一種防止打磨焊縫背面使壁厚減薄的電子束焊接接頭的制作方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于焊接領域，具體涉及一種防止打磨焊縫背面使壁厚減薄的電子束焊接接頭。
【【背景技術】】
[0002]在航空發(fā)動機機匣等環(huán)形焊接組件中，大量采用電子束環(huán)焊縫，為了提高定位精度和控制焊接變形，普遍采用了背襯嵌接和肩填充+背襯嵌接的焊縫接頭，如圖1中的a)和b)所示。對于環(huán)形件，這種接頭形式能夠正確定位，并能夠撐圓薄壁的零件，有利于控制焊接變形。
[0003]但是這兩種焊接接頭的嵌接面5不能完全焊合，在嵌接面上存在焊縫邊界7，如圖2所示。而且在實際生產(chǎn)中存在以下問題:
[0004]1)這兩種焊接接頭的背襯與基體之間殘留未焊合的接縫，焊縫邊界處于接縫中，在X光探傷時，焊縫邊界會在X光片上顯示不規(guī)矩影線，很難鑒別這種影線是否為焊接缺陷，從而造成X光探傷不能得出肯定的結(jié)論。
[0005]為此，經(jīng)常不得不在X光探傷前加工掉背襯。而這種焊接接頭的背襯與基體貼合緊密，要將背襯徹底去除，往往會傷及焊件主體，造成焊件壁厚減薄。而背襯去除不徹底，焊縫邊界無法暴露，X光探傷的影線無法消除。
[0006]另一方面，由于航空發(fā)動機零件壁薄，焊后焊縫處存在較大變形，跳動量較大，不能采用車加工將背襯均勻、干凈地去除，只能采用車加工將大余量去除，剩余車不干凈的部分采用鉗工打磨的方法去除。由于打磨是手工操作，操作工很難控制完全去除背襯而又不傷及焊件基體，造成操作工精神緊張、加工效率低下、而且產(chǎn)品質(zhì)量沒有保障。實際生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)厚度減薄引起的超差和報廢現(xiàn)象。
[0007]2)由于航空發(fā)動機薄壁件常存在變形，環(huán)形焊口常存在一定的圓度誤差，采用直背襯嵌接接頭時，配合間隙較小，焊口難于裝配，特別是在一個焊件是板料成形件時，由于鈑金件變形較大，裝配難度更大。為了順利裝配，常常給定較大的配合間隙，而較大的配合間隙不利于保證同心度和控制焊接變形。
【【實用新型內(nèi)容】】
[0008]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的問題，提供一種防止打磨焊縫背面使壁厚減薄的電子束焊接接頭，焊口裝配方便，且背襯容易去除，產(chǎn)品合格率高。
[0009]為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案:
[0010]包括待焊接的第一焊件和第二焊件，在第二焊件上設置有背襯，背襯上設置有靠近第一焊件的嵌接面，嵌接面與第一焊件之間留有夾角。
[0011]進一步地，嵌接面與第一焊件之間的夾角為20?40°。
[0012]進一步地，背襯的厚度在2?5mm。
[0013]進一步地，背襯的嵌入長度在2?3mm。
[0014]進一步地，第二焊件的正面設置有肩填充結(jié)構(gòu)。
[0015]進一步地，背襯的恪合間隙為0.05?0.30mm。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益的技術效果:
[0017]本實用新型將第二焊件上背襯的嵌接面由傳統(tǒng)的直邊改成斜邊，形成斜背襯嵌接，引導第一焊件快速裝配，提高裝配效率；同時與第一焊件之間留有夾角，焊縫邊界完全暴露，無需將焊縫背面打磨得與第一焊件和第二焊件基本完全齊平才能進行X光探傷，減小了打磨的工作量，提高了工作效率，在變形量不大的情況下，還可采用車加工一次完成背襯的去除工作，工作效率會進一步提高，消除了打傷第一焊件和第二焊件的風險，降低質(zhì)量損失；本實用新型適用范圍廣，尤其是航空發(fā)動機零組件上需要打磨焊縫背面的電子束焊縫，也適用于航天發(fā)動機及其它燃氣輪機上有類似焊縫結(jié)構(gòu)和打磨要求的電子束焊縫或激光焊縫。
[0018]進一步，本實用新型通過設置肩填充結(jié)構(gòu)，與斜面的背襯嵌接相結(jié)合，更好地定位，利于控制焊接變形。
[0019]進一步地，本實用新型背襯的熔合間隙在0.05?0.30_，有效避免焊接完成后去掉背襯時切削到第一焊件和第二焊件的基體，能干凈去除背襯，且保證X光探傷要求。
【【附圖說明】】
[0020]圖1是現(xiàn)有的兩種接頭示意圖，其中a)是背襯嵌接接頭，b)是肩填充+背襯嵌接接頭;
[0021]圖2是現(xiàn)有的接頭嵌接面和焊縫的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是本實用新型的一個實例圖；
[0024]圖5是不同焊縫寬度時的熔合間隙，其中a)是0.6mm的焊縫寬度時，熔合間隙為
0.2mm，b)是1.0mm的焊縫寬度時，恪合間隙為0.3mm ；
[0025]圖6是焊縫橫斷面形狀和熔合間隙的示意圖。
[0026]其中:1-第一焊件；2_第二焊件；3-焊縫；4_電子束；5_嵌接面；6-背襯；7-焊縫邊界；8-肩填充結(jié)構(gòu)。
【【具體實施方式】】
[0027]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步詳細說明。
[0028]參見圖3，本實用新型包括待焊接的第一焊件1和第二焊件2，在第二焊件2的正面設置有肩填充結(jié)構(gòu)8，第二焊件2背部上設置有背襯6，背襯6上設置有靠近第一焊件1的嵌接面5，嵌接面5與第一焊件1之間留有夾角θ，Θ為20?40°，30°比較適中，太小起不到作用，太大接頭根部熔合不好，也影響定位效果。
[0029]參見圖4至圖6，本實用新型在焊接后，背襯6的根部會有一定寬度的熔合，用熔合間隙d7表示，即加工去除背襯6的時候能夠保留的焊高；而且焊縫3的寬度越寬，根部熔合寬度也越寬，而熔合寬度越寬，熔合間隙d7越大，一般為0.05?0.30mm。
[0030]背襯6的根部厚度一般在2?5_之間選擇，薄料選擇較小值，厚料選擇較大值。為了增大焊縫寬度和熔深，也可選擇較大值；背襯6的嵌入長度即嵌接面5的長度一般在2?3mm，以裝配定位方便牢靠為度。以圖4的接頭尺寸為例，第一焊件1的厚度為D1為
2.5mm，第二焊件2的厚度為D2為2.5mm ;背襯6的底部長度d2為4臟，根部厚度d3為2mm，背襯6的根部至端面的長度d5為2mm ;肩填充結(jié)構(gòu)8的厚度d4為0.7mm，寬度d6為0.7mm。
[0031]如圖5所示，在整體焊縫寬度為0.6mm時，分布在第一焊件1上的1/2焊縫寬度dl為0.3mm，熔合間隙d7為0.2mm ;在焊縫寬度為1.0mm時，1/2焊縫寬度dl為0.3mm，熔合間隙 d7 為 0.3mmο
[0032]本實用新型在常用的背襯嵌接接頭的基礎上，將背襯6的嵌接面5由直邊改成斜邊，即形成斜背襯嵌接，并將肩填充結(jié)構(gòu)8與這種斜背襯嵌接相結(jié)合，形成一種“肩填充+斜背襯嵌接接頭”，如圖5所示，采用這種焊接接頭，在焊后去除斜背襯時，當加工面距第一焊件1和第二焊件2的基體表面還有一定深度時，斜背襯就會被完全去除干凈，消除了傳統(tǒng)的直背襯與焊件基體之間的未焊接縫，使焊縫邊界7完全暴露，從而消除了未焊接縫中的焊縫邊界7對X光探傷的影響，圖5中的虛線表示去除的背襯6。
[0033]本實用新型具有以下優(yōu)點: