CN218638790U - 一种可移动的带有束流飞溅收集槽的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电子束焊穿透焊剩余能量接收技术领域，提出了一种可移动的带有束流飞溅收集槽的装置。该装置包括装置基体、束流飞溅收集槽和滚动轮；装置基体截面为H型，其中间为中空箱体；束流飞溅收集槽呈U型，分别安装于装置基体两端内侧；滚动轮安装于装置基体两端外侧。该实用新型适用于接收电子束焊接时束流在焊透焊缝后剩余能量，特别是对于中空结构、内部既复杂有空间较小的零件电子束单面焊双面成型焊缝。既可以保证飞溅回收完全，又可以方便焊前安装、焊后拆除，同时方便后期维护及清理，减轻工人操作强度。有效解决了中空结构、内部既复杂又空间较小零件的焊接飞溅清理问题，保证焊接件内部的表面质量，不会存在多余物。

Description

一种可移动的带有束流飞溅收集槽的装置

技术领域

本实用新型涉及电子束焊穿透焊剩余能量接收技术领域，尤其涉及一种可移动的带有束流飞溅收集槽的装置。

背景技术

随着航空产业的不断发展，一些特殊用途的航空产品不断涌现，一些高强度、高精度、轻量化中小厚度中空结构的长杆类零件被使用在飞机生产中，由于对强度和尺寸控制精度都有着较高的要求和长尺寸的中空结构，现将零件分体加工，内部尺寸加工到位后采用电子束焊接无疑是最行之有效的加工方案。但由于零件后续内部无法加工，电子束焊虽然实现单面焊双面成型，但若背部不加垫板双面成型，为保证背部成型会有能量在焊缝背部透出，随之带出一些金属形成飞溅。这些飞溅需要去除，否则形成多余物对飞机正常运行造成隐患。那么如何处理这类产品的焊接飞溅，采用焊后吹砂或喷丸等表面处理方式是最常用的手段，但对于一些内部结构复杂的零件会有局部闭角区无法清理干净。此外有些零件也不允许采用这些表面处理方式，机械清理的可达性又无法实现。而加背部垫板或锁底结构是可以解决由于焊透而形成的多余能量金属飞溅，但无论是焊前还是焊后对背部垫板或锁底结构定位机加工都是很难处理的，不但增加工作量，更多的时候是由于结构原因无法实现，使得焊接飞溅处理成为这类零件在采用电子束焊接时需要解决的技术难题。

实用新型内容

为保证所有金属飞溅均能被回收或控制在指定区域内回收，不能有遗漏；为保证回收飞溅装置焊前方便移入定位及焊后方便移出清理；由于长杆类内腔空间较小，而电子束能量较为集中，在当回收装置距离零件下表面较近时，为避免其下部形成金属蒸汽会对原焊缝产生影响。基于以上目的，提出一种可移动的带有束流飞溅收集槽的装置。

本实用新型的技术方案：一种可移动的带有束流飞溅收集槽的装置，包括装置基体1、束流飞溅收集槽2和滚动轮3；装置基体1截面为H型，其中间为中空箱体；束流飞溅收集槽2呈U型，分别贴合安装于装置基体1两端内侧；滚动轮3安装于装置基体1两端外侧。之所以采用分体设计束流飞溅收集槽2而不是一体设计在装置基体1上是由于这类中空结构零件普遍内部型腔空间较小，束流在焊透焊缝后剩余能量会冲击在距离较近的束流飞溅收集槽2上，束流飞溅收集槽2受电子束能量轰击也会熔化形成金属蒸汽，蒸汽上升污染焊缝。而且束流飞溅收集槽2会由于长时间使用表面烧蚀，装置设计其与装置基体1分体也是方便其烧蚀严重时可以更换，以减少装置使用中维护成本，特别是在焊接钛合金等较昂贵金属零件时效果更为明显。其次为保证束流在焊透焊缝后剩余能量能够全部被回收干净，除需控制束流飞溅影响的宽度以外，还要保证装置与中空结构零件的内腔尽量贴合，这样防止有飞溅在间隙处漏出。但装置与中空结构零件的内腔贴合则是导致装置在中空结构零件中移动很困难，不仅容易划伤零件，还会容易造成卡死的情况。滚动轮3就可以保证装置在贴合零件的内腔的同时还能移动自如。

首先结合焊缝所在的位置及后续可以清理或去除背面焊缝时可以加工的区域制定束流飞溅收集槽2的宽度，所述束流飞溅收集槽2的宽度设置为a+2k，单位为mm，a为背部焊缝宽度，k为电子束焊缝单侧热影响区；所述束流飞溅收集槽2的宽度设置为a+4mm；为了不污染焊缝，影响焊缝质量，束流飞溅收集槽2的材料与零件相同。

所述束流飞溅收集槽2的宽度设置为b，用于背部焊缝以机械加工去除时，b为机械加工宽度，且束流飞溅收集槽2的宽度b大于背部焊缝宽度a。

本实用新型提供一种可移动的带有束流飞溅收集槽的装置，实现中空结构零件用电子束穿透焊剩余能量的接收。有别于传统靠增加背部垫板和锁底来增加厚度接收焊接过程后过多的能量的方式，上述方式会带来焊前定位、配合及清理方面的不可控风险，增加结构准备工作量的同时焊后去除也很困难，对于一些结构复杂、精度控制高的零件甚至会带来尺寸超差等问题。采用一种可移动的带有束流飞溅收集槽的装置，结合屏蔽板功能兼顾防止焊缝熔池污染和后期维护的装置而将多出的飞溅收集起来，特别适用于中小厚度长杆类内腔空间较小、不宜焊后清理的封闭腔结构，针对封闭腔结构多条焊缝的焊透多余能量形成金属飞溅的回收、非焊后处理保护区域防护和飞溅焊后处理。针对一些中空的长杆结构焊接接头采用电子束焊接穿透焊时由于双面成型多余能量会在内腔表面产生焊接飞溅多余物，采用一种可移动的带有束流飞溅收集槽的装置，防止内腔表面附着焊接飞溅。

一种可移动的带有束流飞溅收集槽的装置适用于接收电子束焊接时束流在焊透焊缝后剩余能量，特别是对于中空结构、内部既复杂有空间较小的零件电子束单面焊双面成型焊缝。既可以保证飞溅回收完全，又可以方便焊前安装、焊后拆除，同时方便后期维护及清理，减轻工人操作强度。

本实用新型的有益效果：

1、适用于所有电子束焊双面成型接收束流在焊透焊缝后剩余能量使用，应用较广，操作简单，便于维护，使用寿命长；

2、有效解决了中空结构、内部既复杂又空间较小零件的焊接飞溅清理问题，保证焊接件内部的表面质量，不会存在多余物。

附图说明

图1为可移动的带有束流飞溅收集槽的装置与零件配合示意图；

图2为可移动的带有束流飞溅收集槽的装置侧视示意图。

图中：1-装置基体；2-束流飞溅收集槽；3-滚动轮。

具体实施方式

下面以15mm厚TC18钛合金材料长杆类零件例，对本实用新型作进一步描述。

一、清理

用金属刷打磨平尾大轴轴身复合零件和平尾大轴头部零件的表面焊缝位置对接面及上下表面各25mm范围内，使其呈现金属光泽。用白布蘸丙酮清理待打磨零件，保证无油污。

二、零件安装定位

将零件对合，保证焊缝位置对接间隙不大于0.1mm，错位不大于0.2mm，以夹具夹紧用手工氩弧焊先均匀分6点正反面对称定位，再在两端分别定位引入引出板。本次手工氩弧焊定位只是起到零件相对位置固定作用，对熔深不用过多要求，可参考下表1参数。

表1手工氩弧焊定位参数

焊接电流(mA)	电极牌号	电极规格(mm)	焊枪保护气气流量(L/min)
				120-150	WY20	3	12-14

三、装配

将定位完成的零件及夹具放入电子束焊机后，将可移动的带有束流飞溅收集槽的装置放入其内部，保证焊缝位于束流飞溅收集槽2的中心位置。在零件两侧通过滚动轮3调整焊缝和束流飞溅收集槽2的位置关系。对正后即可开始焊接。

四、焊接

按照零件厚度确定的电子束焊接工艺参数焊接零件。焊接厚度为15mm的TC18钛合金双面成型，电子束焊接工艺参数可参考下表2。焊接过程所产生的多余能量会被接收到束流飞溅收集槽2中。

表2电子束焊接工艺参数

电压(KV)	焊接电流(mA)	聚焦电流(A)	焊接速度(mm/s)
				150	85	2.220	20

五、拆卸

完成焊接后，可以通过滚动轮3将装置从零件中取出，通过金属铲等即可清理掉扶着在束流飞溅收集槽2上的金属飞溅，装置即可后续再次使用。

Claims (4)

1.一种可移动的带有束流飞溅收集槽的装置，其特征在于，该可移动的带有束流飞溅收集槽的装置包括装置基体(1)、束流飞溅收集槽(2)和滚动轮(3)；装置基体(1)截面为H型，其中间为中空箱体；束流飞溅收集槽(2)呈U型，分别贴合安装于装置基体(1)两端内侧；滚动轮(3)安装于装置基体(1)两端外侧。

2.根据权利要求1所述的可移动的带有束流飞溅收集槽的装置，其特征在于，所述束流飞溅收集槽(2)的宽度设置为a+2k，单位为mm，a为背部焊缝宽度，k为电子束焊缝单侧热影响区；束流飞溅收集槽(2)的材料与零件相同。

3.根据权利要求2所述的可移动的带有束流飞溅收集槽的装置，其特征在于，所述束流飞溅收集槽(2)的宽度设置为a+4mm。

4.根据权利要求1所述的可移动的带有束流飞溅收集槽的装置，其特征在于，所述束流飞溅收集槽(2)的宽度设置为b，用于背部焊缝以机械加工去除时，b为机械加工宽度，且束流飞溅收集槽(2)的宽度b大于背部焊缝宽度a。

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