CN108500545B - 一种钛合金收口盒形件电子束焊接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种钛合金收口盒形件电子束焊接装置，属于焊接技术领域。由于该零件结构复杂，且由三部分焊接而成，焊缝呈∩形。现行焊接未采用焊接工装，焊接过程变形完全不可控，影响后续热处理等工序。该装置由底座组件、卡板、压紧及锁紧装置组成，设计中采用了特殊的设计理念，即底座采用三块楔形块叠加组合实现对零件内腔的支撑，且通过锁紧中间两件带有锁紧连杆的底座，给工装两端施加一拉力，避免焊后两侧接头“抬头”。焊接后将中间两块底座沿着贴合面从零件开口出取出，实现零件与工装脱离。通过该装置焊接盒形件，实现了优质高效焊接。

Description

一种钛合金收口盒形件电子束焊接装置
技术领域
本发明涉及一种钛合金收口盒形件电子束焊接装置，属于焊接技术领域。
背景技术
由于钛合金的焊接性特点，即焊接残余应力变形较大、冷裂倾向大、易产生气孔等，因此，在焊接钛合金时的必备条件之一是：配套合理的焊接夹具，减小焊接应力及变形。
现行该盒形件真空电子束焊接未采用焊接工装，焊接过程中的应力应变完全不可控，导致收口处尺寸及两端接头超差，甚至导致零件报废，为后续的热处理校形等工序增加了困难。
根据上述原因，发明了该焊接装置，该装置结构新颖，装卸方便，定位准确，生产效率高。
发明内容
本发明的目的是发明一种不规则的钛合金收口盒形件电子束焊接工装，能够实现收口零件的装卡和拆卸，能够有效的控制盒形件的焊接应力和变形，实现优质高效焊接，获得良好的焊接接头。
本发明的技术方案：
一种钛合金收口盒形件电子束焊接装置，盒形件由由复杂结构的∩型件与两件接头焊接而成，焊缝为∩形，焊后为收口状态的盒形件；
由左侧∩形焊缝定位工装和右侧∩形焊缝定位工装对称组成；两底座焊接组合件1的楔形体的垂直面上分别焊接有锁紧连杆一12和锁紧连杆二13，两锁紧连杆通过锁紧轴18、锁紧连杆轴销27、锁紧连杆开口销28和螺母32配合连接，实现对两个底座焊接组合件1的拉动，进而控制两侧接头的变形；
右侧∩形焊缝定位工装包括底座焊接组合件1、底座、卡板支撑架、接头压紧器支座、水平卡板11、垫块19和活动手柄20；
底座焊接组合件1由平面底座和固定其上的楔形体组成；第一底座2和第二底座3分别与底座焊接组合件1的楔形体的两侧面切合，二者在楔形体上滑动，三者同斜面，斜面与水平面呈钝角；在第一底座2和第二底座3的侧面和顶面均开有凹槽，与自身带有凹槽的不锈钢垫块19间隙配合，保证焊缝背面余高躲避及避免焊缝污染；
底座焊接组合件1的平面底座上设有用于夹紧第一底座2和第二底座3的活动手柄20，对焊缝两侧施加压力；
卡板支撑架一9和卡板支撑架二10均通过螺栓22、圆柱销23与平面底座连接；卡板支撑架一9和卡板支撑架二10的顶部为U型结构，用于夹持水平卡板11；卡板支撑架一9顶部与水平卡板11间通过轴销24、开口销25进行旋转实现装卡及压紧，卡板支撑架二10与水平卡板11间通过卡板定位销26进行锁紧；卡板支撑架二10上端连接有L型角材，用于定位零件耳片的垂向活动；
角材支座17一边通过内六角圆柱头螺钉30固定于水平卡板11上，另一边位于零件上方，通过其上的角材支座六角头压紧螺钉31实现对零件的夹紧和定位；
接头压紧器支座8通过接头压紧器支座六角头压紧螺钉21固定在底座焊接组合件1的楔形体的斜面上，实现对接头件的压紧，保证接头与∩型件焊缝处对接良好；
左侧∩形焊缝定位工装包括底座焊接组合件1、底座、卡板支撑架、接头压紧器支座、非水平卡板16和活动手柄20；
左侧∩形焊缝定位工装的非水平卡板16代替右侧∩形焊缝定位工装的水平卡板11；左侧∩形焊缝定位工装的斜面与水平面呈锐角；左侧∩形焊缝定位工装的卡板支撑架上无L型角材。
该装置工作时，将中间段零件倒置成U型状态，安装四件底座放置于内腔两侧，再将两件底座组合件及连杆结构沿着楔形嵌入内腔压紧，接着安装卡板组件及接头压紧装置，分别拧紧后方可进行焊接。
附图说明
图1为一种钛合金收口盒形件电子束焊接装置结构示意图。
图2为一种钛合金收口盒形件电子束焊接装置组装立体图。
图中：1底座焊接组合件；2第一底座；3第二底座；4楔形体；5第三底座；6第四底座；7第一接头压紧器支座；8第二接头压紧器支座；9卡板支撑架一；10卡板支撑架二；11水平卡板；12锁紧连杆一；13锁紧连杆二；14第三卡板支撑架；15第四卡板支撑架；16非水平卡板；17角材支座；18锁紧轴；19垫块；20活动手柄；21接头压紧器支座六角头压紧螺钉；22卡板支撑架固定螺栓；23卡板支撑架圆柱销；24卡板轴销；25卡板开口销；26卡板定位销；27锁紧连杆轴销；28锁紧连杆开口销；29锁紧连杆螺栓；30内六角圆柱头螺钉；31角材支座六角头压紧螺钉；32螺母。
具体实施方式
以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。
一种钛合金收口盒形件电子束焊接装置的安装方式如下：
(1)首先按照数模及图纸完成底座焊接组合件1，将活动手柄20通过压紧螺钉安装在压紧套中，对焊缝两侧施加压力；再将锁紧连杆一12通过锁紧连杆螺栓29与底座焊接组合件1螺接，同理将锁紧连杆二13与楔形体4螺接；
(2)卡板支撑架一9、卡板支撑架二10通过卡板支撑架螺栓22、卡板支撑架圆柱销23与底座焊接组合件1连接；第三卡板支撑架14、第四卡板支撑架15通过卡板支撑架螺栓22、卡板支撑架圆柱销23与楔形体4连接；
(3)将六件不锈钢垫块19嵌入第一底座2、第二底座3、第三底座5、第四底座6的凹槽中；
(4)将中间段零件倒置成U型状态，安装第一底座2、第二底座3、第三底座5、第四底座6放置于内腔两侧，再将底座焊接组合件1、楔形体4、锁紧连杆与卡板支撑架沿着楔形嵌入内腔压紧；
(5)两件角材支座17通过内六角圆柱头螺钉30与水平卡板11连接；另外三件角材支座17通过内六角圆柱头螺钉30与非水平卡板16连接；将角材支座六角头压紧螺钉31装入角材支座17中，对焊缝上表面施加压力；
(6)水平卡板11与卡板支撑架二10通过卡板轴销24、卡板开口销25进行旋转实现装卡及压紧，另一侧通过卡板定位销26进行锁紧；非水平卡板16与第四卡板支撑架15通过卡板轴销24、卡板开口销25进行旋转实现装卡及压紧，另一侧通过卡板定位销26进行锁紧；
(7)安装接头件，其内腔与底座型面贴合，第一接头压紧器支座7、第二接头压紧器支8通过接头压紧器支座六角头压紧螺钉21、底座焊接组合件1和楔形体4连接，实现对接头件的压紧定位；
(8)锁紧轴18通过锁紧连杆轴销27、锁紧连杆开口销28及螺母32实现对两锁紧连杆的锁紧，进而在内腔产生拉力，控制两端接头件焊后“抬头”。
工作时，将所有压紧定位拧紧靠位后，先焊接卡板一侧的焊缝，再按照首尾相接的焊接顺序焊接另外两侧的焊缝。焊后，分别打开锁紧轴分开两锁紧连杆、打开卡板、拧松接头压紧装置，将中间两底座组件沿着楔形面取出完成收口盒形件与工装的拆卸。
实施效果
该发明装置装卸方便，定位准确，结构新颖，很好的控制了焊接变形，生产效率高。通过该装置焊接的收口盒形件，满足了焊接及后续热处理、机加精度要求，保证了孔轴线位置±0.2mm、耳片端面(沿轴线方向)位置度±0.1mm、两端接头焊后抬头±0.3mm、外形形面公差±0.3mm。

Claims (1)

1.一种钛合金收口盒形件电子束焊接装置，其特征在于，盒形件由复杂结构的∩形件与两件接头焊接而成，焊缝为∩形，焊后为收口状态的盒形件；由左侧∩形焊缝定位工装和右侧∩形焊缝定位工装对称组成；两底座焊接组合件(1)的楔形体的垂直面上分别焊接有锁紧连杆一(12)和锁紧连杆二(13)，两锁紧连杆通过锁紧轴(18)、锁紧连杆轴销(27)、锁紧连杆开口销(28)和螺母(32)配合连接，实现对两个底座焊接组合件(1)的拉动，进而控制两侧接头的变形；
右侧∩形焊缝定位工装包括底座焊接组合件(1)、底座、卡板支撑架、接头压紧器支座、水平卡板(11)、垫块(19)和活动手柄(20)，底座包括第一底座(2)和第二底座(3)，卡板支撑架包括卡板支撑架一(9)和卡板支撑架二(10)；
底座焊接组合件(1)由平面底座和固定其上的楔形体组成；第一底座(2)和第二底座(3)分别与底座焊接组合件(1)的楔形体的两侧面切合，二者在楔形体上滑动，三者同斜面，斜面与水平面呈钝角；在第一底座(2)和第二底座(3)的侧面和顶面均开有凹槽，与自身带有凹槽的不锈钢垫块(19)间隙配合；
底座焊接组合件(1)的平面底座上设有用于夹紧第一底座(2)和第二底座(3)的活动手柄(20)，对焊缝两侧施加压力；
卡板支撑架一(9)和卡板支撑架二(10)均通过螺栓(22)、圆柱销(23)与平面底座连接；卡板支撑架一(9)和卡板支撑架二(10)的顶部为U型结构，用于夹持水平卡板(11)；卡板支撑架一(9)顶部与水平卡板(11)间通过轴销(24)、开口销(25)进行旋转实现装卡及压紧，卡板支撑架二(10)与水平卡板(11)间通过卡板定位销(26)进行锁紧；卡板支撑架二(10)上端连接有L型角材，用于限位∩形件耳片的垂向活动；
角材支座(17)一边通过内六角圆柱头螺钉(30)固定于水平卡板(11)上，另一边位于∩形件上方，通过其上的角材支座六角头压紧螺钉(31)实现对∩形件的夹紧和定位；
接头压紧器支座为第二接头压紧器支座(8)，第二接头压紧器支座(8)通过接头压紧器支座六角头压紧螺钉(21)固定在底座焊接组合件(1)的楔形体的斜面上，实现对接头的压紧，保证接头与∩形件焊缝处对接良好；
左侧∩形焊缝定位工装包括底座焊接组合件(1)、底座、卡板支撑架、接头压紧器支座、非水平卡板(16)和活动手柄(20)；
左侧∩形焊缝定位工装的非水平卡板(16)代替右侧∩形焊缝定位工装的水平卡板(11)；左侧∩形焊缝定位工装的斜面与水平面呈锐角；左侧∩形焊缝定位工装的卡板支撑架上无L型角材。
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