焊板的焊接面，紧接着利用焊枪和焊丝，配合惰性气体对焊板进行焊接，焊接后检验焊板是否存在缺陷，最后对焊缝表面的氧化层进行酸洗，完成了钛合金水箱的焊接工作。工作人员利用惰性气体同时对焊缝的两面同时进行保护，直至焊缝温度低于100度，以此减少了焊缝氧化层的产生，减少了焊缝表面产生焊接裂纹的可能性；2.检验焊板时出现焊板变形大的缺陷，需要改善焊接方法。焊接时，工作人员控制焊接热源能量的输入，使焊枪输出的能量减小，可以直接降低焊板所受到的热量，减小了焊板发生形变的可能性；3.检验焊板时出现焊板变形大的缺陷，需要改善焊接方法。焊接时，工作人员采用
断续的方式焊接，每次焊接长度为150-200mm，冷却时持续通过惰性气体对焊缝进行保护，待焊缝冷却后再焊接后续部分，以此可以减少焊板的持续受热时间，同时减少焊缝氧化的概率，减少了焊板发生形变大缺陷的可能性。
附图说明
23.图1是本技术实施例中钛合金水箱焊接加工的工艺流程图。
24.图2是本技术实施例中进行s3步骤时焊枪的整体结构示意图。
25.图3是本技术实施例中同步组件和支撑组件的结构示意图。
26.图4是本技术实施例中固定块的结构示意图。
27.附图标记说明：1、枪体；2、支撑组件；21、支撑架；22、支撑轮；23、固定箍；3、同步组件；31、固定块；311、转动槽；32、同步轮；33、同步带；34、推动轮；4、焊丝。
具体实施方式
28.以下结合附图1-4对本技术作进一步详细说明。
29.本技术实施例公开一种钛合金水箱焊接工艺。参照图1，钛合金水箱焊接工艺包括如下工艺步骤：s1、焊板上设置坡口：采用牛头刨床为加工设备，采用刨削的方式对焊板上焊接面的边缘加工坡口。
30.焊板边缘设置坡口有利于焊接加工，以提高焊接质量。工作人员以刨削方式加工钛合金板材边缘的坡口，可以使坡口快速成型，且能保障坡口的直线度，以提高坡口的加工效率以及精度。
31.s2、清理焊板：采用物理方法或化学方法对焊接面进行清理，物理方法为采用细锉、奥氏体不锈钢丝刷或铣刀对焊接面进行清理；化学方法为采用酸洗液对焊接面表面进行清洗。工作人员在使用物理方法清理焊接面时如果遇到无法完全清除焊接面表面的杂质，也能配合化学方法进一步清洗，但需严格按照酸洗的酸洗要求执行，否则容易出现焊板过酸洗现象，会降低焊板的金属性能。具体酸洗要求参照如下表格。
32.s3、焊接焊板：工作人员采用钨极氩弧焊的焊接方式对焊板进行焊接，同时采用氩气为保护气体，同时对焊缝的两面进行保护，要求氩气的纯度不低于99.99％。焊接后也要持续对焊缝通气保护，直至焊缝冷却至100度以下时停止。
33.参照图2、图3和图4，s3步骤中采用的焊枪包括枪体1，枪体1上设置有支撑组件2，支撑组件2包括支撑架21和支撑轮22，支撑轮22在支撑架21的下方转动连接四个。支撑架21的顶部固定连接有固定箍23，固定箍23由弹簧钢材料制成，支撑架21通过固定箍23连接在
枪体1上。支撑架21上设置有同步组件3，同步组件3包括固定块31、同步轮32、同步带33和推动轮34，固定块31固定连接在支撑架21上，且位于枪体1远离支撑架21的一侧。固定块31内滑动配合有焊丝4，固定块31的一侧壁上开有转动槽311，固定块31上固定连接有转动架，推动轮34转动连接在转动架上，且部分位于转动槽311内，推动轮34抵住焊丝4。同步轮32在转动架和支撑架21上均设置一个，一个同步轮32与推动轮34同轴设置，另一个同步轮32与支撑轮22同轴设置，同步带33套设在两个同步轮32之间，且与两个同步轮32啮合。
34.工作人员操作焊枪移动时，支撑轮22在焊板表面转动，带动同步轮32转动，使同步带33移动，带动另一个同步轮32转动，使推动轮34转动，推动轮34带动焊丝4移动，实现了焊枪移动的同步带33动焊丝4供给的效果。
35.s4、焊缝色泽检查：工作人员通过检验焊缝表面的颜色，判断焊缝是否被氧化，以采取相应的校正措施。具体举措参照如下表格。采取相应的校正措施。具体举措参照如下表格。
36.s5、检验焊板：工作人员通过目测的方式观察靠近焊缝位置的焊板情形，如发现焊板变形大的缺陷，可以针对s3的焊接方法作如下调整：1.采用小线能量对焊板焊接，工作人员减小焊枪的输出能量，使焊板单位时间内受到的热量降低，减小焊板受热变形的可能性；2.采用断续焊接的方式，工作人员每次焊接焊缝150-200mm，并且焊缝持续受氩气保护，待焊缝冷却后，再进行后续的焊接，以缩短焊板的受热时间，减小焊板受热变形的可能性。
37.s6、检测焊缝缺陷：工作人员采用目测的方式观察焊缝表面是否存在裂纹，同时可以配合辅助工具，例如：焊缝检验规、卷尺、钢直尺或低倍放大镜等等，以提高目测的准确性；目测观察后，再对焊缝气密性检验，工作人员可以对钛合金水箱内注入气体，并用蘸有皂液的毛刷依次向焊缝涂抹，观察焊缝处是否有气泡产生，如果均无气泡产生，则为合格。此方法检验成本低、快速有效，提高了焊缝的检验效率。
38.s7、焊缝处理：工作人员采用酸洗的方式对焊缝表面进行清洗，以除去焊缝表面的氧化层，本实施例中按如下要求进行清洗，酸洗液配方为2％～4％hf+30％-40％hno3+余量
水，所述酸洗液温度不高于60度，酸洗时间2～3min。酸洗时，酸洗液能够满覆钛合金水箱单个面，且应及时进行翻面，保证各面的酸洗效果，也能降低过酸洗的可能性。酸洗后的钛合金水箱需尽快进行排空酸洗液，并用清水进行冲洗，利用高压风吹干内壁。
39.以上均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种钛合金水箱焊接工艺，其特征在于：具体的工艺步骤如下：s1、焊板上设置坡口：利用机械设备对焊板的焊接处加工坡口；s2、清理焊板：可采用细锉、奥氏体不锈钢丝刷或铣刀对焊接面进行清理；s3、焊接焊板：利用焊枪对焊板的焊接面进行焊接，配合焊丝稳步移动，同时利用惰性气体对焊缝的两面同时进行保护，焊接后也持续通气保护，直至焊缝冷却至100度以下时停止；s4、焊缝色泽检查：通过检验焊缝表面的颜色，判断焊缝是否被氧化，以采取相应的校正措施；s5、检验焊板：焊板为钛合金板材，容易出现焊接变形较大的现象，需在s3步骤时改善焊接方法；s6、检验焊缝缺陷：首先采用目测的方式观察焊缝表面是否存在裂纹，可以配合辅助工具提高准确性，再对焊缝的气密性检验；s7、焊缝处理；采用酸洗液酸洗的方式对焊缝进行清洗。2.根据权利要求1所述的钛合金水箱焊接工艺，其特征在于：所述s1步骤进行时，选用牛头刨床加工坡口。3.根据权利要求1所述的钛合金水箱焊接工艺，其特征在于：所述s2步骤进行时，以上述所述s2的清洗方式还不能完全清除焊接面表面杂质时，还能采用酸洗液对焊接面进行清洗。4.根据权利要求1所述的钛合金水箱焊接工艺，其特征在于：所述s3步骤进行时，采用钨极氩弧焊的焊接方式对焊板进行焊接，惰性气体采用氩气，且要求氩气的纯度不低于99.99%。5.根据权利要求1所述的钛合金水箱焊接工艺，其特征在于：所述s5步骤进行时出现焊板变形大的缺陷，在所述s3步骤时，采用小线能量焊接，以减小焊枪的热量输出。6.根据权利要求1所述的钛合金水箱焊接工艺，其特征在于：所述s5步骤进行时出现焊板变形大的缺陷，在所述s3步骤时，采用断续焊接的方式对焊板焊接。7.根据权利要求1所述的钛合金水箱焊接工艺，其特征在于：在s6步骤中的焊缝气密性检验时采用肥皂水检验。8.根据权利要求1所述的钛合金水箱焊接工艺，其特征在于：所述s7步骤进行时，采用酸洗液配方为2%～4%hf+30%-40%hno3+余量水，酸洗液温度不高于60度，酸洗时间2～3min。

技术总结
本发明涉及一种钛合金水箱焊接工艺，其具体工艺步骤如下：S1、焊板设置坡口：利用机械设备对焊板的焊接面处加工坡口；S2、清理焊板：可采用细锉、奥氏体不锈钢丝刷对焊接面进行清理；S3、焊接焊板：焊接的同时利用惰性气体对焊缝的两面同时进行保护，焊接后也持续通气保护，直至焊缝冷却至100度以下时停止；S4、焊缝色泽检查：通过检验焊缝表面的颜色，判断焊缝是否被氧化；S5、检验焊板：焊板容易出现焊接变形较大的现象，在S3步骤时改善焊接方法；S6、检验焊缝缺陷：采用目测的方式观察焊缝表面是否存在裂纹，再对焊缝的气密性检验；S7、焊缝处理；采用酸洗液酸洗的方式对焊缝进行清洗。本发明具有减少焊缝表面产生焊接裂纹可能性的效果。效果。效果。


技术研发人员：谈国良 林朝健 刘希亮
受保护的技术使用者：无锡万里实业集团有限公司
技术研发日：2023.08.15
技术公布日：2023/10/15