CN114345839A - 一种钛合金筒体纵缝的清洗方法及系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种钛合金筒体纵缝的清洗方法及系统，该方法包括：将钛合金筒体设置于工装上，并分别通过工装夹持所述钛合金筒体的待焊接区；使用自动清洗系统分别对所述钛合金筒体中每端的待焊接区进行清洗，并在清洗过程中通过电机带动工装运动将所述待焊接区与待焊接部件错开；在清洗完成后通过所述电机带动工装运动，以使得所述待焊接区与所述待焊接部件相对设置。本申请解决了现有技术中清洗效率比较低以及适用性较差的技术问题。

Description

一种钛合金筒体纵缝的清洗方法及系统

技术领域

本申请涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种钛合金筒体纵缝的清洗方法及系统。

背景技术

钛及钛合金具有比强度高、抗氧化性与耐腐蚀性好、无磁等一系列的优点,广泛应用于航空航天、船舶、石油化工等领域。在其应用过程中，焊接发挥着至关重要的作用，为了提高焊接质量，需要对待焊接区域进行清理，去除表面的氧化膜。传统的清理方法为手工打磨，但是钛合金强度高，手工打磨刮削难度大，占用人员多，效率低，产品一致性差等问题，严重影响产品的焊接质量和生产进度。

激光清洗技术以其效率高、自动化程度高、绿色环保、显著改善作业环境等优势，逐渐在工业生产、设备加工制造、航空航天等多个领域得到应用，如钛合金板材、钛合金筒体对接环缝等，均可以实现待焊接区域内外表面及对接面的清洗，但是在筒体对接纵缝的应用过程中仍然存在多方面的问题，主要有以下两点：(1)筒体采用机械圈圆的方式成形，成形后形状存在不一致性，在清洗时需多次对程序进行编制调试，降低了激光清洗的效率；(2)筒体纵缝内表面及对接面由于设备的可达性无法进行清洗。

目前筒体纵缝的清理方式依然采用手工打磨的方式，存在效率低、人员占用率高等问题，尤其是筒体内部和对接面，打磨清理不到位，给后续的焊接带来质量隐患，同时，在一定程度上限制了自动激光清洗技术的广泛应用。

发明内容

本申请解决的技术问题是：针对现有技术中清洗效率比较低以及适用性较差。本申请提供了种钛合金筒体纵缝的清洗方法及系统，本申请实施例所提供的方案中，一方面可实现对钛合金筒体纵缝自动化清洗，提高了筒体清理的自动化程度，提高清理效率，降低了人工占用率；另一方面，通过工装来对钛合金筒体的待焊接区进行夹持，降低了筒体成形一致性要求，提高了自动清洗技术的适用范围。

第一方面，本申请实施例提供的一种钛合金筒体纵缝的清洗方法，该方法包括：将钛合金筒体设置于工装上，并分别通过工装夹持所述钛合金筒体的待焊接区；使用自动清洗系统分别对所述钛合金筒体中每端的待焊接区进行清洗，并在清洗过程中通过电机带动工装运动将所述待焊接区与待焊接部件错开；在清洗完成后通过所述电机带动工装运动，以使得所述待焊接区与所述待焊接部件相对设置。

可选地，通过工装夹持所述钛合金筒体的待焊接区，包括：通过第一工装夹持在所述钛合金筒体上第一端所对应的第一待焊接区的两侧；通过第二工装夹持在所述钛合金筒体上第二端所对应的第二待焊接区的两侧。

可选地，使用自动清洗系统分别对所述钛合金筒体中每端的待焊接区进行清洗之前，还包括：调试并确定所述自动清洗系统运行的运行路径。

可选地，使用自动清洗系统分别对所述钛合金筒体中每端的待焊接区进行清洗，包括：使用自动清洗系统按照所述运行路径对依次对所述第一待焊接区的外表面、对接面和内表面进行清洗；在所述第一待焊接区清洗完成后，使用自动清洗系统按照运行路径依次对所述第二待焊接区的外表面、对接面和内表面进行清洗。

可选地，还包括：调整所述工装在所述钛合金筒体夹持的位置，以使得所述位置和所述待焊接区之间距离大于20mm。

可选地，所述第一工装与所述第二工装为同一工装或不同工装。

可选地，所述第一工装与所述第一待焊接区之间的距离与所述第二工装与所述第二待焊接区之间的距离相同。

可选地，所述待焊接区与所述待焊接部件之间错开的高度不小于100mm。

第二方面，本申请实施例提供的一种钛合金筒体纵缝的清洗系统，该系统包括：工装、电机以及自动清洗系统，其中，所述工装用于承载钛合金筒体以及夹持所述钛合金筒体的待焊接区；

所述电机与所述工装连接，用于在清洗过程中带动工装运动，以使得所述工装夹持的待焊接区与待焊接部件错开；以及在清洗完成后带动工装运动，以使得所述待焊接区与所述待焊接部件相对设置；

所述自动清洗系统，用于分别对所述钛合金筒体中每端的待焊接区进行清洗。

可选地，所述工装包括第一工装和第二工装，其中，所述第一工装用于夹持在所述钛合金筒体上第一端所对应的第一待焊接区的两侧；所述第二工装用于夹持在所述钛合金筒体上第二端所对应的第二待焊接区的两侧。

可选地，其特征在于，所述自动清洗系统根据运行路径对依次对所述第一待焊接区的外表面、对接面和内表面进行清洗；

在所述第一待焊接区清洗完成后，依次对所述第二待焊接区的外表面、对接面和内表面进行清洗。

与现有技术相比，本申请实施例所提供的方案至少具有如下有益效果：

本申请实施例所提供的方案中，通过工装能够实现对筒体焊缝区两侧夹持，同时可完成上下错边运动；然后通过自动清洗系统对钛合金筒体的待焊接区外表面清理，然后电机带动工装夹持筒体完成一侧错边运动，通过编程完成自动激光清洗对接面及内表面过程；待一侧完成后，筒体复位，然后另一次再错边，完成自动激光清洗对接面及内表面过程。因此，本申请实施例所提供的方案，一方面可实现对钛合金筒体纵缝自动化清洗，提高了筒体清理的自动化程度，提高清理效率，降低了人工占用率；另一方面，通过工装来对钛合金筒体的待焊接区进行夹持，降低了筒体成形一致性要求，提高了自动清洗技术的适用范围。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的一种钛合金筒体纵缝的清洗系统的结构示意图；

图2为本申请实施例所提供的一种控制钛合金筒体错位的示意图；

图3为本申请实施例所提供的一种钛合金筒体纵缝的清洗方法的流程示意图。

具体实施方式

本申请实施例提供的方案中，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

参见图1，为本申请实施例提供的一种钛合金筒体纵缝的清洗系统的结构示意图。在图1中，该系统包括：工装、电机以及自动清洗系统，其中，所述工装用于承载钛合金筒体以及夹持所述钛合金筒体的待焊接区；所述电机与所述工装连接，用于在清洗过程中带动工装运动，以使得所述工装夹持的待焊接区与待焊接部件错开；以及在清洗完成后带动工装运动，以使得所述待焊接区与所述待焊接部件相对设置；所述自动清洗系统，用于分别对所述钛合金筒体中每端的待焊接区进行清洗。

具体的，在本申请实施例所提供的方案中，首先将圈圆成形后的钛合金筒体设置于工装之上，并通过工装夹持在钛合金筒体中待焊接区的两侧。作为举例，由于钛合金筒体具有两个端，每一端均具有待焊接区，可以设置一个工装通过两次来分别对每一端的待焊接区进行夹持，也可以设置两个工装来分别对每一端的待焊接区进行夹持。作为举例，工装可以通过加紧块来对待焊接区进行夹持。为了便于理解下面对通过设置两个工装来对每一端的待焊接区进行夹持的方案进行简要介绍。

在一种可能实现的方式中，所述工装包括第一工装和第二工装，其中，所述第一工装用于夹持在所述钛合金筒体上第一端所对应的第一待焊接区的两侧；所述第二工装用于夹持在所述钛合金筒体上第二端所对应的第二待焊接区的两侧。

进一步，在本申请实施例所提供的方案中，为了确保钛合金筒两端的待焊接区露出相同的宽度，不管是通过一个工装两次对待焊接区进行夹持，还是通过两个工装分别对两端的待焊接区进行夹持均需要调整工装夹持位置，以使得钛合金筒两端的待焊接区露出相同的宽度。作为举例，调整所述工装在所述钛合金筒体夹持的位置，以使得所述位置和所述待焊接区之间距离大于20mm。

进一步，在本申请实施例所提供的方案中，在通过工装对钛合金筒体的待焊接区进行夹持之后，首先通过自动清洗系统对钛合金筒体一端的待焊接区的外表面进行清洗，然后通过电机带动工装运动，进而通过工装带动其夹紧的钛合金筒体一端的待焊接区移动，以实现将所述待焊接区与待焊接部件错开。作为举例，所述待焊接区与所述待焊接部件之间错开的高度不小于100mm。进一步，在错开之后，待焊接区的对接面和内表面即暴露出来，通过自动清洗系统对待焊接区的对接面和内表面进行清洗；最后在清洗完成后，通过电机带动工装运动，以使得被工装夹持的钛合金筒体一端的待焊接区移回初始位置(如与待焊接部件相对设置的位置)。在对钛合金筒体的一端待焊接区进行清洗之后，也可采用相同的方式对钛合金筒体的另一端的待焊接区进行清洗，具体清洗过程参见上述内容以及图2，在此不做赘述。作为举例，自动清洗系统可以为激光清洗系统，该自动清洗系统通过使用激光清洗头来对钛合金筒体的待焊接区进行清洗。另外，在本申请实施例所提供的方案中，自动清洗系统还包括激光清洗机器人(图中未标注)，激光清洗头设置于激光清洗机器人或者与所述激光清洗机器人连接，通过激光清洗机器人的行走带动激光清洗头运动到不同的位置，进而实现对钛合金筒体不同部位的清洗，例如对待焊接区外表面、对接面或内表面进行清洗。

进一步，在本申请实施例所提供的方案中，为了实现对钛合金筒体的待焊接区的外面表、对接面和内表面进行清洗，自动清洗系统在对待焊接区进行清洗之前，还需要调试并确定自动清洗系统所运行的运行路径，以便自动清洗系统能根据该运行路劲自动执行对待焊接区的清洗。为了便于理解下面对调试并确定运行路径的过程进行简要介绍。

作为举例，首先开启激光清洗系统，调试激光清洗系统中激光清洗机器人的行走路径，以完成对待焊接区的外表面及对接面的清洗，而内表面允许倾斜清洗，光斑面积覆盖内表面待焊区域即可；然后编制自动化激光清洗程序，可完成待焊区外表面、对接面、内表面的自动清洗过程，顺序为先清洗待焊区外表面，然后电机启动使得筒体两侧错开，清洗对接面，随后清洗同侧内表面。进一步，该激光清洗系统中，激光功可以为率为80W，清洗速度(显示值)为30V-40V，脉冲频率200KHz，清洗高度为焦点位置，光斑宽度20mm，激光入射方向为外表面及对接面垂直，内表面覆盖即可。

应理解，本申请实施例所提供的系统或者方案，不仅适用于钛合金筒体纵缝的清洗，同时可推广应用于其他材料筒体纵缝的自动化激光清洗，适用范围广，具有较高的实际可操作性。

本申请实施例所提供的方案中，通过工装能够实现对筒体焊缝区两侧夹持，同时可完成上下错边运动；然后通过自动清洗系统对钛合金筒体的待焊接区外表面清理，然后电机带动工装夹持筒体完成一侧错边运动，通过编程完成自动激光清洗对接面及内表面过程；待一侧完成后，筒体复位，然后另一次再错边，完成自动激光清洗对接面及内表面过程。因此，本申请实施例所提供的方案，一方面可实现对钛合金筒体纵缝自动化清洗，提高了筒体清理的自动化程度，提高清理效率，降低了人工占用率；另一方面，通过工装来对钛合金筒体的待焊接区进行夹持，降低了筒体成形一致性要求，提高了自动清洗技术的适用范围。

以下结合说明书附图对本申请实施例所提供的一种钛合金筒体纵缝的清洗方法做进一步详细的说明，该方法具体实现方式可以包括以下步骤(方法流程如图3所示)：

步骤301，将钛合金筒体设置于工装上，并分别通过工装夹持所述钛合金筒体的待焊接区。

步骤302，使用自动清洗系统分别对所述钛合金筒体中每端的待焊接区进行清洗，并在清洗过程中通过电机带动工装运动将所述待焊接区与待焊接部件错开。

步骤303，在清洗完成后通过所述电机带动工装运动，以使得所述待焊接区与所述待焊接部件相对设置。

在一种可能实现方式中，通过工装夹持所述钛合金筒体的待焊接区，包括：通过第一工装夹持在所述钛合金筒体上第一端所对应的第一待焊接区的两侧；通过第二工装夹持在所述钛合金筒体上第二端所对应的第二待焊接区的两侧。

进一步，在一种可能实现方式中，使用自动清洗系统分别对所述钛合金筒体中每端的待焊接区进行清洗之前，还包括：调试并确定所述自动清洗系统运行的运行路径。

进一步，在一种可能实现方式中，使用自动清洗系统分别对所述钛合金筒体中每端的待焊接区进行清洗，包括：使用自动清洗系统按照所述运行路径对依次对所述第一待焊接区的外表面、对接面和内表面进行清洗；在所述第一待焊接区清洗完成后，使用自动清洗系统按照运行路径依次对所述第二待焊接区的外表面、对接面和内表面进行清洗。

进一步，在一种可能实现方式中，还包括：调整所述工装在所述钛合金筒体夹持的位置，以使得所述位置和所述待焊接区之间距离大于20mm。

进一步，在一种可能实现方式中，所述第一工装与所述第二工装为同一工装或不同工装。

进一步，在一种可能实现方式中，所述第一工装与所述第一待焊接区之间的距离与所述第二工装与所述第二待焊接区之间的距离相同。

进一步，在一种可能实现方式中，所述待焊接区与所述待焊接部件之间错开的高度不小于100mm。

具体的，本申请实施例所提供的对钛合金筒体纵缝的清洗方案的流程在上述图1所述的系统中已经进行了说明，在此不做赘述。

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

Claims (11)

1.一种钛合金筒体纵缝的清洗方法，其特征在于，包括：

将钛合金筒体设置于工装上，并分别通过工装夹持所述钛合金筒体的待焊接区；

使用自动清洗系统分别对所述钛合金筒体中每端的待焊接区进行清洗，并在清洗过程中通过电机带动工装运动将所述待焊接区与待焊接部件错开；

在清洗完成后通过所述电机带动工装运动，以使得所述待焊接区与所述待焊接部件相对设置。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过工装夹持所述钛合金筒体的待焊接区，包括：

通过第一工装夹持在所述钛合金筒体上第一端所对应的第一待焊接区的两侧；

通过第二工装夹持在所述钛合金筒体上第二端所对应的第二待焊接区的两侧。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，使用自动清洗系统分别对所述钛合金筒体中每端的待焊接区进行清洗之前，还包括：

调试并确定所述自动清洗系统运行的运行路径。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，使用自动清洗系统分别对所述钛合金筒体中每端的待焊接区进行清洗，包括：

使用自动清洗系统按照所述运行路径对依次对所述第一待焊接区的外表面、对接面和内表面进行清洗；

在所述第一待焊接区清洗完成后，使用自动清洗系统按照运行路径依次对所述第二待焊接区的外表面、对接面和内表面进行清洗。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：调整所述工装在所述钛合金筒体夹持的位置，以使得所述位置和所述待焊接区之间距离大于20mm。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一工装与所述第二工装为同一工装或不同工装。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一工装与所述第一待焊接区之间的距离与所述第二工装与所述第二待焊接区之间的距离相同。

8.如权利要求1～7任一项所述的方法，其特征在于，所述待焊接区与所述待焊接部件之间错开的高度不小于100mm。

9.一种钛合金筒体纵缝的清洗系统，其特征在于，包括：工装、电机以及自动清洗系统，其中，所述工装用于承载钛合金筒体以及夹持所述钛合金筒体的待焊接区；

所述电机与所述工装连接，用于在清洗过程中带动工装运动，以使得所述工装夹持的待焊接区与待焊接部件错开；以及在清洗完成后带动工装运动，以使得所述待焊接区与所述待焊接部件相对设置；

所述自动清洗系统，用于分别对所述钛合金筒体中每端的待焊接区进行清洗。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述工装包括第一工装和第二工装，其中，所述第一工装用于夹持在所述钛合金筒体上第一端所对应的第一待焊接区的两侧；所述第二工装用于夹持在所述钛合金筒体上第二端所对应的第二待焊接区的两侧。

11.如权利要求10所述的系统，其特征在于，所述自动清洗系统根据运行路径对依次对所述第一待焊接区的外表面、对接面和内表面进行清洗；

在所述第一待焊接区清洗完成后，依次对所述第二待焊接区的外表面、对接面和内表面进行清洗。

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