CN112091373A - 一种燃油总管焊接收缩变形控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种燃油总管焊接收缩变形控制装置及方法，装置包括定位座，挡销和压块，定位座上端面为台阶面，第一台阶平面上开有挡销孔，第二台阶平面上开有螺纹孔，连接面将第一台阶平面和第二台阶平面相连，且连接面位于燃油总管外径上差对应的圆周上；挡销包括销子主体和椭圆形截面的头部，销子主体置于挡销孔中，头部位于第一台阶平面上方；压块通过螺栓连接在第二台阶平面上，压块的长度大于第二台阶平面的长度；挡销与螺栓的连线与燃油总管的径向线重合，且挡销到燃油总管中心的径向距离小于螺栓到燃油总管中心的径向距离。本发明解决了燃油总管焊接收缩变形的技术瓶颈问题。

Description

一种燃油总管焊接收缩变形控制装置及方法

技术领域

本发明属于航空发动机加力燃油总管加工技术领域，特别是燃油总管焊接变形控制的装置及方法。

背景技术

加力燃油总管作为发动机加力燃烧室的重要组件之一，主要作用是给加力燃烧室供给燃源；短期内增大发动机的推力；发动机加力燃油总管性能指标包括流量、分布、喷射方向。这三项性能指标直接影响发动机加力燃烧室燃烧效率及燃烧时的温度场。为保持均匀的温度场，避免局部高温造成后置件烧蚀，必须保证燃油总管流量、分布及喷射方向合格。影响流量、分布、喷射方向的直接因素为焊接加工质量。

燃油总管氩弧焊焊接时，熔化的金属及近缝区母材受热膨胀，产生塑性变形。凝固时，焊缝和近缝区金属收缩。从而产生纵向和横向内应力，此内应力为拉应力，远离焊缝区域受压应力，使焊缝纵向和横向收缩，从而使焊接生产变形(如图1)。由于焊接时热胀冷缩是必然的，焊接时产生的变形则无法避免，只能采取一定的控制措施来降低焊接变形和补偿焊接收缩，以保证焊后零件的满足相应的尺寸要求。

发明内容

本发明旨在提出一种燃油总管焊接收缩变形控制装置及方法，解决燃油总管焊接收缩变形的技术瓶颈问题。

本发明的技术方案如下：

一种燃油总管焊接收缩变形控制装置，包括，

定位座，所述定位座上端面为台阶面，包括第一台阶平面、第二台阶平面和连接面，第一台阶平面上开有挡销孔，第二台阶平面上开有螺纹孔，连接面将第一台阶平面和第二台阶平面相连，且连接面位于燃油总管外径上差对应的圆周上；

挡销，所述挡销包括销子主体和椭圆形截面的头部，销子主体置于挡销孔中，头部位于第一台阶平面上方；

压块，所述压块通过螺栓连接在第二台阶平面上，压块的长度大于第二台阶平面的长度；

所述挡销与螺栓的连线与燃油总管的径向线重合，且挡销到燃油总管中心的径向距离小于螺栓到燃油总管中心的径向距离。

优选的，所述压块呈L形，其长边平行于第二台阶平面。

优选的，所述压块的长边上开有平行于长边的直线通槽。

一种采用前述焊接收缩变形控制装置的燃油总管焊接收缩变形控制方法，包括，

步骤1，转动挡销，使得挡销椭圆截面头部的短轴与燃油总管的径向线方向重合；

步骤2，将燃油总管装于挡销和连接面之间；

步骤3，转动挡销，使得挡销椭圆截面头部的长轴与燃油总管的径向线方向重合并顶紧燃油总管；

步骤4，拧紧螺栓，用压块将燃油总管从上向下压紧；

步骤5，定位并焊接燃油总管；

步骤6，转动挡销，使得挡销椭圆截面头部的短轴与燃油总管的径向线方向重合，取下燃油总管。

与现有技术相比，本发明的优势在于提出了一种燃油总管焊接收缩变形控制装置和控制方法，控制装置和控制方法简单，成本低、易操作、控制收缩变形效果佳。

附图说明

图1为燃油总管焊接收缩变形示意图；

图2为椭圆挡销图；

图3为燃油总管焊接收缩变形控制装置定位座图；

图4为燃油总管焊接收缩变形控制装置局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步说明：

为减小图1所示的燃油总管5焊接变形，需要专用的变形控制装置对燃油总管5进行限位，如图4所示，为燃油总管焊接用夹具，夹具包括底座，底座上端面设置有多组定位销10，定位销10两根一组，布置在燃油总管5的径向上，定位销10的末端连接凸座9，然后将凸座9焊接在燃油总管5的表面。定位座1安装在底座的上端面，其位于两组定位销10之间，定位座1上端面为台阶面，包括第一台阶平面7、第二台阶平面6和连接面8，第一台阶平面7上开有挡销孔，第二台阶平面6上开有螺纹孔，连接面8将第一台阶平面7和第二台阶平面6相连，且连接面8位于燃油总管5外径上差对应的圆周上。挡销4包括销子主体和椭圆形截面的头部，销子主体置于挡销孔中，头部位于第一台阶平面7上方；压块2通过螺栓3连接在第二台阶平面6上，压块2的长度大于第二台阶平面6的长度；挡销4与螺栓3的连线与燃油总管5的径向线重合，且挡销4到燃油总管5中心的径向距离小于螺栓3到燃油总管5中心的径向距离，压块2呈L形，其长边平行于第二台阶平面6，压块2的长边上开有平行于长边的直线通槽。

图4为燃油总管5加工的焊接夹具，其功能包括焊接凸座、焊接喷杆、进油管、校正作用，为能实现减小焊接收缩变形功能，将夹具按照下述思路设计及制造：

a)将挡销4设计为椭圆形头部的挡销4，椭圆形头部的短轴按燃油总管5外径公差的下差设计(即挡销4椭圆形头部的短轴与燃油总管5的径向重合时，燃油总管5与挡销4椭圆形头部顶紧，此时燃油总管5外径与连接面8之间有间隙，间隙值刚好等于燃油总管5的外径上差减去下差)，长轴按燃油总管5外径的上差设计及制造(即挡销4椭圆形头部的长轴与燃油总管5的径向重合时，燃油总管5与挡销4椭圆形头部以及连接面同时顶紧，此时燃油总管5外径与连接面8之间没有间隙，燃油总管5的外径等于上差)，如图2和图3所示；

b)将定位座1上的连接面8加工至燃油总管5的外径上差，此时定位座1在夹具上存在上差状态控制位置及下差状态控位置，如图3所示；

使用原理：装配定位燃油总管5时，将燃油总管5安装于定位座1上，转动椭圆挡销4，使得长轴向外并调节压块2压紧燃油总管5，保证装配定位焊时，燃油总管5处于上差状态；焊接后，转动椭圆挡销4，使得短轴向外，方便校正，且减小校正工作量。

加力燃油总管5焊接收缩变形的具体加工方法如下：

步骤1，领取弯曲后的燃油总管5，转动挡4,，使得挡销4椭圆截面头部的短轴与燃油总管5的径向线方向重合；

步骤2，将燃油总管5装于挡销4和连接面8之间；

步骤3，转动挡销4，使得挡销4椭圆截面头部的长轴与燃油总管5的径向线方向重合并顶紧燃油总管5；

步骤4，拧紧螺栓3，用压块2将燃油总管5从上向下压紧；

步骤5，定位并焊接燃油总管5；

步骤6，转动挡销4，使得挡销4椭圆截面头部的短轴与燃油总管5的径向线方向重合，取下燃油总管5。

以上是本发明的实施方式之一，对于本领域的一般技术人员在上述实施案例的基础上可以做出多种变化，同样能够实现本发明的目的，但是，这种变化显然应该在本发明的权利要求书的保护范围内。

Claims (4)

1.一种燃油总管焊接收缩变形控制装置，其特征在于：包括，

定位座，所述定位座上端面为台阶面，包括第一台阶平面、第二台阶平面和连接面，第一台阶平面上开有挡销孔，第二台阶平面上开有螺纹孔，连接面将第一台阶平面和第二台阶平面相连，且连接面位于燃油总管外径上差对应的圆周上；

挡销，所述挡销包括销子主体和椭圆形截面的头部，销子主体置于挡销孔中，头部位于第一台阶平面上方；

压块，所述压块通过螺栓连接在第二台阶平面上，压块的长度大于第二台阶平面的长度；

所述挡销与螺栓的连线与燃油总管的径向线重合，且挡销到燃油总管中心的径向距离小于螺栓到燃油总管中心的径向距离。

2.根据权利要求1所述的一种燃油总管焊接收缩变形控制装置，其特征在于：所述压块呈L形，其长边平行于第二台阶平面。

3.根据权利要求2所述的一种燃油总管焊接收缩变形控制装置，其特征在于：所述压块的长边上开有平行于长边的直线通槽。

4.一种采用权利要求1所述装置的燃油总管焊接收缩变形控制方法，其特征在于：包括，

步骤1，转动挡销，使得挡销椭圆截面头部的短轴与燃油总管的径向线方向重合；

步骤2，将燃油总管装于挡销和连接面之间；

步骤3，转动挡销，使得挡销椭圆截面头部的长轴与燃油总管的径向线方向重合并顶紧燃油总管；

步骤4，拧紧螺栓，用压块将燃油总管从上向下压紧；

步骤5，定位并焊接燃油总管；

步骤6，转动挡销，使得挡销椭圆截面头部的短轴与燃油总管的径向线方向重合，取下燃油总管。

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