CN117260054A - 一种用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置及焊接方法 - Google Patents

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CN117260054A CN202311558602.4A CN202311558602A CN117260054A CN 117260054 A CN117260054 A CN 117260054A CN 202311558602 A CN202311558602 A CN 202311558602A CN 117260054 A CN117260054 A CN 117260054A
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Abstract

本发明公开了一种用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置及焊接方法,涉及航空领域,包括管路,所述焊接装置还包括定位三脚架和旋转焊台,管路穿过并固定在旋转焊台上,定位三脚架安装在管路上。本发明用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置,可以保证焊接前后的形状和位置都不发生变化。

Description

一种用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置及焊接方法
技术领域
本发明涉及航空领域,特别涉及用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置及焊接方法。
背景技术
飞机发动机作为飞机的心脏,其重要作用和复杂程度不言而喻。发动机上安装有较多的异形薄壁管路(以下简称管路),由于该类管路在发动机上的安装位置特殊,且空间狭小,加之为薄壁管路,在拆卸该管路周围的部附件时,容易造成该类管路表面碰伤或撞击凹陷,导致不可用。
由于该类管路属于高附加值部附件,针对上述表面碰伤或撞击凹陷,按照OEM厂家手册的描述是可以通过焊接方式来修复,但对其修复过程中所需的焊接装置及对应的配套工装等进行技术封锁。在焊接修复部分仅有一句话描述,即:“使用自制工装进行定位,切割后执行氩弧焊接,检查焊接质量后即可执行放行工作。”但对如何定位、如何切割、如何焊接、如何保证焊接后的结构不发生变化等具体问题均未进行说明,也没有相应的维修工艺。
由于管壁很薄,焊接修复相对于普通管路而言具有更大的难度。如:对接焊缝时很容易产生错边或斜边,焊接中也容易被烧穿;加之为异形结构其定位工装复杂,容易形成封闭区域,较难实现一次性连续焊接。
发明内容
针对上述异形薄壁管路焊接修复过程中的多方面重难点问题,本发明提供一种用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置及对应的配套工装,该用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置及对应的配套工装可以解决上述焊接修复过程中的准确定位和对接,以及绕焊接管段360°旋转的一次性连续焊接等重难点问题,并且不会出现堆焊、焊穿、气孔及裂纹等缺陷,保证了焊接前后的形状和位置等都不发生变化。
技术方案是:一种用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置,包括管路,所述焊接装置还包括定位三脚架和旋转焊台,管路穿过并固定在旋转焊台上,定位三脚架安装在管路上。
作为优选,所述管路包括上管段、中间管段和下管段,用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括点焊定位器,点焊定位器有2个,第1个安装在上管段和中间管段的对接处,第2个安装在中间管段和下管段的对接处;定位三脚架包括主撑和斜撑,主撑的两端各自连接有伸缩式可调节机构,斜撑一端连接在主撑的下端约1/3位置处,另一端连接有伸缩式可调节机构,通过卡箍与下管段连接,主撑上端设置有上接头,下端设置有下接头,主撑上端通过上接头与上管段的上端连接,下端通过下接头与下管段末端连接;上管段的上端安装有上管段连接螺母,上接头的下端设置有与上管段连接螺母配合的螺纹,上接头的上端设置有快卸卡头;下接头的螺帽部分与下管段的螺纹接口部分对接,下接头的圆柱部分焊接在主撑的末端;下管段上开设有定位槽,卡箍与下管段的定位槽部分对接,起到定位和固定的作用。
作为优选,所述旋转焊台包括焊台面、焊枪固定器、焊枪、三爪卡盘、卡盘手动锁、卡盘齿轮和卡盘轴承安装座,焊枪固定器固定在焊台面上,焊枪固定在焊枪固定器上,三爪卡盘通过端面轴承和深沟轴承安装在卡盘轴承安装座内,卡盘轴承安装座通过第一固定螺钉固定在焊台面上,卡盘手动锁安装在三爪卡盘上,卡盘手动锁锁紧下管段。
作为优选,所述旋转焊台还包括伺服电机、电机齿轮、电机轴承安装座,伺服电机通过电机固定架固定在焊台面上,电机齿轮固定在伺服电机的电机输出轴上,电机齿轮的齿面与固定在三爪卡盘上的卡盘齿轮的齿面进行啮合,电机齿轮的下端部分通过锥形轴承安装在电机轴承安装座内,电机轴承安装座内通过第二固定螺钉固定在焊台面上。
作为优选,所述用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括升降座,升降座包括升降座底板、升降座脚轮、箱体、气缸安装板、气缸和作动杆榫头,升降座脚轮有4个,均布安装在升降座底板下面,箱体位于升降座底板的上面且位置居中,气缸安装板有6个,均布焊接在箱体外侧,气缸有6个,分别通过固定螺栓安装在气缸安装板上,作动杆榫头有6个,分别安装在气缸的作动杆端部;所述旋转焊台还包括定位块,定位块有6个,均布安装在焊台面的底部,定位块与作动杆榫头对接。
作为优选,所述箱体的形状为四边形、六边形或圆形。
作为优选,所述用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括操控台,操控台包括操控台台面,操控台安装有脚轮,操控台台面上分别放置有内含程控装置的操控面板、空气压缩机和氩弧焊机,脚轮有4个,分别安装在操控台的底部。
作为优选,所述用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括支架、氩气管、氩气瓶和氩气瓶架,支架安装在操控台台面上,氩气管穿过支架上,氩气管一端与氩气瓶连接,另一端设置有快卸接头,该快卸接头与所述快卸卡头相连接。
作为优选,所述用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括电源线束和控制线束,电源线束包括电机线束和焊枪线束;用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括空气压缩机和压缩空气管,压缩空气管一端与空气压缩机连接,另一端与气缸连接。
本发明还提供一种飞机发动机异形管路修复焊接方法。
技术方案是:一种飞机发动机异形管路修复焊接方法,采用上述的用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置焊接,包括以下步骤:
S1, 来件接收,核对信息;
S2,目视检查,故障初判;
S3,清洗烘干,去除油污;
S4,荧光检测,故障终判;
S5,定位切割,去除故障段;
S6,适配新管,替换故障段;
S7,定位点焊,定位新管段;
S8,焊接修复,恢复管路状态及性能;
S9,孔探检查,焊接后管内错边检查;
S10,荧光检测,焊接后焊缝质量初检;
S11,X光检测,焊接后焊缝质量终检;
S12,清洗烘干,去除颗粒杂物;
S13,试验测试,密封测试及耐压测试。
其中,S8包括以下步骤:
S81,焊接前完成管路的安装、焊枪位置的调整;
S82,开启空气压缩机和氩气瓶;
S83,通过操控面板设定0点位置,再设定旋转焊台的转动角度为365°;
S84,设定好升降座的气缸伸缩时间和管路的旋转时间;
S85,设定好焊接参数,点击操控面板的开始按钮,完成焊接;
S86,焊接检查;
S87,使用砂纸打磨表面变色区域,漏出金属光泽。
发明有益效果:
本发明解决了飞机发动机异形管路焊接修复过程中的准确定位和对接,以及绕焊接管段360°旋转的一次性连续焊接等重难点问题,并且不会出现堆焊、焊穿、气孔及裂纹等缺陷,保证了焊接前后的形状和位置等都不发生变化。
附图说明
图1为本发明焊接装置的三维示意图;
图2为管路与定位三脚架连接结构示意图;
图3为点焊定位器固定且定位管段示意图;
图4为上接头与上管段及主撑连接示意图;
图5为下接头与下管段及主撑连接示意图;
图6为卡箍与斜撑及下管段连接示意图;
图7为旋转焊台与管路安装示意图;
图8为升降座结构示意图;
图9为升降座与旋转焊台连接示意图(焊台处于自由状态,所有气缸的作动杆全部缩回);
图10为升降座与旋转焊台安装示意图(焊台处于工作状态,所有气缸的作动杆先全部伸出再依次缩回后再伸出);
图11为操控台结构示意图;
图12为焊接前管路安装示意图;
图13为焊接内支撑工装示意图;
图14为焊接内支撑工装状态示意图;
图中,1、管路,101、上管段,102、下管段,103、中间管段,104、点焊定位器,105、上管段连接螺母,106、内支撑工装,1061、支撑块,1062、楔形芯体,1063、细钢索,2、定位三脚架,201、主撑,202、斜撑,203、上接头,204、下接头,205、卡箍,206、第一锁紧螺钉,207、第二锁紧螺钉,208、第三锁紧螺钉,3、旋转焊台,301、焊台面,302、焊枪固定器,303、焊枪,304、三爪卡盘,305、伺服电机,306、电机固定架,307、卡盘手动锁,308、定位块,309、电机齿轮,310、卡盘齿轮,311、电机输出轴,312、电机轴承安装座,313、第二固定螺钉,314、锥形轴承,315、第一固定螺钉,316、深沟轴承,317、卡盘轴承安装座,318、端面轴承,4、升降座,401、升降座底板,402、升降座脚轮,403、箱体,404、气缸安装板,405、气缸,406、作动杆榫头,407、固定螺栓,5、操控台,501、操控台台面,502、操控面板,503、氩弧焊机,504、空气压缩机,505、氩气瓶,506、氩气瓶架,507、脚轮,6、支架,7、氩气管,8、电源线束,801、电机线束,802、焊枪线束,9、控制线束,10、压缩空气管。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖向”、“纵向”、“侧向”、“水平”、“内”、“外”、“前”、“后”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“开有”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接 ,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
请参考图1,图1为本发明焊接装置的三维示意图。
一种用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置,包括管路1、定位三脚架2和旋转焊台3,管路1穿过并固定在旋转焊台3上,定位三脚架2安装在管路1上。设计定位三脚架的作用为:将管路最重要的两端接口进行固定,可以保证焊接前后两端接口的位置不会发生变化,保证返回后可正常的装机使用。
由于三脚架可以形成一个稳定的结构,在切割和焊接过程中定位三脚架2可用于固定和定位管路1,在焊接完成后还可用于校验管路1的空间位置。若没有定位三脚架2进行定位,仅以手工方式进行定位,由于焊接过程中产生的热变形,会导致管路1两端的管口与原来空间位置相比发生偏移,最终导致无法与发动机上的原接口相对,造成无法装机使用。
旋转焊台3用于夹持且固定管路1,并且驱动下匀速转动管路1。
请参考图2,图2为管路与定位三脚架连接结构示意图。
管路1包括上管段101、中间管段103和下管段102,用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括点焊定位器104,点焊定位器104有2个,第1个安装在上管段101和中间管段103的对接处,第2个安装在中间管段103和下管段102的对接处;定位三脚架2包括主撑201和斜撑202,主撑201的两端各自连接有伸缩式可调节机构,斜撑202一端连接在主撑201的下端约1/3位置处,另一端有伸缩式可调节机构,通过卡箍205与下管段102连接,主撑201上端设置有上接头203,下端设置有下接头204,主撑201上端通过上接头203与上管段101的上端连接,下端通过下接头204与下管段102末端连接。因此,定位三脚架2通过上接头203、下接头204和卡箍205安装在管路1上。
每个伸缩式可调节机构由内筒、外筒和锁紧螺钉组成,其中,外筒上开设有一供锁紧螺钉通过的孔,内筒上沿轴向开设有若干定位螺孔,主撑201的一个伸缩式可调节机构通过第一锁紧螺钉206将调节后的主撑201的一端锁紧,另一伸缩式可调节机构通过第二锁紧螺钉207将调节后的主撑201的另一端进行锁紧,斜撑202的伸缩式可调节机构将调节后的斜撑202进行锁紧。
由于定位三脚架2是为该管路1而设计的专用固定架,且为刚性结构。通过三个定位点(上接头203、下接头204和卡箍205)安装在管路1上,各定位点与管路1的接头完全匹配,并且各定位点均与管路1的自由状态下对接拧紧,以减少应力。从而可保证管路1在整个切割和重新焊接过程中最大程度的保持原来的位置,减少变形,使得管路1的焊接变形量不会超出该管焊接工艺标准中的要求。反之,若没有定位三脚架2来增加定位,由于焊接过程中产生的热变形,会导致两端的管口与原来位置相比发生偏移,最终导致无法与发动机上的原接口相对,造成无法装机使用。
点焊定位器104的作用为固定且定位管段并进行多点电焊。可参考图3,图3为点焊定位器固定且定位管段示意图。点焊定位器104的作用为:用于定位点焊时对新旧管段的外表面进行紧固和定位,防止外错边。
请参考图4,图4为上接头与上管段及主撑连接示意图,上管段101的上端安装有上管段连接螺母105,上接头203的下端设置有与上管段连接螺母105配合的螺纹,上接头203的上端设置有快卸卡头。上管段连接螺母105为可旋转螺母,上管段连接螺母105的螺纹整体为圆形,但周边一圈有凹凸齿,连接时,可先用手拧紧或专用扳手拧紧。设计该快卸卡头的作用为:焊接过程中可以保证在管路转动的情况下,氩气管不会发生缠绕,并且通过该快卸接头还能够向管路内部持续的输送氩气保护气体,保证焊接质量。
请参考图5,图5为下接头与下管段及主撑连接示意图,下接头204的螺帽部分与下管段102的螺纹接口部分对接,下接头204的圆柱部分焊接在主撑201的末端。下接头204的末端设计有氩气排气孔,排气孔的作用为:管路焊接过程中不会造成管路内的氩气憋压。
请参考图6,图6为卡箍与斜撑及下管段连接示意图,下管段102上开设有定位槽,卡箍205与下管段102的定位槽部分对接,起到定位和固定的作用。
当增加定位三脚架2进行定位,进行固定装置定位,管路1和定位三脚架2会形成一个封闭结构。由于该封闭结构的三角区域空间较小的问题,会导致手工焊接时很难在该结构的基础上实现一次性的旋转焊接(即很难实现一段完整的连续焊弧),最少会形成两段拼接型焊弧,在拼接处易产生焊接缺陷。其原因是手工焊接很难做到连续且稳定地圆周转动360°,即很难实现连续、稳定且高质量的焊接效果。
管路1在切割后若采用无定位的形式进行焊接,其焊接后的变形量将导致无法装机使用。若采用两端定位且固定的形式进行焊接,定位三脚架2与管路1之间将形成封闭区域。由于该封闭区域内空间较小,若采取常规的旋转方式,不论是手工焊接还是自动焊接都无法避开封闭区域的阻碍,使得焊接部位无法形成360°连续焊接。
请参考图7,图7为旋转焊台与管路安装示意图,旋转焊台3包括焊台面301、焊枪固定器302、焊枪303、三爪卡盘304、卡盘手动锁307、卡盘齿轮310和卡盘轴承安装座317,焊枪固定器302固定在焊台面301上,焊枪303固定在焊枪固定器302上,三爪卡盘304通过端面轴承318和深沟轴承316安装在卡盘轴承安装座317内,卡盘轴承安装座317通过第一固定螺钉315固定在焊台面301上,卡盘手动锁307安装在三爪卡盘304上,卡盘手动锁307锁紧下管段102。
焊枪的旋转角度和焊枪的高低位置可通过焊枪固定器302调节,卡盘手动锁307可以手动锁紧下管段102。
旋转焊台3还包括伺服电机305、电机齿轮309、电机轴承安装座312,伺服电机305通过电机固定架306固定在焊台面301上,电机齿轮309固定在伺服电机305的电机输出轴311上,电机齿轮309的齿面与固定在三爪卡盘304上的卡盘齿轮310的齿面进行啮合,电机齿轮309的下端部分通过锥形轴承314安装在电机轴承安装座312内,电机轴承安装座312内通过第二固定螺钉313固定在焊台面301上。
请参考图8-图10和再次参考图1和图7,图8为升降座结构示意图,图9为升降座与旋转焊台连接示意图,图10为升降座与旋转焊台安装示意图,用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括升降座4,升降座4包括升降座底板401、升降座脚轮402、箱体403、气缸安装板404、气缸405和作动杆榫头406,升降座脚轮402有4个,均布安装在升降座底板401下面,箱体403位于升降座底板401的上面且位置居中,气缸安装板404有6个,均布焊接在箱体403外侧,气缸405有6个,分别通过固定螺栓407安装在气缸安装板404上,作动杆榫头406有6个,分别安装在气缸405的作动杆端部。
升降座4用于支撑旋转焊台3,并在气缸作动杆依次升降的过程中可保证管路1的下管段102实现圆周转动。
箱体403不限定形状,可以是四边形、六边形或圆形等。
旋转焊台3还包括定位块308,定位块308有6个,均布安装在焊台面301的底部。定位块308用于与作动杆榫头406对接。
将旋转焊台3放置于升降座4上面,此时定位块308(6个)与作动杆榫头406(6个)正对,并且作动杆榫头406凸起部分与定位块308凹进部分进行对接(图中未画出),保证旋转焊台3能稳固的放置于升降座4上面,不会发生左右位移。设计定位块308和作动杆榫头406有2个作用, 1:保证气缸作动杆伸出过程能准确对接; 2:保证旋转焊台面与支撑升降座之间的位置稳定,不会位置发生偏移。
图9中的旋转焊台3处于自由状态,所有气缸405的作动杆全部缩回。
图10中,当旋转焊台3处于工作状态时,升降座4的所有气缸405的作动杆全部伸出,将整个旋转焊台3抬高至图10中(左图)位置。当旋转焊台3开始旋转时,升降座4的气缸405的作动杆会依次单个的缩回后再伸出,如图10中(右图)位置所示。气缸的作动杆缩回时的作用为:保证管路在转动过程中可以避开气缸作动杆的阻挡;气缸作动杆伸出时的作用:伸出后可以继续支撑旋转焊台面,使其保持稳定。在整个焊接过程中旋转焊台的支撑情况为:当气缸作动杆全部伸出时,6个气缸作动杆全部支撑着旋转焊台面;当某1个气缸作动杆缩回时,其余5个气缸作动杆支撑着旋转焊台面(此时旋转焊台面依然能保持稳定状态);在程序指令的控制下缩回的气缸作动杆又会再次伸出进行支撑,直到下一个气缸作动杆循环工作。
当旋转焊台3在程序指令的控制下开始旋转时,6个独立气缸的作动杆会依次单个的缩回后再伸出;并保持与管路1的转动位置同步,从而实现管路1在旋转焊台3上保持连续且匀速的转动,最终实现连续、稳定且高质量的旋转焊接,焊接修复成功。
请参考图11和再次参考图1,图11为操控台结构示意图,用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括操控台5,操控台5包括操控台台面501,操控台台面501上分别放置有内含程控装置的操控面板502、空气压缩机504和氩弧焊机503。
用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括支架6、氩气管7、氩气瓶505和氩气瓶架506,支架6安装在操控台台面501上,氩气管7穿过支架6上,氩气管7一端与氩气瓶505连接,另一端设置有快卸接头,该快卸接头与上接头203上端的快卸卡头相连接。
用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括电源线束8和控制线束9,电源线束8包括电机线束801和焊枪线束802,电源线束8为电机和焊枪提供电源,控制线束9提供控制信息。
用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括空气压缩机504和压缩空气管10,压缩空气管10一端与空气压缩机504连接,另一端与升降座4的气缸405连接,空气压缩机504放置在操控台台面501上。压缩空气管10为升降座4的气缸405提供压缩空气。
操控台5的作用包含控制焊台的焊接工作,为焊台提供氩气和压缩空气,在程序的控制下,操控旋转焊台3旋转、操控升降座4的气缸升降、操控焊枪303的自动焊接。支架6用于支撑氩气管7,使氩气管7的快卸接头可绕上接头203的快卸卡头发生相对转动,并密封氩气。
操控台5安装有脚轮507,脚轮507有4个,分别安装在操控台5的底部。操控台5四周可包含门板。
氩气管7的快卸接头与上接头203上端的快卸卡头可相对转动,并密封氩气。
请参考图12和再次参考图2,图12为焊接前管路安装示意图,焊接前,先将管路1的下管段102安装至旋转焊台3的三爪卡盘304中,并通过卡盘手动锁307将管路锁紧。参照图2所示位置安装中间管段103、点焊定位器104(2个)和上管段101。再将定位三脚架2的主撑201和斜撑202通过上接头203、下接头204和卡箍205安装在管路1上。
请再次参考图2,管路1在切割后若采用无定位的形式进行焊接,其焊接后的变形量将导致无法装机使用。若采用两端定位且固定的形式进行焊接,定位三脚架2与该管路1之间将形成封闭区域。由于该封闭区域内空间较小,若采取常规的旋转方式,不论是手工焊接还是自动焊接都无法避开封闭区域的阻碍,使得焊接部位无法形成360°连续焊接。
请再次参考图12,该图中所述的旋转焊台3,管路1安装到旋转焊台3上后,旋转焊台3在程序指令的控制下开始旋转时,6个独立气缸的作动杆会依次单个的缩回后再伸出。气缸作动杆依次的缩回后再伸出的动作可以成功的避开封闭区域带来的阻碍。并保持与管路1的转动位置同步,从而实现管路1在旋转焊台3上保持连续且匀速的转动,最终实现连续、稳定且高质量的360°旋转焊接,成功修复需要焊接的管路。
请参考图13-图14,用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括内支撑工装106,内支撑工装106包括4个支撑块1061、楔形芯体1062和细钢索1063。每个支撑块1061与管路内部接触的端面为弧形结构,楔形芯体1062为大小头的楔形结构并且带有4个均布的凹槽,4个支撑块1061可在楔形芯体1062的4个均布凹槽内滑动,楔形芯体1062的末端头带有销孔,销孔用于细钢索1063的安装,钢索末端延伸至管路端口外。 完成焊接后拉动钢索,整个内支撑工装106将完全分离,分离成小于管口直径的独立小块,最终可从管路中逐一取出。内支撑工装106的作用为: 1:用于定位点焊时的内表面支撑,防止点焊定位器紧固后对管口形成挤压变形,从而防止内错边。2:用于旋转焊接时的内表面支撑,防止在焊接应力的作用下焊接熔池区发生微小的错边或斜边。
一种飞机发动机异形管路修复焊接方法,采用上述的用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置,包括以下步骤:
S1, 来件接收(核对信息);
S2,目视检查(故障初判);
S3,清洗烘干(去除油污);
S4,荧光检测(故障终判);
S5,定位切割(去除故障段);
S6,适配新管(替换故障段);
S7,定位点焊(定位新管段);
S8,焊接修复(恢复管路状态及性能);
S9,孔探检查(焊接后管内错边检查);
S10,荧光检测(焊接后焊缝质量初检);
S11,X光检测(焊接后焊缝质量终检);
S12,清洗烘干(去除颗粒杂物);
S13,试验测试(密封测试及耐压测试)。
其中,S8包括以下步骤:
S81,焊接前需按照本发明用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置的图1~图12完成管路1的安装、焊枪303位置的调整;
S82,开启空气压缩机504和氩气瓶505;
S83,通过操控面板502设定0点位置(即:焊枪303的初始位置),再设定旋转焊台的转动角度为365°(为了保证焊接完成的收弧质量,需在360°的基础上再多旋转5°)。设计旋转365°的作用是:为了确保焊接收弧阶段的焊接质量。另外,由于焊接机柜与旋转焊台、升降座之间的连接管线均为柔性连接,整个管路和定位三脚架工装多转动5°,柔性连接管线并不会对其形成阻碍。焊接完成后需再次使用定位三脚架对管路进行校验。
旋转焊台的程控装置可以对焊接的电流大小、旋转速度、焊接角度、位置高度、保护气流的流速及气缸作动杆的升降速度等进行控制和调节,
S84,设定好升降座4的气缸伸缩时间和管路1的旋转时间;
S85,设定好焊接参数,点击操控面板502的开始按钮,完成焊接;
S86,焊接检查,不允许存在裂纹、烧穿、未熔合、咬边、焊瘤、弧坑、表面气孔和夹渣;
S87,使用砂纸打磨表面变色区域,漏出金属 光泽。去除焊接表面的飞溅物、脱落物或其他异物,将焊接部位与基体平滑过渡。
采用本发明飞机发动机异形管路修复焊接方法,解决了如何定位、如何适配、如何焊接以及如何保证焊接前后的形状和位置都不发生变化等问题,实现了该异形薄壁管路焊接修复过程中的准确定位和对接,以及绕焊接管段360°旋转的一次性连续焊接。在没有OEM技术借鉴的情况下,形成了技术突破,形成了自主研发的焊接装置及配套工装。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置,包括管路(1),其特征在于,所述焊接装置还包括定位三脚架(2)和旋转焊台(3),管路(1)穿过并固定在旋转焊台(3)上,定位三脚架(2)安装在管路(1)上。
2.根据权利要求1所述的用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置,其特征在于,所述管路(1)包括上管段(101)、中间管段(103)和下管段(102),用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括点焊定位器(104),点焊定位器(104)有2个,第1个安装在上管段(101)和中间管段(103)的对接处,第2个安装在中间管段(103)和下管段(102)的对接处;定位三脚架(2)包括主撑(201)和斜撑(202),主撑(201)的两端各自连接有伸缩式可调节机构,斜撑(202)一端连接在主撑(201)的下端约1/3位置处,另一端连接有伸缩式可调节机构,通过卡箍(205)与下管段(102)连接,主撑(201)上端设置有上接头(203),下端设置有下接头(204),主撑(201)上端通过上接头(203)与上管段(101)的上端连接,下端通过下接头(204)与下管段(102)末端连接;上管段(101)的上端安装有上管段连接螺母(105),上接头(203)的下端设置有与上管段连接螺母(105)配合的螺纹,上接头(203)的上端设置有快卸卡头;下接头(204)的螺帽部分与下管段(102)的螺纹接口部分对接,下接头(204)的圆柱部分焊接在主撑(201)的末端;下管段(102)上开设有定位槽,卡箍(205)与下管段(102)的定位槽部分对接,起到定位和固定的作用。
3.根据权利要求2所述的用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置,其特征在于,所述旋转焊台(3)包括焊台面(301)、焊枪固定器(302)、焊枪(303)、三爪卡盘(304)、卡盘手动锁(307)、卡盘齿轮(310)和卡盘轴承安装座(317),焊枪固定器(302)固定在焊台面(301)上,焊枪(303)固定在焊枪固定器(302)上,三爪卡盘(304)通过端面轴承(318)和深沟轴承(316)安装在卡盘轴承安装座(317)内,卡盘轴承安装座(317)通过第一固定螺钉(315)固定在焊台面(301)上,卡盘手动锁(307)安装在三爪卡盘(304)上,卡盘手动锁(307)锁紧下管段(102)。
4.根据权利要求3所述的用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置,其特征在于,所述旋转焊台(3)还包括伺服电机(305)、电机齿轮(309)、电机轴承安装座(312),伺服电机(305)通过电机固定架(306)固定在焊台面(301)上,电机齿轮(309)固定在伺服电机(305)的电机输出轴(311)上,电机齿轮(309)的齿面与固定在三爪卡盘(304)上的卡盘齿轮(310)的齿面进行啮合,电机齿轮(309)的下端部分通过锥形轴承(314)安装在电机轴承安装座(312)内,电机轴承安装座(312)内通过第二固定螺钉(313)固定在焊台面(301)上。
5.根据权利要求3所述的用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置,其特征在于,所述用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括升降座(4),升降座(4)包括升降座底板(401)、升降座脚轮(402)、箱体(403)、气缸安装板(404)、气缸(405)和作动杆榫头(406),升降座脚轮(402)有4个,均布安装在升降座底板(401)下面,箱体(403)位于升降座底板(401)的上面且位置居中,气缸安装板(404)有6个,均布焊接在箱体(403)外侧,气缸(405)有6个,分别通过固定螺栓(407)安装在气缸安装板(404)上,作动杆榫头(406)有6个,分别安装在气缸(405)的作动杆端部;所述旋转焊台(3)还包括定位块(308),定位块(308)有6个,均布安装在焊台面(301)的底部,定位块(308)与作动杆榫头(406)对接。
6.根据权利要求5所述的用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置,其特征在于,所述箱体(403)的形状为四边形、六边形或圆形。
7.根据权利要求5所述的用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置,其特征在于,所述用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括操控台(5),操控台(5)包括操控台台面(501),操控台(5)安装有脚轮(507),操控台台面(501)上分别放置有内含程控装置的操控面板(502)、空气压缩机(504)和氩弧焊机(503),脚轮(507)有4个,分别安装在操控台(5)的底部。
8.根据权利要求7所述的用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置,其特征在于,所述用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括支架(6)、氩气管(7)、氩气瓶(505)和氩气瓶架(506),支架(6)安装在操控台台面(501)上,氩气管(7)穿过支架(6)上,氩气管(7)一端与氩气瓶(505)连接,另一端设置有快卸接头,该快卸接头与所述快卸卡头相连接。
9.根据权利要求7所述的用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置,其特征在于,所述用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括电源线束(8)和控制线束(9),电源线束(8)包括电机线束(801)和焊枪线束(802);用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置还包括空气压缩机(504)和压缩空气管(10),压缩空气管(10)一端与空气压缩机(504)连接,另一端与气缸(405)连接。
10.一种飞机发动机异形管路修复焊接方法,其特征在于,采用权利要求1~9任一所述的用于飞机发动机异形管路焊接的焊接装置焊接,包括以下步骤:
S1, 来件接收,核对信息;
S2,目视检查,故障初判;
S3,清洗烘干,去除油污;
S4,荧光检测,故障终判;
S5,定位切割,去除故障段;
S6,适配新管,替换故障段;
S7,定位点焊,定位新管段;
S8,焊接修复,恢复管路状态及性能;
S9,孔探检查,焊接后管内错边检查;
S10,荧光检测,焊接后焊缝质量初检;
S11,X光检测,焊接后焊缝质量终检;
S12,清洗烘干,去除颗粒杂物;
S13,试验测试,密封测试及耐压测试;
S14,检验;
S15,放行;
其中,S8包括以下步骤:
S81,焊接前完成管路(1)的安装、焊枪(303)位置的调整;
S82,开启空气压缩机(504)和氩气瓶(505);
S83,通过操控面板(502)设定0点位置,再设定旋转焊台的转动角度为365°;
S84,设定好升降座(4)的气缸伸缩时间和管路1的旋转时间;
S85,设定好焊接参数,点击操控面板(502)的开始按钮,完成焊接;
S86,焊接检查;
S87,使用砂纸打磨表面变色区域,漏出金属光泽。
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