CN110524167A - 一种用于窄长间隙流道焊接的夹具及施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于窄长间隙流道焊接的夹具及施工方法，属于航空零件焊接领域。夹具包括底板、设置在底板上的左定位板、设置在底板上并与左定位板相对设置的右定位板以及由左定位板和右定位板扣合形成的夹紧腔；夹具的施工方法，依次包括以下步骤：固定螺栓依次穿过左定位板、支撑套筒和右定位板并进行固定；将两组待焊接零件放置在夹紧腔内，并在两组待焊接零件之间安装多组垫片；将两组待焊接零件固定在夹紧腔内，然后对两组待焊接零件进行焊接连接；对夹具和两组待焊接零件一起进行去应力时效处理，并取出垫片，本发明解决了两组待焊接零件不容易约束定位，并且其焊接变形无法控制的问题，提高了产品加工的合格率。

Description

一种用于窄长间隙流道焊接的夹具及施工方法

技术领域

本发明涉及航空零件焊接领域，具体涉及一种用于窄长间隙流道焊接的夹具及施工方法。

背景技术

窄长间隙流道的横截面如图1所示，由两组待焊接零件焊接形成一个整体型腔。待焊接零件的材质为S32168不锈钢，间隙尺寸为43.3×1.8±0.02mm，长度为1220mm，其焊接加工是整个加工工艺过程中的关键工序。由于零件结构的原因，零件不容易约束定位，其焊接变形无法控制，从而导致原有的加工工艺过程，焊接变形太大，零件合格率非常低

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种用于窄长间隙流道焊接的夹具及施工方法，具体技术方案如下：

一种用于窄长间隙流道焊接的夹具，包括底板、设置在底板上的左定位板、设置在底板上并与左定位板相对设置的右定位板以及由左定位板和右定位板扣合形成的夹紧腔，左定位板上设有多组固定螺栓，固定螺栓的一端依次穿过左定位板和右定位板并设有固定螺母，左定位板和右定位板上均设有与夹紧腔连通的夹紧槽，夹紧槽内设有与夹紧槽螺纹连接的夹紧螺钉。

本发明中设置在底板上的左定位板和设置在底板上并与左定位板相对设置的右定位板是焊接夹具的主体，本发明通过固定螺栓固定左定位板和右定位板的相对位置对两组待焊接零件进行精确定位，并提高了夹具的刚性，使本发明在夹持过程中不会出现失稳等情况，同时通过设置在夹紧槽内的夹紧螺钉固定待焊接零件，使两组待焊接零件之间的窄长间隙流道能够保持正确位置，进一步提高了焊接位置的精确度。

作为优选，固定螺栓外侧并位于左定位板和右定位板之间套设有支撑套筒。

本发明通过套设在固定螺栓外侧并位于左定位板和右定位板之间的支撑套筒，配合夹紧螺钉确保两组待焊接零件及窄长间隙流道的正确位置，进一步提高了本发明的定位精度以及焊接变形的可控性。

一种用于窄长间隙流道焊接的夹具的施工方法，依次包括以下步骤：

(S1)：将固定螺栓依次穿过左定位板、支撑套筒和右定位板并进行固定，并在两组待焊接零件上加工与夹紧螺钉对应的螺纹孔；

(S2)：将两组待焊接零件放置在夹紧腔内，并在两组待焊接零件之间安装多组垫片；

(S3)：使夹紧螺钉旋入两组待焊接零件的螺纹孔，将两组待焊接零件固定在夹紧腔内，然后对两组待焊接零件进行焊接连接；

(S4)：对夹具和两组待焊接零件一起进行去应力时效处理，并取出垫片。

本发明通过先固定左定位板和右定位板、再固定待焊接零件的方式，对两组待焊接零件及两组待焊接零件之间的窄长间隙流道进行逐步定位、固定，然后采用相应厚度的垫片进行窄长间隙流道的宽度约束，解决了两组待焊接零件不容易约束定位，并且其焊接变形无法控制的问题。

作为优选，步骤(S4)中取出垫片采用化学腐蚀方法腐蚀垫片。

本发明中由于焊接变形因素，使垫片被窄长间隙流道夹紧而无法取出，采用化学腐蚀方法腐蚀垫片，而不会腐蚀不锈钢材质的流道型面，提高了本发明的加工精度以及工作效率。

作为优选，步骤(S2)中多组垫片均匀分布在两组待焊接零件之间，并且垫片的两侧设有多组间歇槽。

本发明通过将多组垫片均匀分布在两组待焊接零件之间，即窄长间隙流道内，便于操作人员对窄长间隙流道的宽度控制，进一步提高了本发明在焊接过程中的可控性以及焊接精度，同时通过设置在垫片的两侧设有多组间歇槽使操作人员进行化学腐蚀时，腐蚀剂能够从间歇槽流动到垫片的各个位置，提高了垫片的腐蚀速度以及本发明的加工效率。

作为优选，垫片的宽度与两组待焊接零件的规定间歇尺寸相同，且垫片采用的材料为黄铜。

本发明通过采用宽度与两组待焊接零件的规定间歇尺寸相同的垫片，使操作人员取出垫片后，两组待焊接零件扣合形成的窄长间隙流道能够满足加工要求，同时采用材质为黄铜的垫片便于腐蚀剂对垫片进行腐蚀，同时黄铜的成本较低，降低了本发明的加工成本。

作为优选，步骤(S3)中采用的焊接方法为电子束焊接。

本发明通过采用电子束焊接，使操作人员在焊接过程中不需要焊条、同时具有待焊接零件以及焊缝不易氧化，工艺重复性好及热变形量小的优点。

本发明具有以下有益效果：

本发明通过固定螺栓固定左定位板和右定位板的相对位置对两组待焊接零件进行精确定位，并提高了夹具的刚性，使本发明在夹持过程中不会出现失稳等情况，同时通过设置在夹紧槽内的夹紧螺钉固定待焊接零件，使两组待焊接零件之间的窄长间隙流道能够保持正确位置，进一步提高了焊接位置的精确度。并且本发明通过先固定左定位板和右定位板、再固定待焊接零件的方式，对两组待焊接零件及两组待焊接零件之间的窄长间隙流道进行逐步定位、固定，然后采用相应厚度的垫片进行窄长间隙流道的宽度约束，解决了两组待焊接零件不容易约束定位，并且其焊接变形无法控制的问题，提高了产品加工的合格率。

附图说明

图1为本发明中待焊接零件的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图；

图3为本发明中垫片的俯视图；

图4为本发明中垫片的正视图。

图中：1-底板；2-左定位板；3-右定位板；4-夹紧腔；5-固定螺栓；51-固定螺母；6-夹紧槽；7-夹紧螺钉；8-支撑套筒；9-待焊接零件；10-垫片；101-间歇槽；11-窄长间歇流道。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

实施例1

参见图1到图4，本发明中窄长间隙流道11的横截面如图1所示，由两组待焊接零件9焊接形成一个整体型腔。待焊接零件9的材质为S32168不锈钢，间隙尺寸为43.3×1.8±0.02mm，长度为1220mm，本发明中的一种用于窄长间隙流道11焊接的夹具包括底板1、左定位板2和右定位板3，左定位板2设置在底板1上，右定位板3设置在底板1上并与左定位板2相对设置，设置在底板1上的左定位板2和设置在底板1上并与左定位板2相对设置的右定位板3是焊接夹具的主体。左定位板2和右定位板3之间设有由左定位板2和右定位板3扣合形成的夹紧腔4，夹紧腔4用于对两组待焊接零件9定位并固定待焊接零件9定位和窄长间隙流道11的位置。

进一步参见图1到图2，左定位板2上设有两组用于固定左定位板2和右定位板3相对位置的固定螺栓5，固定螺栓5的一端依次穿过左定位板2和右定位板3并设有固定螺母51，本发明通过设置在底板1上的左定位板2和设置在底板1上并与左定位板2相对设置的右定位板3设为焊接夹具的主体，同时通过固定螺栓5配合固定螺母51固定左定位板2和右定位板3的相对位置，而对两组待焊接零件9进行精确定位，并提高了夹具的刚性，使本发明在夹持过程中不会出现失稳等情况。固定螺栓5外侧并位于左定位板2和右定位板3之间套设有支撑套筒8，本发明通过套设在固定螺栓5外侧并位于左定位板2和右定位板3之间的支撑套筒8，配合夹紧螺钉7确保两组待焊接零件9及窄长间隙流道11的正确位置，进一步提高了本发明的定位精度以及焊接变形的可控性。

进一步参见图2，左定位板2和右定位板3上均设有两组与夹紧腔4连通的夹紧槽6，夹紧槽6内设有与夹紧槽6螺纹连接的夹紧螺钉7，两组待焊接零件9在定位前会加工与夹紧螺钉7对应的螺纹孔，操作人员将夹紧螺钉7旋入两组待焊接零件9的螺纹孔，将两组待焊接零件9固定在夹紧腔4内，本发明通过先固定左定位板2和右定位板3、再固定待焊接零件9的方式，对两组待焊接零件9及两组待焊接零件9之间的窄长间隙流道11进行逐步定位、固定，解决了两组待焊接零件9不容易约束定位，并且其焊接变形无法控制的问题。

进一步参见图1到图4，本发明中的一种用于窄长间隙流道焊接的夹具的施工方法，依次包括以下步骤：

(S1)：将固定螺栓5依次穿过左定位板2、支撑套筒8和右定位板3并进行固定，并在两组待焊接零件9上加工与夹紧螺钉7对应的螺纹孔；

(S2)：将两组待焊接零件9放置在夹紧腔4内，并在两组待焊接零件9之间安装三组垫片10，三组垫片10均匀分布在两组待焊接零件9之间，本发明通过将三组垫片10均匀分布在两组待焊接零件9之间，即窄长间隙流道11内，便于操作人员对窄长间隙流道11的宽度控制，进一步提高了本发明在焊接过程中的可控性以及焊接精度；

(S3)：使夹紧螺钉7旋入两组待焊接零件9的螺纹孔，将两组待焊接零件9固定在夹紧腔4内，然后对两组待焊接零件9进行焊接连接，本步骤中采用的焊接方法为电子束焊接，使操作人员在焊接过程中不需要焊条、同时具有待焊接零件9以及焊缝不易氧化，工艺重复性好及热变形量小的优点；

(S4)：对夹具和两组待焊接零件9一起进行去应力时效处理，并取出垫片10，取出垫片10采用化学腐蚀方法腐蚀垫片10。本发明中由于焊接变形因素，使垫片10被窄长间隙流道11夹紧而无法取出，采用化学腐蚀方法腐蚀垫片10，而不会腐蚀不锈钢材质的流道11型面，提高了本发明的加工精度以及工作效率。

进一步参见图2到图4，本发明通过固定螺栓5固定左定位板2和右定位板3的相对位置对两组待焊接零件9进行精确定位，并提高了夹具的刚性，使本发明在夹持过程中不会出现失稳等情况，同时通过设置在夹紧槽6内的夹紧螺钉7固定待焊接零件9，使两组待焊接零件9之间的窄长间隙流道11能够保持正确位置，进一步提高了焊接位置的精确度。并且本发明通过先固定左定位板2和右定位板3、再固定待焊接零件9的方式，对两组待焊接零件9及两组待焊接零件9之间的窄长间隙流道11进行逐步定位、固定，然后采用相应厚度的垫片10进行窄长间隙流道11的宽度约束，解决了两组待焊接零件9不容易约束定位，并且其焊接变形无法控制的问题，提高了产品加工的合格率。

实施例2

进一步参见图3到图4，本实施例的用于窄长间隙流道焊接的夹具的施工方法与实施例1基本相同，区别在于，步骤(S2)中垫片10的两侧设有若干组间歇槽101，间歇槽101垂直设置并与夹紧腔4连通，本发明通过设置在垫片10的两侧设有多组间歇槽101使操作人员进行化学腐蚀时，腐蚀剂能够从间歇槽101流动到垫片10的各个位置，提高了垫片10的腐蚀速度以及本发明的加工效率。并且垫片10的宽度与两组待焊接零件9的规定间歇尺寸相同，且垫片10采用的材料为黄铜。通过采用宽度与两组待焊接零件9的规定间歇尺寸相同的垫片10使操作人员取出垫片10后，两组待焊接零件9扣合形成的窄长间隙流道11能够满足加工要求，同时采用材质为黄铜的垫片10便于腐蚀剂对垫片10进行腐蚀，同时黄铜的成本较低，降低了本发明的加工成本。

本发明采用先固定左定位板2和右定位板3、再固定待焊接零件9的方式，对两组待焊接零件9及两组待焊接零件9之间的窄长间隙流道11进行逐步定位、固定，然后采用相应厚度的垫片10进行窄长间隙流道11的宽度约束，解决了两组待焊接零件9不容易约束定位，并且其焊接变形无法控制的问题。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括要素的物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于窄长间隙流道焊接的夹具，其特征在于，包括底板(1)、设置在底板(1)上的左定位板(2)、设置在底板(1)上并与左定位板(2)相对设置的右定位板(3)以及由左定位板(2)和右定位板(3)扣合形成的夹紧腔(4)，所述左定位板(2)上设有多组固定螺栓(5)，所述固定螺栓(5)的一端依次穿过左定位板(2)和右定位板(3)并设有固定螺母(51)，所述左定位板(2)和右定位板(3)上均设有与夹紧腔(4)连通的夹紧槽(6)，所述夹紧槽(6)内设有与夹紧槽(6)螺纹连接的夹紧螺钉(7)。

2.根据权利要求1所述的一种用于窄长间隙流道焊接的夹具，其特征在于，所述固定螺栓(5)外侧并位于左定位板(2)和右定位板(3)之间套设有支撑套筒(8)。

3.一种用于窄长间隙流道焊接的夹具的施工方法，其特征在于，依次包括以下步骤：

(S1)：将固定螺栓依次穿过左定位板、支撑套筒和右定位板并进行固定，并在两组待焊接零件上加工与夹紧螺钉对应的螺纹孔；

(S2)：将两组待焊接零件放置在夹紧腔内，并在两组待焊接零件之间安装多组垫片；

(S3)：使夹紧螺钉旋入两组待焊接零件的螺纹孔，将两组待焊接零件固定在夹紧腔内，然后对两组待焊接零件进行焊接连接；

(S4)：对夹具和两组待焊接零件一起进行去应力时效处理，并取出垫片。

4.根据权利要求3所述的用于窄长间隙流道焊接的夹具的施工方法，其特征在于，所述步骤(S4)中取出垫片采用化学腐蚀方法腐蚀垫片。

5.根据权利要求3所述的用于窄长间隙流道焊接的夹具的施工方法，其特征在于，所述步骤(S2)中多组垫片均匀分布在两组待焊接零件之间，并且垫片的两侧设有多组间歇槽。

6.根据权利要求5所述的用于窄长间隙流道焊接的夹具的施工方法，其特征在于，所述垫片的宽度与两组待焊接零件的规定间歇尺寸相同，且所述垫片采用的材料为黄铜。

7.根据权利要求3所述的用于窄长间隙流道焊接的夹具的施工方法，其特征在于，所述步骤(S3)中采用的焊接方法为电子束焊接。