CN105290741B - 一种消除钛合金焊接组件相对位置偏差的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种消除钛合金焊接组件相对位置偏差的方法，包括以下步骤：1）自定义零件A和零件B；2）协调焊接对合处宽度尺寸以及相对位置尺寸；3）制定工艺方案；4）选定加工数控机床；5）加工出零件A；6）加工零件B的焊缝对接处，其余位置不进行任何加工；7）将零件A与零件B进行焊接；8）热处理；9）划出轴线；10）将焊接组件AB位置找正；11）加工零件B的所有结构尺寸；12）在划线平台上检验是否合格。采用该方法可以有效消除或降低因热加工变形引起的位置偏差，提高焊接组件合格率，保证其焊接后相对位置尺寸，符合相应的技术要求，同时有利于提高后续焊接精度，避免出现焊接累积误差。

Description

一种消除钛合金焊接组件相对位置偏差的方法

技术领域

本发明涉及一种消除钛合金焊接组件相对位置偏差的方法，特别是涉及如何保证焊接组件校对位置尺寸的方法。

背景技术

随着国内外焊接技术的不断进步，对于机械加工无法完成的航空产品或大尺寸结构件可以通过采取焊接手段满足制造要求。从某种意义上讲，焊接属于热加工范畴，大部分焊接工艺结束后，都需要进行热处理，消除焊接过程中产生的热应力，可以将焊接和热处理统称为热加工，其加工过程中产生的热变形，很难彻底消除。

以两项零件焊接成一个组件为例，传统方法有两种：方法一，分别将两个零件完成精加工，然后再焊接成一个组件，其弊端是焊接后的组件存在热加工变形，相对位置尺寸无法控制，易出现不合格品；方法二，分别将两个零件进行粗加工，然后再焊接成一个组件，形成组件后再进行精加工，其弊端是粗加工后的余量需大于热加工变形量，粗精加工基准不统一，相对位置尺寸精度取决热将变形量，易出现不合格品。上述两种传统方法适用于只进行一次焊接的组件，对于需要多次焊接的组件或有相对位置要求要的焊接组件不适用，热加工变形将极大影响后续组件的焊接或装配精度。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种消除钛合金焊接组件相对位置偏差的方法，采用该方法可以有效消除或降低因热加工变形引起的位置偏差，提高焊接组件合格率，保证其焊接后相对位置尺寸，符合相应的技术要求，同时有利于提高后续焊接精度，避免出现焊接累积误差。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种消除钛合金焊接组件相对位置偏差的方法，包括以下步骤：

1）分析两项零件结构尺寸，筛选出尺寸关系复杂、热加工后变形量较小的零件，自定义尺寸关系复杂的零件为零件A，尺寸关系简单，热加工变形量大的零件为零件B；

2）协调零件A与零件B焊接对合处宽度尺寸以及相对位置尺寸；

3）根据零件A的结构形式制定工艺方案；

3.1）设定出工艺基准孔位置，既用于零件A的加工，又要用于焊接组件AB的加工；

3.2）零件A焊缝对接处理余量不大于1mm；

3.3）为保证零件加工精度，设定零件的相对位置关系的轴线，及各轴线间的相对位置关系，并通过划线平台检查相对位置关系的正确性；

4）选定加工数控机床，该数控机床具有加工零件A、零件B以及焊接后组件AB的加工能力；

5）依据步骤2）制定的尺寸加工出零件A，零件A焊缝对接处理余量不大于1mm；

6）在选定的数控机床上加工零件B的焊缝对接处，便于与零件A完成焊接，其余位置不进行任何加工；

7）将零件A与零件B进行焊接；

7.1)焊接借助划线平台上按预留的焊缝位置，使零件A与零件B进行焊前对合，

7.2)利用焊接机床并根据步骤7.1)对合尺寸，将零件A与零件B进行焊接形成焊接组件AB；

8）将焊接组件AB进行热处理工序；

9）将焊接组件AB放置在划线平台上，划出相对位置关系的轴线；

10）将焊接组件AB放置在数控机床上，根据轴线的相对位置关系拉直找正，并保证焊接组件的加工原点与零件A的加工原点为同一位置；

11）在数控机床上执行数控程序，加工零件B的所有结构尺寸，完成焊接组件AB的零件B部分的加工；

12）加工完成后再次在划线平台上检测焊接组件相对位置关系，位置关系符合技术要求，零件加工合格。

该消除钛合金焊接组件相对位置偏差的方法根据零件结构特点以及形成焊接组件后相对位置关系，选出先完成数控加工的零件A，并将零件A的尺寸加工到位，然后将已加工的零件A与未加工的零件B进行焊接、热处理，待热加工工序完成后，再利用已加工零件A上的工艺基准孔定位，加工零件B。其突出优点是在于已加工的零件A的工艺基准孔可以保证加工基准统一，消除焊接组件AB相对位置偏差，零件B的加工在热加工工序后进行，降低热加工变形对尺寸精度的影响，提高焊接类组件的制造精度、减小加工难度、缩短生产周期、减少不合格品数量。

附图说明

图1为焊接组件示意图。

其中1、零件A；2、零件B；3、焊缝位置；4、工艺基准孔；5、轴线交点；6、肋轴线；7、墙轴线；8、长桁轴线Ⅱ；9长桁轴线Ⅰ；10、相对位置尺寸Ⅰ；11、相对位置尺寸Ⅱ；12、相对位置尺寸Ⅲ；13、相对位置尺寸Ⅳ；14、相对位置尺寸Ⅴ；15、坐标系。

具体实施方式

一种消除钛合金焊接组件相对位置偏差的方法，包括以下步骤：

1）如图1所示，分析两项零件结构尺寸，筛选出尺寸关系复杂、热加工后变形量较小的零件，自定义尺寸关系复杂的零件为零件A 1，尺寸关系简单，热加工变形量大的零件为零件B 2；

2）协调零件A与零件B焊接对合处宽度尺寸以及相对位置尺寸；

3）根据零件A的结构形式制定工艺方案；

3.1）设定出工艺基准孔4位置，既用于零件A的加工，又要用于焊接组件AB的加工；

3.2）零件A焊缝对接处理余量不大于1mm；

3.3）为保证零件加工精度，设定零件的相对位置关系的轴线，如图1所示的轴线交点5、肋轴线6、墙轴线7、长桁轴线Ⅱ8和长桁轴线Ⅰ9，及各轴线间的相对位置尺寸Ⅰ10、相对位置尺寸Ⅱ11、相对位置尺寸Ⅲ12、相对位置尺寸Ⅳ13和相对位置尺寸Ⅴ14，并通过划线平台检查相对位置关系的正确性；

4）选定加工数控机床，该数控机床具有加工零件A、零件B以及焊接后组件AB的加工能力；

5）依据步骤2）制定的尺寸加工出零件A，零件A焊缝对接处理余量不大于1mm；

6）在选定的数控机床上加工零件B的焊缝对接处，便于与零件A完成焊接，其余位置不进行任何加工；

7）将零件A与零件B进行焊接；

7.1)焊接借助划线平台上按预留的焊缝位置，使零件A与零件B进行焊前对合，

7.2)利用焊接机床并根据步骤7.1)对合尺寸，将零件A与零件B进行焊接形成焊接组件AB；

8）将焊接组件AB进行热处理工序；

9）将焊接组件AB放置在划线平台上，划出相对位置关系的轴线；

10）将焊接组件AB放置在数控机床上，根据轴线的相对位置关系拉直找正，并保证焊接组件的加工原点与零件A的加工原点为同一位置；

11）在数控机床上执行数控程序，加工零件B的所有结构尺寸，完成焊接组件AB的零件B部分的加工；

12）加工完成后再次在划线平台上检测焊接组件相对位置关系，位置关系符合技术要求，零件加工合格。

Claims (1)

1.一种消除钛合金焊接组件相对位置偏差的方法，其特征在于包括以下步骤：

1）分析两项零件结构尺寸，筛选出尺寸关系复杂、热加工后变形量较小的零件，自定义尺寸关系复杂的零件为零件A，尺寸关系简单，热加工变形量大的零件为零件B；

2）协调零件A与零件B焊接对合处宽度尺寸以及相对位置尺寸；

3）根据零件A的结构形式制定工艺方案；

3.1）设定出工艺基准孔位置，既用于零件A的加工，又要用于焊接组件AB的加工；

3.2）零件A焊缝对接处理余量不大于1mm；

3.3）为保证零件加工精度，设定零件的相对位置关系的轴线，及各轴线间的相对位置关系，并通过划线平台检查相对位置关系的正确性；

4）选定加工数控机床，该数控机床具有加工零件A、零件B以及焊接后组件AB的加工能力；

5）依据步骤2）制定的尺寸加工出零件A，零件A焊缝对接处理余量不大于1mm；

6）在选定的数控机床上加工零件B的焊缝对接处，便于与零件A完成焊接，其余位置不进行任何加工；

7）将零件A与零件B进行焊接；

7.1)焊接借助划线平台上按预留的焊缝位置，使零件A与零件B进行焊前对合，

7.2)利用焊接机床并根据步骤7.1)对合尺寸，将零件A与零件B进行焊接形成焊接组件AB；

8）将焊接组件AB进行热处理工序；

9）将焊接组件AB放置在划线平台上，划出相对位置关系的轴线；

10）将焊接组件AB放置在数控机床上，根据轴线的相对位置关系拉直找正，并保证焊接组件的加工原点与零件A的加工原点为同一位置；

11）在数控机床上执行数控程序，加工零件B的所有结构尺寸，完成焊接组件AB的零件B部分的加工；

12）加工完成后再次在划线平台上检测焊接组件相对位置关系，位置关系符合技术要求，零件加工合格。