阅读说明：本技术 一种降低焊件变形的焊接方法 (A kind of welding method reducing weldment deformation ) 是由 张颖云 王浩军 李明祥 于 2019-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种降低焊件变形的焊接方法,该方法适用于激光焊接等机器控制的自动化焊接技术,运用机器自动控制热源行走的优势,改变传统焊接两点之间采用直线的设计思想,采用正弦曲线的焊缝路径代替直线焊缝。利用相邻焊缝之间焊接变形相反的规律,达到减少焊件变形的目的。(The present invention provides a kind of welding methods of reduction weldment deformation, this method is suitable for the automatic welding technique of the apparatus controls such as laser welding, the advantage of heat source walking is automatically controlled with machine, change the design philosophy for using straight line between traditional welding two o'clock, straight bead is replaced using sinusoidal weld seam path.Using the opposite rule of welding deformation between adjacent weld seam, achieve the purpose that reduce weldment deformation.)

一种降低焊件变形的焊接方法

技术领域

本发明专利申请涉及飞机零件焊接技术领域，特别是一种降低焊件变形的焊接方法。

背景技术

在航空制造领域，为了提高飞机的机动性和荷载比，同时达到减重的目的，采用钛合金材料和焊接技术。由于钛合金板材有一定的尺寸限制，一般是1m×2m，而构件尺寸往往超过2m，所以采用激光焊接进行拼板。在焊接过程中，必然会出现与飞机航向平行的纵向焊缝(简称纵缝)、飞机航向垂直的横向焊缝(简称横缝)，以及与飞机航向成一定夹角的斜向焊缝(简称斜缝)。

传统的焊接拼板方法均采用直线布局，而直线焊缝布局必然会引起焊件的变形，进而影响后期的装配。如何减少焊件变形，简化矫形工艺也是航空制造的研究目标。

发明内容

为了解决上述问题，本发明采用正弦曲线焊缝或者余弦曲线焊缝代替直线形状的焊缝。利用相邻焊缝焊接方向的不同特点，达到降低焊接构件的变形量。

一种降低焊件变形的焊接方法，其特征在于焊接过程中，焊缝路径采用曲线走向。焊缝路径可采用正弦曲线走向或余弦曲线走向。正弦曲线或余弦曲线切线与正弦轴线或余弦轴线的夹角为45°，且长度不少于1个波长。焊接方法采用全自动焊接，具体步骤为首先将待焊接的零件边缘加工成曲线路径，然后采用激光焊接对焊件进行焊接。

本申请的有益效果在于：1)采用曲线焊缝代替直线焊缝，可以降低焊件变形，提高装配效率；2)当夹角为45°时，焊件的变形量最小。

以下结合实施附图，对本申请作进一步详细描述：

附图说明

图1传统的直线焊缝布局示意图

图2曲线焊缝下料示意图

图3使用45°曲线焊缝布局的焊件示意图。

图中编号说明：1－第一焊件；2－第二焊件；3－曲线焊缝；4－对称轴线。

具体实施方式

参见附图1，是传统常规直线焊缝的布局图，焊缝沿直线走向。此种布局焊缝时，焊接变形大。改用45°曲线焊缝后，焊缝不再为直线，能够减少焊接变形。

本发明的焊接方法如图2所示，焊接后焊缝路径为曲线走向。曲线焊缝3路径可采用正弦曲线走向或余弦曲线走向。正弦曲线或余弦曲线切线与正弦轴线或余弦轴线的夹角为45°，且长度不少于1个波长。

首先，使用线切割、数控加工或者同等效果的加工方法，将第一焊件1和第二焊件2的零件待焊接边缘加工成正弦曲线或余弦曲线，且长度不得小于一个波长，如图2所示。在正弦曲线或余弦曲线与对称轴线4(原直线焊缝)相交的每一交点上，保证曲线焊缝3的交点切线与对称轴线4成45°夹角。

试验研究中采用1.0mm钛合金TC4材料，分别使用相同的参数焊接了4组试样，曲线焊缝3的切线与轴线夹角分别为0°、30°、45°、60°和90°，其中0°、和90°的试验件为同一条直线焊缝，其他为曲线焊缝。经过实际测量发现，随着夹角的增大，变形量先降低随后升高，当夹角为45°时变形量最小。为了显著降低反射率和焊接变形，焊件长度不得小于一个波长。

其次如图3所示，对零件进行表面清理，随后将第一焊件1和第二焊件2沿待焊接边缘对合，保证之间的间隙均匀一致。使用全自动的焊接技术，如激光焊接，将第一焊接和第二焊件2焊接到一起，完成组件焊件。

该功能可以推广到斜缝构件的制造中，达到降低焊接变形的目的。

本发明是为了解决焊接变形问题而设计的，改变了传统设计上焊缝沿直线走向，采用正弦曲线焊缝或者余弦曲线焊缝代替直线走向的焊缝。在制造过程中，充分发挥自动化焊接技术的优势，如激光焊接技术等，使用正弦曲线(或者余弦曲线)焊缝代替直线焊缝，提高焊件装配效率，降低焊件变形。