CN112665786B - 一种重载燃油箱承压变形控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种重载燃油箱承压变形控制方法，通过对燃油箱隔板与顶板塞焊形状、间距、分布密度等参数的设定，并对焊接过程中变形较大的区域确定约束条件，控制承压条件下薄壁、弱刚性燃油箱在封装端板处的变形，其所提供的是一种薄壁、弱刚性复杂曲面燃油箱变形控制方法，相对于现有技术，本发明简单易行，操作简便，满足油箱表面平面度变形控制，达到控制复杂曲面薄壁、弱刚性燃油箱承压变形控制技术要求。
Description
技术领域
本发明属于燃油箱测试技术领域，具体涉及一种重载燃油箱承压变形控制方法。
背景技术
为了检测重载燃油箱的防渗漏性能，通常对其充入一定气压密封后整体浸入水中通过气泡观察法进行检测。但由于重载燃油箱属于薄壁(δ＝3mm)、弱刚性构件，在承压条件下极易引起变形，使燃油箱表面形状呈波浪形，加剧燃油箱表面的不平整度，最大变形量可达10mm以上，难以保证燃油箱表面的平面度，直接影响燃油箱装配精度与服役状态。针对重载燃油箱存在的承压变形，目前的技术方案存在以下不足：在燃油箱承压后，薄壁、弱刚性重载燃油箱表面产生较大的变形，虽然设置加强筋后，会限制油箱局部表面的变形，但由于加强筋的深度较浅，同时在燃油箱压筋变形区域存在较大的反弹量，使得通过加强筋实现变形控制的效果不理想，无法满足燃油箱变形控制要求。此外通过增加隔板虽然局部可减小异形燃油箱平面的变形，但异形燃油箱组件大多采用复杂曲面结构，很难完全从异形燃油箱整体结构角度满足变形控制要求。同时隔板分隔的局部区域依然会出现回弹现象，依然无法满足对表面平面度控制要求。
发明内容
本发明提供一种重载燃油箱承压变形控制方法，要解决的技术问题是：既要避免因塞焊点过多引起更大的变形，同时也避免出现因塞焊点过少，异形油箱组件间的结合强度不高，无法保证油箱密封性要求的弊端。
为了解决以上技术问题，本发明提供了一种重载燃油箱承压变形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：根据燃油箱隔板与端板的搭接尺寸及塞焊后的承力状态，在展开料上做承力计算，在易变形区域设置多个塞焊孔，这种塞焊孔的分布与密度既要保证燃油箱塞焊位置的强度足以承受外加载荷的破坏，同时又要保证承压后对燃油箱变形的控制；
步骤2：根据燃油箱塞焊位置所需的结构强度与变形控制要求，结合塞焊孔的加工性能，将塞焊孔形状设置为长圆形；
步骤3：在制备燃油箱展开料时采用激光切割机按照先前设定的塞焊孔的形状、间距、分布密度进行加工；
步骤4：塞焊孔加工后，采用对称式定位焊利用钨极氩弧焊机对隔板与封装端板进行对称塞焊。
有益效果：本发明通过对燃油箱隔板与顶板塞焊形状、间距、分布密度等参数的设定，并对焊接过程中变形较大的区域确定约束条件，控制承压条件下薄壁、弱刚性燃油箱在封装端板处的变形，其所提供的是一种薄壁、弱刚性复杂曲面燃油箱变形控制方法，相对于现有技术，本专利所提供控制燃油箱承压变形的方法，变形控制方法简单易行，操作简便，满足油箱表面平面度变形控制，达到控制复杂曲面薄壁、弱刚性燃油箱承压变形控制技术要求。
附图说明
图1异形油箱塞焊孔分布与变形控制示意图；
图2单个塞焊点的几何特征图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
本发明提出的一种重载燃油箱承压变形控制方法，所述重载燃油箱结构为异形非对称封闭结构，通过在燃油箱的端板与隔板重合处塞焊孔的形状、几何特征参数、塞焊点间距等设置，进一步实现对异形油箱变形的控制，特别是承压状态下的变形的控制。具体实施方式如下：
步骤1：根据燃油箱隔板与端板的搭接尺寸及塞焊后的承力状态，在展开料上做承力计算，在易变形区域设置多个塞焊孔，塞焊孔的间距设置为100mm～120mm，分布密度为6-8个/米。这种塞焊孔的分布与密度既要保证燃油箱塞焊位置的强度足以承受外加载荷的破坏，同时又要保证承压后对燃油箱变形的控制。异形油箱塞焊分布方法如附图1所示，单个塞焊点的几何特征如附图2所示。
步骤2：根据燃油箱塞焊位置所需的结构强度与变形控制要求，结合塞焊孔的加工性能，将塞焊孔形状设置为长圆形。其中塞焊孔的长度为20mm～30mm，宽度为4mm～6mm，圆弧半径为2mm～4mm。这样设置的目的，一方面可防止焊接过程中的断弧、气孔、未焊透等缺陷；另一方面又防止铝合金焊接过程中热量的集中输入所引起的焊接缺陷。
步骤3：结合燃油箱薄壁、易变形等特征，在制备燃油箱展开料时采用激光切割机按照先前设定的塞焊孔的形状、间距、分布密度等参数进行加工，保证塞焊孔的制造精度要求。
步骤4：塞焊孔加工后，采用对称式定位焊利用钨极氩弧焊机对隔板与封装端板进行对称塞焊，塞焊工艺参数为：焊接电流：100～130A，气体流量：15～20L/min。塞焊后，保证折边处与封装端板紧密贴合。
步骤5：完成防渗漏测试后，对燃油箱表面进行平面度检测，考察燃油箱变形控制效果。
本发明通过对燃油箱塞焊点的形状、尺寸、分布密度的设置，结合重载燃油箱内部隔板空间分布，显著增强隔板与塞焊部位所形成空间刚性，满足燃油箱平面度控制要求，最终实现对薄壁、弱刚性重载燃油箱承压变形的控制。
通过封装端板与隔板的组合实现异形油箱整体密封。在对燃油箱整体密封过程中，通过对隔板与端板的连接部位设置塞焊孔及其间距、形状、分布密度等参数，改善因承压条件下因应力分布不合理所引起的变形，达到控制异形油箱变形的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种重载燃油箱承压变形控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：根据燃油箱隔板与封装端板的搭接尺寸及塞焊后的承力状态，在展开料上做承力计算，在易变形区域设置多个塞焊孔，这种塞焊孔的分布与密度既要保证燃油箱塞焊位置的强度足以承受外加载荷的破坏，同时又要保证承压后对燃油箱变形的控制；
步骤2：根据燃油箱塞焊位置所需的结构强度与变形控制要求，结合塞焊孔的加工性能，将塞焊孔形状设置为长圆形；塞焊孔的间距设置为100 mm～120mm，分布密度为6-8个/米；塞焊孔的长度为20mm～30mm，宽度为4mm～6mm，圆弧半径为2mm～4mm；
步骤3：在制备燃油箱展开料时采用激光切割机按照先前设定的塞焊孔的形状、间距和分布密度进行加工；
步骤4：塞焊孔加工后，采用对称式定位焊利用钨极氩弧焊机对隔板与封装端板进行对称塞焊；塞焊工艺参数为：焊接电流：100～130A，气体流量：15～20L/min。
2.根据权利要求1所述的一种重载燃油箱承压变形控制方法，其特征在于，塞焊后，保证折边处与封装端板紧密贴合。
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