【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于焊接工藝，特別是用于鈦合金產(chǎn)品的焊接方法以及焊接過程對工件變形控制和使用惰性氣體保護焊縫正反面的裝置。
技術(shù)介紹
1、鈦及鈦合金具有密度小，比強度高，耐腐蝕性強等特點，已大量應(yīng)用在航空航天領(lǐng)域。環(huán)形散熱器的原材料為鈦合金，整體為筒形回轉(zhuǎn)體腔體結(jié)構(gòu)，該產(chǎn)品主要由各鈑金件和機加件采用焊接工藝連接。由于鈦及鈦合金在熱態(tài)下較為活潑，各鈦及鈦合金零組件焊接時在無防護情況下，母材在200℃時開始吸氫，400℃時開始吸氧，600℃時開始吸氮，氫氧氮等元素的存在會使焊縫變脆，因此產(chǎn)品焊接過程必須采用惰性氣體保護。此外，組成環(huán)形散熱器的各零組件均為薄壁件，產(chǎn)品組焊后為腔體結(jié)構(gòu)，無法對產(chǎn)品直接校形，因此當(dāng)前鈦合金環(huán)形散熱器焊接時主要存在以下問題：
2、1)實施氣體保護難度較大，焊接時需專人吹氣保護。環(huán)形散熱器整體為筒體結(jié)構(gòu)，焊接時需制作專用氣體拖罩從筒體內(nèi)側(cè)保護焊縫背面，由于焊接區(qū)域較大，需安排專人手持氣體保護拖罩實施保護，即正面焊槍移動到哪里，背面手持拖罩也需要移動至該處，由于需人工控制，存在勞動強度大，焊縫保護效果不穩(wěn)定等問題。
3、2)焊后變形大，影響下工序零件裝配。由于環(huán)形散熱器為薄壁腔體結(jié)構(gòu)，焊接過程內(nèi)部無有效支撐，焊后收縮導(dǎo)致筒體區(qū)域呈現(xiàn)不同程度變形鼓包，下一道工序零件無法直接裝配，并且鈦合金比強度高，常溫下塑性低，導(dǎo)致產(chǎn)品無法直接校形，只能通過熱處理定型，且焊接變形深度超過8mm時需經(jīng)過兩輪熱定型方可消除變形，直接增加產(chǎn)品制造周期和加工成本，且同一套產(chǎn)品經(jīng)多次升溫?zé)岫ㄐ秃?，會?dǎo)致產(chǎn)品母材的力學(xué)性能
4、綜上所述，為保證鈦合金產(chǎn)品焊接時焊縫正反面氣體保護質(zhì)量，替代手工吹氣保護，同時控制焊接過程收縮變形，避免影響后續(xù)零件裝配，需采取更高效、更穩(wěn)定的半自動集成裝置及焊接措施。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)旨在提供一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置及方法，在鈦合金環(huán)形散熱器焊接時能實現(xiàn)焊縫正反面保護，同時具備支撐環(huán)形散熱器型面控制焊接變形的功能，從而實現(xiàn)穩(wěn)定焊接過程和質(zhì)量控制。
2、為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用了如下的技術(shù)方案：
3、一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置，包括：
4、裝置底座；
5、傳動軸，所述傳動軸為滾珠絲杠，滾珠絲杠上至少安裝有兩個滾珠螺母，滾珠絲杠的第一端與伺服電機輸出端連接，伺服電機固定在裝置底座上；
6、內(nèi)支撐活動機構(gòu)，所述內(nèi)支撐活動機構(gòu)包括支臂、徑向滑動臂、定位塊、軸向安裝板、胎面骨架和端面支撐盤，其中，兩塊端面支撐盤間隔安裝在滾珠絲杠上并使得所有滾珠螺母位于兩塊端面支撐盤之間，多根支臂的第一端等間隔鉸接在滾珠螺母的周向表面，支臂的第二端與徑向滑動臂的第一端鉸接，軸向安裝板平行于滾珠絲杠布置，其兩端分別連接在兩塊端面支撐盤上，且每兩塊軸向安裝板一組，組內(nèi)的兩塊軸向安裝板平行間隔布置，多塊定位塊平行、間隔安裝在組內(nèi)兩塊軸向安裝板的間隔內(nèi)，且每兩塊定位塊一組，徑向滑動臂滑動連接在同組的兩塊定位塊之間，徑向滑動臂的第二端與胎面骨架的內(nèi)表面連接，胎面骨架為圓柱面框架；
7、支撐胎面，所述支撐胎面的內(nèi)表面安裝在胎面骨架的外表面上；
8、輔助支撐構(gòu)件，所述輔助支撐構(gòu)件的第一端與滾珠絲杠的第二端連接，輔助支撐構(gòu)件的第二端與裝置底座連接；
9、胎面游標(biāo)尺，所述胎面游標(biāo)尺固定在胎面骨架上靠近輔助支撐構(gòu)件的一端，胎面游標(biāo)尺用于讀取當(dāng)前支撐胎面的外徑，距離胎面游標(biāo)尺最近的一塊端面支撐盤表面設(shè)置有外徑刻度；
10、惰性氣體保護拖罩，所述惰性氣體保護拖罩安裝在胎面骨架的外表面上對應(yīng)待焊零件上焊縫的位置，惰性氣體保護拖罩為一個空腔殼體，殼體上對應(yīng)待焊零件焊縫的表面均勻開有通氣孔，殼體的空腔內(nèi)填充有鋼絲絨，殼體上還設(shè)置有惰性氣體保護拖罩接頭。
11、進(jìn)一步，所述裝置底座下端安裝有高度調(diào)整支腳。
12、進(jìn)一步，所述高度調(diào)整支腳包括腳墊、螺桿和旋轉(zhuǎn)手柄，其中螺桿與裝置底座螺紋連接，螺桿的上、下兩端分別與旋轉(zhuǎn)手柄、腳墊相連。
13、作為一種方案：
14、所述端面支撐盤包括盤體和均布在盤體周向表面的四塊徑向延伸的連接板；
15、所述軸向安裝板的兩端分別連接在兩塊端面支撐盤的連接板上；
16、所述徑向滑動臂呈t形，其中對應(yīng)t形的豎直邊滑動連接在同組的兩塊定位塊之間，其中對應(yīng)t形的水平邊作為徑向滑動臂的第二端與胎面骨架的內(nèi)表面連接。
17、作為一種選擇，沿著所述軸向安裝板的長度方向設(shè)置有多個不同間距的安裝孔，定位塊安裝在不同的安裝孔處。該方案可以調(diào)整徑向滑動臂和胎面骨架之間的連接位置，當(dāng)環(huán)形散熱器的軸向尺寸改變需要調(diào)整徑向滑動臂位置時，或者需要增加徑向滑動臂數(shù)量時，通過移動定位塊位置，或者增加定位塊數(shù)量來實現(xiàn)調(diào)整。
18、進(jìn)一步，所述輔助支撐構(gòu)件的第一端通過軸承與滾珠絲杠的第二端連接。
19、作為一種選擇，所述輔助支撐構(gòu)件包括一個螺紋套筒和分別連接在螺紋套筒兩端的兩根螺桿，通過螺桿與螺紋套筒的配合實現(xiàn)輔助支撐構(gòu)件的長度調(diào)整。
20、一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化方法，包括：采用內(nèi)漲緊方式對環(huán)形散熱器內(nèi)壁進(jìn)行裝夾，并在待焊接位置設(shè)置保護氣體拖罩，保持漲緊力不變的情況下向保護氣體拖罩內(nèi)持續(xù)通入保護氣體，然后實施焊接，焊接完成且環(huán)形散熱器冷卻至常溫后停止通入保護氣體，拆卸環(huán)形散熱器。
21、作為一種選擇，采用前述的裝置實施內(nèi)漲緊，首先，解除輔助支撐構(gòu)件第一端與滾珠絲杠第二端的連接，將環(huán)形散熱器的內(nèi)壁套接在支撐胎面上，啟動伺服電機驅(qū)動傳動軸轉(zhuǎn)動，進(jìn)而帶動滾珠螺母做軸向直線運動，并經(jīng)過支臂將軸向直線運動轉(zhuǎn)換為徑向滑動臂的徑向滑動，最終推動胎面骨架并將支撐胎面和惰性氣體保護拖罩移動至貼合環(huán)形散熱器的內(nèi)壁，再通過惰性氣體保護拖罩接頭向惰性氣體保護拖罩通入保護氣體。
22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置及方法解決了當(dāng)前鈦合金環(huán)形散熱器焊接時的保護氣體實施難度大、焊接后變形大需多次熱定型導(dǎo)致力學(xué)性能下降和制造周期、成本較大的問題。
23、采用本專利技術(shù)的裝置及方法焊接鈦合金環(huán)形散熱器操作簡單，一次性完成了氣體保護和反收縮變形，不再需要人工操作保護氣體，也無需多次熱定型處理，最終實現(xiàn)穩(wěn)定焊接過程和質(zhì)量控制。
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1.一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置，其特征在于：所述裝置底座(8)下端安裝有高度調(diào)整支腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置，其特征在于，所述高度調(diào)整支腳包括腳墊、螺桿和旋轉(zhuǎn)手柄，其中螺桿與裝置底座(8)螺紋連接，螺桿的上、下兩端分別與旋轉(zhuǎn)手柄、腳墊相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置，其特征在于：沿著所述軸向安裝板(54)的長度方向設(shè)置有多個不同間距的安裝孔，定位塊(53)安裝在不同的安裝孔處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置，其特征在于：所述輔助支撐構(gòu)件(7)的第一端通過軸承與滾珠絲杠的第二端連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置，其特征在于：所述輔助支撐構(gòu)件(7)包括一個螺紋套筒和分別連接在螺紋套
8.一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化方法，其特征在于，包括：采用內(nèi)漲緊方式對環(huán)形散熱器內(nèi)壁進(jìn)行裝夾，并在待焊接位置設(shè)置保護氣體拖罩，保持漲緊力不變的情況下向保護氣體拖罩內(nèi)持續(xù)通入保護氣體，然后實施焊接，焊接完成且環(huán)形散熱器冷卻至常溫后停止通入保護氣體，拆卸環(huán)形散熱器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化方法，其特征在于：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置，其特征在于：所述裝置底座(8)下端安裝有高度調(diào)整支腳。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置，其特征在于，所述高度調(diào)整支腳包括腳墊、螺桿和旋轉(zhuǎn)手柄，其中螺桿與裝置底座(8)螺紋連接，螺桿的上、下兩端分別與旋轉(zhuǎn)手柄、腳墊相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置，其特征在于：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鈦合金焊接反變形及氣體保護一體化裝置，其特征在于：沿著所述軸向安裝板(54)的長度方向設(shè)置有多個不同間距的安裝孔，定位塊(53)安裝在不同的安裝孔處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張首洪，呂軍，李磊，
申請(專利權(quán))人：貴州永紅航空機械有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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