CN111037204A - 一种焊接工装及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接工装，包括定位组件、内支撑组件和外约束组件；其中，所述定位组件包括定位轴以及同轴固定在所述定位轴上的多个定位盘，所述多个定位盘用于固定所述多个端框；所述外约束组件包括多个外卡环，所述多个外卡环用于卡接所述端框与所述蒙皮的接缝部位，所述外卡环上设置有用于将所述接缝部位露出的点焊槽；所述内支撑组件包括内支撑盘和内支撑环；所述内支撑环可拆卸，用于对所述金属壳体最后端接缝部位进行内支撑；所述内支撑盘用于在所述金属壳体内对接缝部位进行支撑。利用该工装可连续对接缝部位进行焊接，而无需像现有技术采用多套焊接工装多次焊接，且可拆卸的外卡环和内支撑环使焊接后的金属壳体拆装方便，显著提高焊接效率。

Description

一种焊接工装及焊接方法

技术领域

本发明涉及金属焊接技术领域，尤其涉及一种焊接工装及焊接方法。

背景技术

随着航天器装备的发展，型号研制呈现高效、高质量及低成本制造的发展特点，装备迭代额周期大大加快，型号中舱段壳体主要采用铝合金壳体+防隔热层的结构形式，为内部安装件提供填装空间、承载和热防护作用。在实践中，铝合金壳体一般由4种端框+3种蒙皮共7项零件组装焊接成形，共6条环向焊缝，焊缝长度达12.9m，焊缝数量和焊缝长度均为同类产品之最。产品要求焊缝满足QJ2698A-2011中I级标准。随着焊缝数量的增多、焊缝长度的加长，焊接变形呈现增大的趋势，控制难度将增大。

现有技术中，对同类产品采用简易的单独焊接工装，由小端向大端依次逐段分三次焊接，即先利用现有工装焊接第一端框、第一蒙皮、中框I，经校形、加工中框I端面后再利用工装焊接第二蒙皮、第三端框，经校形、加工第三端框端面、对接面和对接孔后再焊接第三蒙皮、第四端框。由于工装的限制，现有焊接金属壳体的效率低。

发明内容

本申请实施例通过提供一种焊接工装及焊接方法，解决了现有焊接金属壳体效率低的技术问题。

一方面，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：

一种焊接工装，用于焊接金属壳体，所述金属壳体包括多个端框和多个蒙皮，所述工装包括定位组件、内支撑组件和外约束组件；其中，

所述定位组件包括定位轴以及同轴固定在所述定位轴上的多个定位盘，所述多个定位盘用于固定所述多个端框；

所述外约束组件包括多个外卡环，所述多个外卡环用于卡接所述端框与所述蒙皮的接缝部位，所述外卡环上设置有用于将所述接缝部位露出的点焊槽；

所述内支撑组件包括内支撑盘和内支撑环；所述内支撑环可拆卸，用于对所述金属壳体最后端接缝部位进行内支撑；所述内支撑盘用于在所述金属壳体内对接缝部位进行支撑。

可选的，所述内支撑环包括多个弧形结构，相邻所述弧形结构之间可拆卸活动连接形成圆环；所述多个弧形结构中的相邻两个相邻弧形结构之间通过伸缩杆连接，所述伸缩杆上设置有调节螺母，所述调节螺母用于调节伸缩杆的长度，以改变所述内支撑环的圆度。

可选的，所述内支撑环上还设置有定位结构，所述定位结构用于顶住所述金属壳体最后端的端框前表面，对所述金属壳体最后端的端框的接缝部位进行径向定位。

可选的，所述点焊槽包括多个矩形槽，所述多个矩形槽在所述外卡环上均匀间隔分布。

可选的，所述内支撑盘滑动套接在所述定位轴上，且所述内支撑盘上固定连接有可在所述定位轴内部沿轴向方向运动的拉杆，所述拉杆可带动所述内支撑盘沿轴向方向运动。

可选的，所述多个定位盘包括位于所述金属壳体前端的前端定位盘、位于所述金属壳体中间的中端定位盘和位于所述金属壳体后端的后端定位盘，所述前端定位盘和所述后端定位盘上都设置有象限线。

另一方面，本申请通过本申请的另一实施例还提供一种焊接方法，用于焊接金属壳体，所述金属壳体包括多个端框和多个蒙皮，所述方法包括：

在上述的工装上，由从大到小的顺序依次交替安装所述多个端框和所述多个蒙皮；

利用所述外卡环上的点焊槽，对所述接缝部位进行定位焊接，获得定位焊接金属壳体；

在完成定位焊接后，拆除所述外卡环和所述内支撑环，调节所述拉杆带动所述内支撑盘避开所述接缝部位；

对所述定位焊接金属壳体进行连续焊接；其中，所述连续焊接的顺序为先内后外，且相邻两次焊接的接缝部位之间至少间隔一个蒙皮。

可选的，在进行所述连续焊接时，同一端框两侧接缝部位的起弧点错开180度。

可选的，所述利用所述外卡环上的点焊槽，对所述接缝部位进行定位焊接，获得定位焊接金属壳体，具体包括：

在所述接缝部位周向对称点焊，在所述接缝部位上获得多个定位焊缝；其中，所述多个定位焊缝中相邻两个定位焊缝之间的间距为170～220mm，所述定位焊缝的长度为20～30mm，所述定位焊缝的高度≤1.2mm。

可选的，所述方法还包括：在所述定位焊接前，对所述多个端框和所述多个蒙皮进行碱洗；其中，所述碱洗的温度为40～55℃。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明的工装，用于焊接金属壳体，所述金属壳体包括多个端框和多个蒙皮，所述工装包括定位组件、内支撑组件和外约束组件；其中，所述定位组件包括定位轴以及同轴固定在所述定位轴上的多个定位盘，所述多个定位盘用于固定所述多个端框；所述外约束组件包括多个外卡环，所述多个外卡环用于卡接所述端框与所述蒙皮的接缝部位，所述外卡环上设置有用于将所述接缝部位露出的点焊槽；所述内支撑组件包括内支撑盘和内支撑环；所述内支撑环可拆卸，用于对所述金属壳体最后端接缝部位进行内支撑；所述内支撑盘用于在所述金属壳体内对接缝部位进行支撑。由于多个定位盘对端框进行同轴固定，并使用外卡环、内支撑盘和内支撑环，对端框和蒙皮的接缝部位进行内外辅助支撑，因此，可连续对接缝部位进行焊接，而无需像现有技术采用多套焊接工装多次焊接，且可拆卸的外卡环和内支撑环使焊接后的金属壳体拆装方便，显著提高焊接效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一种实施例中焊接工装的结构示意图；

图2是本发明一种实施例中金属壳体的焊接示意图；

图3是图2中的端框焊接前的结构示意图；

图4是图2中的蒙皮焊接前的结构示意图；

图5是图1中焊接工装的外卡环的结构示意图；

图6是图1中焊接工装的内支撑环的正视图；

图7是图6的侧视图；

图8是本发明一种实施例中焊接方法的流程图。

附图标记说明如下：

1-1、定位轴，1-11、转接盘，1-12、定位键，1-13、锁紧螺母，1-2、前端定位盘，1-3、中端定位盘，1-4、后端定位盘，1-41、钩形螺栓，2-1、内支撑盘，2-11、螺杆，2-2、内支撑环，2-21、第一弧形结构，2-22，第二弧形结构，2-23、第三弧形结构，2-24、伸缩杆，2-25、定位柱，3-1、第一外卡环，3-2、第二外卡环，3-3、第三外卡环，3-4、第四外卡环，3-5、第五外卡环，3-6、第六外卡环，3-11、第一半圆弧，3-12、第二半圆弧，4-1、第一端框，4-2、第二端框，4-3、第三端框，4-4、第四端框，5-1、第一蒙皮，5-2、第二蒙皮，5-3、第三蒙皮。

具体实施方式

本申请实施例通过提供一种焊接工装及焊接方法，解决了现有技术中对金属壳体焊接效率低的技术问题。

本申请实施例的技术方案为解决上述技术问题，总体思路如下：

一种焊接工装，用于焊接金属壳体，所述金属壳体包括多个端框和多个蒙皮，所述工装包括定位组件、内支撑组件和外约束组件；其中，所述定位组件包括定位轴1-1以及同轴固定在所述定位轴1-1上的多个定位盘，所述多个定位盘用于固定所述多个端框；所述外约束组件包括多个外卡环，所述多个外卡环用于卡接所述端框与所述蒙皮的接缝部位，所述外卡环上设置有用于将所述接缝部位露出的点焊槽；所述内支撑组件包括内支撑盘2-1和内支撑环2-2；所述内支撑环2-2可拆卸，用于对所述金属壳体最后端接缝部位进行内支撑；所述内支撑盘2-1用于在所述金属壳体内对接缝部位进行支撑。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

首先说明，本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

另外，文本中出现的“内”和“外”是常规意义的内和外，是为了便于描述清楚，并不是任何限定。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种焊接工装，用于焊接金属壳体，所述金属壳体包括多个端框和多个蒙皮；

需要说明的是，本实施例中的金属壳体可以是铝、铁、铜等金属壳体，也可以是合金壳体，一般由多个端框和多个蒙皮焊接而成。作为一种典型的铝合金壳体，参见图3和图4，由4种端框+3种蒙皮共7项零件组装焊接成形，具体包括：第一端框4-1、第二端框4-2、第三端框4-3和第四端框4-4，以及第一蒙皮5-1、第二蒙皮5-2和第三蒙皮5-3。参见图2，共涉及6条环向焊缝(环缝1、环缝2、环缝3、环缝4、环缝5、环缝6，其中，环缝1处直径最小，环缝6处直径最大)，焊缝长度达12.9m，焊缝数量和焊缝长度均为同类产品之最。产品材料为5A06铝合金制成，要求焊缝满足QJ2698A-2011中I级标准，铝合金壳体母线直线度≤0.8mm，圆度≤1.2mm，壳体长度公差±2mm。

现有技术中，在同类产品中采用现有的简易工装，由小端向大端依次逐段分三次焊接的次序加工，即先焊接第一端框4-1、第一蒙皮5-1、第二端框4-2，经校形、加工第二端框4-2端面后再焊接第二蒙皮5-2、第三端框4-3，经校形、加工第三端框4-3端面、对接面和对接孔后，再焊接第三蒙皮5-3、第四端框4-4。该方案存在的主要问题是由于不能连续焊接，导致焊接效率低。

为此，下面具体介绍可以提高金属壳体焊接效率的工装的具体结构和原理。

参见图1，所述工装包括定位组件、内支撑组件和外约束组件；

其中，

首先，所述定位组件包括定位轴1-1以及同轴固定在所述定位轴1-1上的多个定位盘，所述多个定位盘用于固定所述多个端框；

作为一种可选的实施例，参见图1，所述多个定位盘包括位于所述金属壳体前端的前端定位盘1-2、位于所述金属壳体中间的中端定位盘1-3和位于所述金属壳体后端的后端定位盘1-4，所述前端定位盘1-2和所述后端定位盘1-4上都设置有象限线。

具体的，所述前端定位盘1-2、后端定位盘1-4外圆面上应刻有象限线及标识，通过分别与壳体第一端框和第四端框上相应象限线对齐，保证了壳体前、后相对位置不发生偏转，其中，象限线偏差不大于0.2mm；所述前端定位盘1-2、中端定位盘1-3、后端定位盘1-4装配在定位轴1-1上后的同轴度不大于0.3mm。

其中，参见图1，定位盘上还可设置钩形螺栓1-41，以拉紧端框，增加约束。

其次，所述外约束组件包括多个外卡环，所述多个外卡环用于卡接所述端框与所述蒙皮的接缝部位，所述外卡环上设置有用于将所述接缝部位露出的点焊槽；

举例来说，参见图1，所述多个外卡环包括第一外卡环3-1、第二外卡环3-2、第三外卡环3-3、第四外卡环3-4、第五外卡环3-5和第六外卡环3-6，作为一种可选的实施方式，参见图5，第一～第六外卡环结构相同，由第一半圆弧3-11、第二半圆弧3-12和螺栓组成，第一半圆弧3-11和第二半圆弧3-12采用铸件机械加工，内型面与所焊接的铝合金壳体锥面吻合，第一半圆弧3-11和第二半圆弧3-12的两侧板与横筋结构保证了结构刚性。参见图2，在焊接时，第一～第六外卡环分别位于环缝1、环缝2、环缝3、环缝4、环缝5、环缝6(即端框与蒙皮的接缝部位)，用于从外围箍紧端框与蒙皮接缝部位。

外卡环上设置有用于将所述接缝部位露出的点焊槽，是为了进行定位焊，以为后续进行连续焊做好准备。作为一种可选的实施方式，所述点焊槽包括多个矩形槽，所述多个矩形槽在所述外卡环上均匀间隔分布。

最后，所述内支撑组件包括内支撑盘2-1和内支撑环2-2；所述内支撑环2-2可拆卸，用于对所述金属壳体最后端接缝部位进行内支撑；所述内支撑盘2-1用于在所述金属壳体内对接缝部位进行支撑。

其中，作为一种可选的实施方式，参见图6，所述内支撑环2-2包括多个弧形结构，相邻所述弧形结构之间可拆卸活动连接形成圆环；所述多个弧形结构中的相邻两个相邻弧形结构之间通过伸缩杆2-24连接，所述伸缩杆2-24上设置有调节螺母，所述调节螺母用于调节伸缩杆2-24的长度，以改变所述内支撑环2-2的圆度。

举例来说，参见图6，第一弧形结构2-21与第二弧形结构2-22之间通过伸缩杆2-24连接，其余的多个第三弧形结构2-23通过插销相互可拆卸的活动连接，且与第一弧形结构2-21和第二弧形结构2-22可拆卸的活动连接，构成圆环；伸缩杆2-24上设置的调节螺母，可调节伸缩杆2-24的长度，以改变所述内支撑环2-2的直径，将接缝部位撑圆，进行刚性约束，减少焊接变形。可拆卸的结构便于在定位焊后通过拔去插销分解内支撑环2-2进行取出，以避免焊缝焊漏影响内支撑环2-2的拆卸。

作为一种可选的实施方式，所述内支撑环2-2上还设置有定位结构，所述定位结构用于顶住所述金属壳体最后端的端框前表面，对所述金属壳体最后端的端框的接缝部位进行径向定位。

参见图7，所述定位结构为定位柱2-25。

作为一种可选的实施方式，所述内支撑盘2-1滑动套接在所述定位轴1-1上，且所述内支撑盘2-1上固定连接有可在所述定位轴1-1内部沿轴向方向运动的拉杆，使所述拉杆可带动所述内支撑盘2-1沿所述定位轴1-1沿轴向方向运动。

具体的，参见图1，内支撑盘2-1可设置在环缝3附近，在定位焊时拉紧螺杆2-11，内支撑盘2-1撑圆环缝3内表面，焊接时通过螺杆2-11调整内支撑盘2-1位置避开焊缝焊漏位置，且在焊接完后，可通过调整螺杆2-11位置，以松动内支撑盘2-1，使铝合金壳体可轻易从工装上取下。

具体的，螺杆2-11可滑动设置在定位轴1-1内部，并穿过定位轴1-1上的键槽与内支撑盘2-1建立连接，实现螺杆2-11的滑动带动内支撑盘2-1的滑动。

需要说明的是，所述焊接工装与环缝转台通过安装在定位轴1-1轴大端的转接盘1-11进行连接固定。在焊接时，使焊接工装可整体跟随转台一起转动，便于焊接。

上述本申请实施例中的技术方案，至少具有如下的技术效果或优点：

本发明的工装，用于焊接金属壳体，所述金属壳体包括多个端框和多个蒙皮，所述工装包括定位组件、内支撑组件和外约束组件；其中，所述定位组件包括定位轴1-1以及同轴固定在所述定位轴1-1上的多个定位盘，所述多个定位盘用于固定所述多个端框；所述外约束组件包括多个外卡环，所述多个外卡环用于卡接所述端框与所述蒙皮的接缝部位，所述外卡环上设置有用于将所述接缝部位露出的点焊槽；所述内支撑组件包括内支撑盘2-1和内支撑环2-2；所述内支撑环2-2可拆卸，用于对所述金属壳体最后端接缝部位进行内支撑；所述内支撑盘2-1用于在所述金属壳体内对接缝部位进行支撑。由于多个定位盘对端框进行同轴固定，并使用外卡环、内支撑盘2-1和内支撑环2-2，对端框和蒙皮的接缝部位进行内外辅助支撑，因此，可连续对接缝部位进行焊接，而无需像现有技术采用多套焊接工装多次焊接，且可拆卸的外卡环和内支撑环2-2使焊接后的金属壳体拆装方便，显著提高焊接效率。

实施例二

基于实施例一的工装，本实施例提供一种焊接方法，用于焊接金属壳体，所述金属壳体包括多个端框和多个蒙皮，

需要说明的是，在实际应用中，如实施例一所述的铝合金壳体外表面将套装复合材料防热层，故对壳体的形位公差要求较严，壳体前、后端框将与其它舱段对接，故对前、后端框的相对位置要求较严，这些均对壳体的质量控制提出了较高的要求，采用现有的三次焊接的方法累积误差大，无法满足质量要求。

为此，参见图8，本实施的焊接方法，包括：

S101、在实施例一的工装上，由从大到小的顺序依次交替安装所述多个端框和所述多个蒙皮；

S102、利用所述外卡环上的点焊槽，对所述接缝部位进行定位焊接，获得定位焊接金属壳体；

S103、在完成定位焊接后，拆除所述外卡环和所述内支撑环2-2；

S104、对所述定位焊接金属壳体进行连续焊接；其中，所述连续焊接的顺序为先内后外，且相邻两次焊接的接缝部位之间至少间隔一个蒙皮。

在本实施例中，还是以实施例一中的具体实施例，对各步骤进行详细的解释说明。

即焊接一种典型的铝合金壳体，参见图3和图4，由4种端框+3种蒙皮共7项零件组装焊接成形，具体包括：第一端框4-1、第二端框4-2、第三端框4-3和第四端框4-4，以及第一蒙皮5-1、第二蒙皮5-2和第三蒙皮5-3。参见图2，共涉及6条环向焊缝(环缝1、环缝2、环缝3、环缝4、环缝5、环缝6，其中，环缝1处直径最小，环缝6处直径最大)，焊缝长度达12.9m，焊缝数量和焊缝长度均为同类产品之最。产品材料为5A06铝合金制成，要求焊缝满足QJ2698A-2011中I级标准，铝合金壳体母线直线度≤0.8mm，圆度≤1.2mm，壳体长度公差±2mm。

首先，作为一种可选的实施方式，在所述焊接前，对所述多个端框和所述多个蒙皮进行碱洗；其中，所述碱洗的温度为40～55℃。

具体的，需要将已加工好的端框与蒙皮，进行化学清洗，利用碱液对端框与蒙皮进行浸泡1min～6min去除表面氧化皮及油污，碱液温度为40～55℃，浸泡后用清水清除表面残留碱液，清洗后晾干待用。

接下来，执行S101，在实施例一的工装上，由从大到小的顺序依次交替安装所述多个端框和所述多个蒙皮。

具体的，首先以所述定位轴1-1的转接盘1-11凸台定位，利用4×M16螺栓将所述定位轴1-1固定在设备环缝转台上；在按照从大到小的顺序依次交替安装所述多个端框和所述多个蒙皮后(即依次安装第四端框4-4、第三蒙皮5-3、第三端框4-3、第二蒙皮5-2、第二端框4-2、第一蒙皮5-1、第一端框4-1)，对蒙皮进行刚性约束，减少焊接变形，主要措施包括：端框与蒙皮环缝处均采用外卡环箍圆的组合方法，第四端框4-4与第三蒙皮5-3除采用外卡环箍圆的方法外，同时外采用内支撑环2-2撑圆和钩形螺栓1-41拉紧的方法增加约束，在定位轴1-1的前端采用锁紧螺母1-13施加轴向压力，实现轴向刚性约束；铝合金壳体由第四端框4-4向第一端框4-1进行装配，将第四端框4-4安装到后端定位盘1-4上，以内孔和端面定位，调整第四端框4-4与后端定位盘1-4至少三条象限线对齐，单条误差不大于0.5mm；将内支撑环2-2以第四端框4-4内端面定位，调节调节螺母，使内支撑环2-2与第四端框4-4内圆贴合；装上第三蒙皮5-3，大端用内支撑环2-2撑紧，用第六外卡环3-6箍紧第四端框4-4和第三蒙皮5-3；第三端框4-3以内孔定位安装到中端定位盘1-3上，用第五外卡环3-5箍紧第三端框4-3和第三蒙皮5-3；装上第二蒙皮5-2，用第四外卡环3-4箍紧第三端框4-3和第二蒙皮5-2；装上第二端框4-2，采用螺杆2-11轴向拉紧内支撑盘2-1，用第三外卡环3-3箍紧第二端框4-2和第二蒙皮5-2；装上第一蒙皮5-1，用第二外卡环3-2箍紧第二端框4-2和第一蒙皮5-1；将第一端框4-1安装到前端定位盘1-2上，以内孔和端面定位，对齐前端定位盘1-2内圆面上键槽与定位轴1-1上定位键1-12，将前端定位盘1-2安装到定位轴1-1上，用第一外卡环3-1箍紧第一端框4-1和第一蒙皮5-1，调整第一端框4-1与前端定位盘1-2至少三条象限线对齐，单条误差不大于0.5mm；检查铝合金壳体焊前长度满足L+11.5+9.0；检查端框与蒙皮错开≤0.5mm，间隙≤0.5mm。

接下来，执行S102，利用所述外卡环上的点焊槽，对所述接缝部位进行定位焊接，获得定位焊接金属壳体。

作为一种可选的实施方式，所述利用所述外卡环上的点焊槽，对所述接缝部位进行定位焊接，获得定位焊接金属壳体，具体包括：

在所述接缝部位周向对称点焊，在所述接缝部位上获得多个定位焊缝；其中，所述多个定位焊缝中相邻两个定位焊缝之间的间距为170～220mm，所述定位焊缝的长度为20～30mm，所述定位焊缝的高度≤1.2mm。

具体的，定位焊前应清理焊接工装，去除表面油污及锈蚀，并用丙酮擦净；定位焊接参数：电流强度100A～160A；电弧电压10～15V，气体流量10～14L/min；定位焊焊点周向对称点固，焊缝长度20mm～30mm，环缝焊点间距170～220mm，焊点高度≤1.2mm，定位完一条焊缝再定位另一条焊缝，直到六条焊缝全部定位完成。

作为一种可选的实施方式，定位焊后目视检查环缝对合处间隙及错边量，校正满足对合间隙≤0.5mm，错开量≤0.5mm；焊点如有裂纹，应磨去重新点焊。

接下来，执行S103，在完成定位焊接后，拆除所述外卡环和所述内支撑环2-2。

拆除之后，便于给后续的连续焊接提供足够的操作空间。

接下来，执行S104，对所述定位焊接金属壳体进行连续焊接；其中，所述连续焊接的顺序为先内后外，且相邻两次焊接的接缝部位之间至少间隔一个蒙皮。

根据S104的操作，可以有效地控制铝合金壳体焊接过程中的变形问题，提高产品质量，其原理在于：随着焊接热输入对材料局部加热，金属壳体接缝部位熔化形成熔池，与熔池毗邻的高温区材料膨胀受到周围未熔化材料的限制，产生不均匀的压应力，在冷却过程中，已发生塑性变形的材料受到周围的制约而不能自由收缩，产生不同程度的拉应力，另外，熔池凝固形成的焊缝金属冷却收缩时也产生相应的拉应力，材料内部不同拉应力和压应力作用下导致金属壳体产生焊接变形。单条接缝部位焊接时，金属壳体沿接缝部位产生环向内凹陷收缩的变形规律，受环形件刚性约束的影响，金属壳体还存在着扭转变形，采用相邻环缝错开180°起弧进行焊接的目的即为了相互抵消扭转变形，以降低整体变形量；先内后外、相邻两次焊接的接缝部位之间至少间隔一个蒙皮是为了避免随着多条接缝部位的焊接，未焊接区域材料受热交互影响快速升温导致受热膨胀变形的区域进一步增大、变形加剧，以进一步降低焊接变形量。

作为一种可选的实施方式，为了进一步提高焊接质量，在进行所述连续焊接时，同一端框两侧接缝部位的起弧点错开180度。

在具体实施过程中，可以采用钨极氩弧焊连续焊接，其连续焊接的参数为：电流强度120A～160A；电弧电压10～15V，气体流量8～14L/min；考虑焊接变形规律，依据以下原则设计焊接次序：由内向外焊接，将形位精度要求最高的第一端框4-1和第四端框4-4(即前后两个端框)放至最后焊接，同一端框的两侧焊缝起弧点错开180°，相邻焊接顺序的两条焊缝距离尽量远，由此设计的一种焊接次序为：环缝4→环缝3→环缝5→环缝2→环缝6→环缝1；起弧要求：环缝4在I象限起弧，环缝3在III象限起弧，环缝5在III象限起弧，环缝2在I象限起弧，环缝6在I象限起弧，环缝1在III象限起弧(四个象限是根据象限线获得的)，6条环缝的旋转方向一致；焊缝尺寸要求：焊缝宽度不大于25mm，正面余高0.4mm～2mm；反面余高0.5mm～3.5mm；冷却至60℃以下时将铝合金壳体从焊接工装上卸下。

因此，利用实施例一的工装实现的本实施中的焊接方法，不仅可以提高焊接效率，在本实施例中，焊接次序的设计，还可控制焊接造成的变形，提高金属壳体的焊接质量。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种焊接工装，用于焊接金属壳体，所述金属壳体包括多个端框和多个蒙皮，其特征在于，所述工装包括定位组件、内支撑组件和外约束组件；其中，

所述定位组件包括定位轴以及同轴固定在所述定位轴上的多个定位盘，所述多个定位盘用于固定所述多个端框；

所述外约束组件包括多个外卡环，所述多个外卡环用于卡接所述端框与所述蒙皮的接缝部位，所述外卡环上设置有用于将所述接缝部位露出的点焊槽；

所述内支撑组件包括内支撑盘和内支撑环；所述内支撑环可拆卸，用于对所述金属壳体最后端接缝部位进行内支撑；所述内支撑盘用于在所述金属壳体内对接缝部位进行支撑。

2.如权利要求1所述的工装，其特征在于，所述内支撑环包括多个弧形结构，相邻所述弧形结构之间可拆卸活动连接；所述多个弧形结构中的两个相邻弧形结构之间通过伸缩杆连接，所述伸缩杆上设置有调节螺母，所述调节螺母用于调节伸缩杆的长度，以改变所述内支撑环的圆度。

3.如权利要求2所述的工装，其特征在于，所述内支撑环上还设置有定位结构，所述定位结构用于顶住所述金属壳体最后端的端框前表面，对所述金属壳体最后端的端框的接缝部位进行径向定位。

4.如权利要求1所述的工装，其特征在于，所述点焊槽包括多个矩形槽，所述多个矩形槽在所述外卡环上均匀间隔分布。

5.如权利要求1所述的工装，其特征在于，所述内支撑盘滑动套接在所述定位轴上，且所述内支撑盘上固定连接有可在所述定位轴内部沿轴向方向运动的拉杆，所述拉杆可带动所述内支撑盘沿轴向方向运动。

6.如权利要求1所述的工装，其特征在于，所述多个定位盘包括位于所述金属壳体前端的前端定位盘、位于所述金属壳体中间的中端定位盘和位于所述金属壳体后端的后端定位盘，所述前端定位盘和所述后端定位盘上都设置有象限线。

7.一种焊接方法，用于焊接金属壳体，所述金属壳体包括多个端框和多个蒙皮，其特征在于，所述方法包括：

在如权利要求1-6的任一项所述的工装上，由从大到小的顺序依次交替安装所述多个端框和所述多个蒙皮；

利用所述外卡环上的点焊槽，对所述接缝部位进行定位焊接，获得定位焊接金属壳体；

在完成定位焊接后，拆除所述外卡环和所述内支撑环，调节所述拉杆带动所述内支撑盘避开所述接缝部位；

对所述定位焊接金属壳体进行连续焊接；其中，所述连续焊接的顺序为先内后外，且相邻两次焊接的接缝部位之间至少间隔一个蒙皮。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，在进行所述连续焊接时，同一端框两侧接缝部位的起弧点错开180度。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述利用所述外卡环上的点焊槽，对所述接缝部位进行定位焊接，获得定位焊接金属壳体，具体包括：

在所述接缝部位周向对称点焊，在所述接缝部位上获得多个定位焊缝；其中，所述多个定位焊缝中相邻两个定位焊缝之间的间距为170～220mm，所述定位焊缝的长度为20～30mm，所述定位焊缝的高度≤1.2mm。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在所述定位焊接前，对所述多个端框和所述多个蒙皮进行碱洗；其中，所述碱洗的温度为40～55℃。

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