CN112453639B - 一种在夹具上采用专用装置高效修配飞机焊接导管的方法 - Google Patents

Abstract

本申请属于机械加工技术领域，尤其涉及一种在夹具上采用专用装置高效修配飞机焊接导管的方法，包括如下步骤：步骤1）根据导管结构，导管材料、焊接顺序、焊接方法确定焊接收缩量，所述焊接收缩量就是焊接修配余量；步骤2）焊接修配余量确定以后，根据焊接修配余量的数据使用修配余量装置，对导管余量进行精确修配；步骤3）修配完成以后进行焊接工序。本申请主要是针对飞机导管焊接前的一个精确修配技术，针对不同的接头结构、不同的导管位置、不同的导管直径，设计出有一定通用性的修配余量控制装置，考虑到了焊接时可能出现的焊接收缩量，再根据焊接收缩量进行余量修配，精简了整体的工作流程，减轻了人工修配的工作量，提高了工作效率。

Description

一种在夹具上采用专用装置高效修配飞机焊接导管的方法

技术领域

本申请属于机械加工技术领域，尤其涉及一种在夹具上采用专用装置高效修配飞机焊接导管的方法。

背景技术

飞机导管数量庞大，大多数都是通过焊接实现导管制造的。焊接是指导管与导管、导管与接头之间的焊接。导管都有余量，焊接前要在焊接夹具上进行修配，修配完成后才能进行焊接。

一直以来导管的修配受工人技术水平、经验、夹具结构等因素影响，效果很不理想，效率极低，修配用的时间是焊接时间的4倍，操作工人的劳动强度很大，无法实现机械修配。导管修配是指导管与导管之间、导管与接头之间精确定位后，一点一点的相互配合、试切修配，才能满足焊接要求。修配的导管状态很不稳定、质量很难保证。一次交检合格率很低，不到50％，是焊接飞机导管的瓶颈环节。

发明内容

为了克服现有的技术中存在的上述不足之处，现在提出一种在夹具上采用专用装置高效修配飞机焊接导管的方法。

为实现上述技术效果，本申请的技术方案如下：

一种在夹具上采用专用装置高效修配飞机焊接导管的方法，包括如下步骤：

步骤1)根据导管结构，导管材料、焊接顺序、焊接方法确定焊接收缩量，所述焊接收缩量就是焊接修配余量；

步骤2)焊接修配余量确定以后，根据焊接修配余量的数据使用修配余量装置，对导管余量进行精确修配；

步骤3)修配完成以后进行焊接工序。

进一步地，步骤1)中焊接收缩量的计算方式如下：

其中△L表示焊接收缩量，单位是毫米；N表示同一焊缝焊接次数；K表示在一定时间一定电弧作用下管材变形量，单位是毫米/安.秒；I表示焊接电流，单位是安；G表示不同材料、不同壁厚每次焊接变形系数单位是毫米；U表示焊接速度，单位是毫米/秒；

该公式表示焊接收缩量与焊接电流，焊接速度、是否连续焊接及一道焊缝要焊接的次数，焊接的材料都有关系。

具体表示焊接的电流越大，焊接变形收缩量越大，焊接的速度越快，变形收缩量越小，焊接次数越多，焊接变形收缩量就越大，不同的焊接材料，其变形的收缩量不同，同种材料的不同壁厚的管材，其变形的收缩量也是不同的。

公式验证举例：

某铝导管壁厚为1毫米，每道焊缝焊接次数为3次，在每秒20A焊接电流产生的电弧作用下变形量是0.2毫米，焊接速度是1毫米/秒，其焊接收缩量为：

进一步地，步骤2)中，余量修配装置包括工作部件和定位部件，所述定位装置包括定位支座和位于定位支座上的接头定位器，定位支座上有2个定位孔，其中右端的定位孔是理论定位孔，左端的定位孔为修配余量定位孔，接头定位器上也设置有同样功能的理论定位孔和修配余量定位孔，所述接头定位器上的2个定位孔与定位支座的2个定位孔的孔距相差一个焊接修配余量；修配时用插销将接头定位器上的修配余量控制孔与定位支座左端的修配余量定位孔定位，从而实现余量修配。

进一步地，所述工作部件为圆环形套筒结构，所述工作部件正面为修配工作面，所述工作部件的背面为用于与定位部件配的凸台，凸台中间设置有定位孔；两个定位孔与定位部件的夹具定位座配合使用，插上插销，起到准确定位该修配装置的目的。工作部件的圆环形套筒内部设置有用于躲避焊缝的焊缝躲避槽，所述焊缝躲避槽至少为两个。

进一步地，所述工作部件为筒状结构，所述筒状结构端面呈马口型的相贯工作曲面。

本申请的优点在于：

本申请主要是针对飞机导管焊接前的一个精确修配技术，针对不同的接头结构、不同的导管位置、不同的导管直径，设计出有一定通用性的修配余量控制装置，考虑到了焊接时可能出现的焊接收缩量，再根据焊接收缩量进行余量修配，精简了整体的工作流程，减轻了人工修配的工作量，提高了工作效率。

附图说明

图1为一种修配装置的结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3-图4为一种工作部件的结构示意图。

图5-图6为一种工作部件的结构示意图。

图7为定位部件的结构示意图。

具体实施方式

实施例1

一种在夹具上采用专用装置高效修配飞机焊接导管的方法，包括如下步骤：

步骤1)根据导管结构，导管材料、焊接顺序、焊接方法确定焊接收缩量，所述焊接收缩量就是焊接修配余量；焊接收缩量的计算方式如下：

其中△L表示焊接收缩量，单位是毫米；N表示同一焊缝焊接次数；K表示在一定时间一定电弧作用下管材变形量，单位是毫米/安.秒；I表示焊接电流，单位是安；G表示不同材料、不同壁厚每次焊接变形系数单位是毫米；U表示焊接速度，单位是毫米/秒；

该公式表示焊接收缩量与焊接电流，焊接速度、是否连续焊接及一道焊缝要焊接的次数，焊接的材料都有关系。

具体表示焊接的电流越大，焊接变形收缩量越大，焊接的速度越快，变形收缩量越小，焊接次数越多，焊接变形收缩量就越大，不同的焊接材料，其变形的收缩量不同，同种材料的不同壁厚的管材，其变形的收缩量也是不同的。

公式验证举例：

某铝导管壁厚为1毫米，每道焊缝焊接次数为3次，在每秒20A焊接电流产生的电弧作用下变形量是0.2毫米，焊接速度是1毫米/秒，其焊接收缩量为：

步骤2)焊接修配余量确定以后，根据焊接修配余量的数据使用修配余量装置，对导管余量进行精确修配；余量修配装置包括工作部件和定位部件，所述定位装置包括定位支座和位于定位支座上的接头定位器，定位支座上有2个定位孔，其中右端的定位孔是理论定位孔，左端的定位孔为修配余量定位孔，接头定位器上也设置有同样功能的理论定位孔和修配余量定位孔，所述接头定位器上的2个定位孔与定位支座的2个定位孔的孔距相差一个焊接修配余量；修配时用插销将接头定位器上的修配余量控制孔与定位支座左端的修配余量定位孔定位，从而实现余量修配。

工作部件可以为圆环形套筒结构，所述工作部件正面为修配工作面，所述工作部件的背面为用于与定位部件配的凸台，凸台中间设置有定位孔；两个定位孔与定位部件的夹具定位座配合使用，插上插销，起到准确定位该修配装置的目的。工作部件的圆环形套筒内部设置有用于躲避焊缝的焊缝躲避槽，所述焊缝躲避槽至少为两个。

工作部件可以为筒状结构，所述筒状结构端面呈马口型的相贯工作曲面。

步骤3)修配完成以后进行焊接工序。

该修配方法关键技术在于按导管修配余量，设计余量修配装置。

实施例2

如图1和图2所示，图1为一套导管焊接夹具，该焊接夹具有左右两条焊缝，左边的一条焊缝是接头A与导管B的焊接，右边的一条焊缝是直径大小不同导管B与导管C之间的焊接。该两条焊缝一直存在无法精确修配导管余量，造成焊接后导管的质量很差，不稳定，合格率低。左边一条焊缝是接头A与导管B焊接，接头A是机加件，尺寸已经到位，导管B端部有余量。由于导管焊接有收缩，所以修配导管时要考虑收缩余量。该焊缝导管端面与夹具底面是斜面、留收缩量、还能准确定位等特点设计一个余量修配装置。该修配装置的设计首先要考虑几个因素：1.B管左端是要修配的位置，由于导管焊接都有收缩，收缩就要考虑焊接收缩量的确定。2.要修配B管左端有余量的导管，就要考虑这个位置如何在夹具上确定下来，才能确定要准确的修配的位置。3.对于这个修配装置的设计，本身应该考虑的因数有哪些，才能满足使用要求。针对以上因数，详细设计方案是：根据焊接收缩量，设计修配装置的修配端面时，就不能设计在B管左端的理论位置，就要向A管端增加一个焊接收缩量。该装置由于是用于精确修配导管的，所以设计的结构要能套在导管外径上，因此装置的工作部位是一个圆环形，能够套在导管上，如果导管有焊缝的，还要根据数模设计焊缝躲避槽，才能套上导管使用。定位这里受导管定位座的影响，夹具已经没有了独立放置在夹具上的空间，就只能在夹具导管型面定位座上定位。装置由于的用于导管修配的，要与角磨机。锉刀、砂轮的设备和工具接触，还要考虑有一定的硬度和刚度。

该修配装置如图3-图4所示。外形是方形，内形与导管外形一样，为了能够套上导管方便修配，内径比导管外径大1mm,内径中间的两个槽为导管B上下两半管焊接时形成焊缝的躲避槽。正面为导管端面的修配面，留有修配余量，背面有两个凸台，凸台放置在夹具定位座上，凸台中间有两个定位孔，该两个孔与夹具定位座配合使用，插上插销，起到准确定位该修配装置的目的。该装置由于在使用过程中要与锉刀等工具接触，使用过程要求不易变形，所以该装置要有一定强度和刚度，因此该装置选用T12A,HRC 50～55。

如图5和图6所示，B管与C管的连接，B管直径大C管直径小，两管相交呈马口型相贯线，要修配的导管是C管，对于这种结构的修配装置就不同于上面的结构，要修配的导管型面是一个马口型，该结构必须设计呈马口型才能满足使用要求，同样该装置套在C管数模上，用数模上两管相贯曲面作延展处理，就可以设计出装置的相贯工作曲面了。右边一条焊缝是两个不同直径大小不同导管B与导管C之间的焊接，导管C端面有余量且没有马口型。要修配导管C马口型，要一点一点与导管B外形相配合修配，难度很大，修配时间长，质量差。现设计一修配装置用于修配导管C马口型(如图5所示)。该修配装置为一圆柱筒，内径比导管C外径大1mm，外径比内径大10mm,左端面为导管C修配面，按导管C数模设计成马口型，没有修配余量。同上，该装置由于在使用过程中要与锉刀等工具接触，使用过程要求不易变形，所以该装置要有一定强度和刚度，因此该装置选用T12A,HRC 50～55。

修配装置还包含一个定位装置，该定位装置是通用的，见图7，定位支座上有2个定位孔，右端的一个是用于理论定位孔，左端的一个的用于控制修配余量用的定位孔，同理接头定位器也有同样功能的2个孔，不同的是接头定位器上的2个孔与定位支座的2个孔孔距不一样，差了一个修配余量(如图7所示，修配余量为0.5)。修配的时候需要用插销将接头定位器上的修配余量控制孔与定位支座左端的修配余量定位孔定位，从而实现其功能。

具体的修配方法为：首先将导管B放置在夹具上，安放好修配装置，插上插销，定好位，保证导管B与修配装置位置固定。用划线针沿一个工作部件工作表面在导管B表面圆周划线。取下导管B用锉刀或砂轮修配导管B余量。修配完余量后将导管B放置在夹具上准备与接头A焊接。导管C的修配，是将另一个工作部件,直接套在导管C上，保证导管C与另一个工作部件相对固定，同样用划线针沿另一个工作部件工作端面马口在导管C表面圆周划线。取下导管C用锉刀或砂轮修配导管C余量。修配完余量后将导管C放置在夹具上修配马口另一端，另一端修配方法与上面相同。

Claims (2)

1.一种在夹具上采用专用装置高效修配飞机焊接导管的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1)根据导管结构，导管材料、焊接顺序、焊接方法确定焊接收缩量，所述焊接收缩量就是焊接修配余量；焊接收缩量的计算方式如下：

其中△L表示焊接收缩量，单位是毫米；N表示同一焊缝焊接次数；K表示在一定时间一定电弧作用下管材变形量，单位是毫米/安.秒；I表示焊接电流，单位是安；G表示不同材料、不同壁厚每次焊接变形系数单位是毫米；U表示焊接速度，单位是毫米/秒；

步骤2)焊接修配余量确定以后，根据焊接修配余量的数据使用修配余量装置，对导管余量进行精确修配；余量修配装置包括工作部件和定位部件，所述定位部件包括定位支座和位于定位支座上的接头定位器，定位支座上有2个定位孔，其中右端的定位孔是理论定位孔，左端的定位孔为修配余量定位孔，接头定位器上也设置有同样功能的理论定位孔和修配余量定位孔，所述接头定位器上的2个定位孔与定位支座的2个定位孔的孔距相差一个焊接修配余量；修配时用插销将接头定位器上的修配余量控制孔与定位支座左端的修配余量定位孔定位，从而实现余量修配；

步骤3)修配完成以后进行焊接工序；所述工作部件为圆环形套筒结构，所述工作部件正面为修配工作面，所述工作部件的背面为用于与定位部件配的凸台，凸台中间设置有定位孔；工作部件的圆环形套筒内部设置有用于躲避焊缝的焊缝躲避槽，所述焊缝躲避槽至少为两个。

2.根据权利要求1所述的一种在夹具上采用专用装置高效修配飞机焊接导管的方法，其特征在于：所述工作部件为筒状结构，所述筒状结构端面呈马口型的相贯工作曲面。

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