多层结构薄壁焊接机匣焊接变形控制方法及夹具技术

本发明专利技术公开了多层结构薄壁焊接机匣焊接变形控制方法及夹具，分两步按照特定的顺序焊接10块支板以及每块支板上的18条焊缝，其中第一步中的焊缝是在与夹具装配的情况下焊接，第二步中的焊缝是在无夹具情况下焊接。本发明专利技术现场操作方便，改进实施成本低，并且实现焊接全过程的变形控制，使焊接变形得到有效改善，满足整机装配要求。

Welding deformation control method and fixture for multi-layer thin-wall welding casing

The invention discloses the welding deformation control method and fixture of multi-layer structure thin wall welding machine, two steps of welding 10 pieces of plate and 18 welds on each plate in a specific order, in which the weld in the first step is welded with the fixture assembly, and the weld in the second step is welded without the fixture. The invention has the advantages of convenient site operation, low cost of improvement, and deformation control in the whole process of welding, so that the welding deformation is effectively improved and the assembly requirements of the whole machine are met.

【技术实现步骤摘要】
多层结构薄壁焊接机匣焊接变形控制方法及夹具
本专利技术属于氩弧焊
，具体涉及一种多层结构薄壁焊接机匣焊接变形控制方法。
技术介绍
支承机匣又称中介机匣，是航空发动机的关键部件，它作为发动机转子的支点和发动机附件装置的安装部位，承受着较大的轴向和径向载荷；同时还起到了稳定气流，利于燃烧部件组织燃烧的重要作用，它是影响发动机整体性能的关键部件之一。某型机支承机匣为薄壁钣金类焊接机匣，主体结构由支承壳体、前外壁、后外壁、分流器通过10个支板连接而成，焊接方式为氩弧焊，焊缝为Ⅱ级焊缝，材料为钛合金、所有焊缝必须在真空充氩箱中进行焊接。由于零件结构复杂，真空充氩焊接操作空间有限，需分多次进行焊接；其中支承壳体、前外壁与10个支板的组合焊接是整个机匣焊接工艺的关键工序，该工序共有焊缝100多条，氩弧焊接后需保证支承壳体与前外壁同心、内外安装边端面平行、支板上滑油供油管及传动杆套管与机匣安装边的轴向位置等一系列技术要求，组合焊接变形的大小直接影响整机装配时支承机匣与发动机转子、中央传动装置及附件机匣的装配质量，严重时直接导致发动机初装失败、支承机匣报废等质量问题。必须专利技术一种焊接变形控制方法将减小组合焊接变形，保证发动机整机的装配要求。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种多层结构薄壁焊接机匣焊接变形控制方法及夹具,减小支承机匣组合焊接变形，保证支承机匣满足整机的装配技术要求。本专利技术的技术方案如下：多层结构薄壁焊接机匣焊接变形控制方法，包括10块支板以及每块支板上18条焊缝№1、№2、№3、№4、№5、№6、№7、№8、№9、№10、№11、№12、№13、№14、№15、№16、№17和№18的焊接，选取一块支板编号为1#，按顺时针方向依次将剩余支板编号为2#～10#，记1#、6#、4#、9#、2#、7#、5#、10#、3#、8#为第一顺序；将10块支板以及每块支板上的18条焊缝分两步完成；第一步，与夹具装配后，按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№1、№2和№3，然后按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№4和№5，最后按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№6和№7；第二步，卸下夹具，按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№8、№9和№10，然后按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№11和№12，接着按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№13和№14，最后按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№15、№16、№17和№18。一种用于所述多层结构薄壁焊接机匣焊接变形控制方法的夹具，包括压盖，上拉杆，外定位销，外支座，压板，下拉杆，立柱，内定位销，内支座；所述压盖与立柱螺纹连接，立柱外侧周向布置有多个外支座和压板；所述外支座上且由下向上依次活动连接有下拉杆、外定位销和上拉杆，下拉杆、外定位销和上拉杆沿着以立柱为中心的圆周径向布置，下拉杆和上拉杆末端弯曲，立柱与外支座之间设置有内支座，内支座上设置有内定位销；所述压板包括开有腰形槽的压块，定位螺杆，支撑杆和螺母，定位螺杆和支撑杆平行于立柱。所述下拉杆、外定位销和上拉杆共面。本专利技术采用分两步进行焊接的方法，第一步焊接：将组件装配在焊接夹具上，制定合理的焊接顺序，在真空充氩焊接箱中完成所有可达位置焊缝的焊接，充分利用焊接夹具的刚性固定作用来控制支承机匣组合焊接变形，由于组件结构及焊接夹具的限制，在夹具上无法完成本工序所有焊缝的焊接；第二步焊接：将完成第一步焊接支承机匣从夹具上拆下，制定合理的焊接顺序，在真空充氩焊接箱中完成其余焊缝的焊接。与现有相比，本专利技术的优点如下：本专利技术现场操作方便，改进实施成本低，并且实现焊接全过程的变形控制，使焊接变形得到有效改善，满足整机装配要求。附图说明图1是支承机匣上前外壁、支承壳体与10个支板的装配图；图2是支承机匣组合焊接工序中零件与焊接夹具的装配模型；图3和图4是第一步焊接的焊缝位置及焊接顺序(对应图2中B区域)；图5和图6是第二步焊接的焊缝位置及焊接顺序(对应图1中A区域)；图7是10个支板的焊接顺序示意图，即第一顺序；图8是焊接夹具结构图。具体实施方式下面结合附图进一步描述本专利技术的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。如图8所示，多层结构薄壁焊接机匣焊接变形控制方法的夹具包括压盖1，上拉杆2，外定位销3，外支座4，压板5，下拉杆6，立柱7，内定位销8，内支座9；压盖1与立柱7螺纹连接，立柱7外侧周向布置有多个外支座4和压板5；外支座4上且由下向上依次活动连接有下拉杆6、外定位销3和上拉杆2，下拉杆6、外定位销3和上拉杆2沿着以立柱7为中心的圆周径向布置，使用时可沿着径向内外移动，实现定位和拉紧，下拉杆6和上拉杆2末端弯曲，用于扣住机匣壳体，立柱7与外支座4之间设置有内支座9，内支座9上设置有内定位销8；压板5包括开有腰形槽的压块，定位螺杆，支撑杆和螺母，压块可沿着腰形槽移动，支撑杆用于顶住压块外端，定位螺杆和支撑杆平行于立柱7。1装配前的准备：1.1依次在10个支板及10个支板与支承壳体、前外壁相应的装配槽上按1至10的顺序进行编号。1.2用干净的均布蘸酒精或丙酮擦净支板、支承壳体、前外壁的待焊处。1.3擦净夹具上支撑面及定位面。2装配零件2.1将支承壳体装在夹具上，并用压盖确定支承壳体角向。2.2依次将10个支板插入支承壳体上相应的装配槽中，并将所有支板向支承壳体中心靠拢。2.3将前外壁装配在夹具上，保证支板与前外壁上的装配槽一一对应。2.4将10个支板依次向外拉直至支板安装座与前外壁上装配面贴合。2.5将定位销按相应位置依次穿过外支座及支板插入内支座。2.6用压板及拉杆将所有零件固定。2.7检查2.7.1检查支承壳体安装边与夹具支撑面的间隙不大于0.1。2.7.2检查前外壁安装边与夹具支撑面的间隙不大于0.1。2.7.3检查所有定位销是否装配完好。2.7.4检查所有压板及拉杆是否装配完好3焊前准备3.1将夹具装在真空充氩焊接箱的焊接变位机上，找正夹具并用压板对夹具进行固定。3.2将焊接所用的焊丝及钨极放入真空充氩焊接箱中。3.3关闭舱门，按设备操作规程抽真空并充氩气。4第一步焊接4.1移动焊接变位机，将1#支板移动至焊接工位。4.2按图3所示完成1#支板上№1、№2、№3焊缝的焊接。4.3按图7所示1#、6#、4#、9#、2#、7#、5#、10#、3#、8#的顺序移动焊接变位机，完成其余9个支板上№1、№2、№3焊缝的焊接。4.4移动焊接变位机，将1#支板移动至焊接工位。4.5按图3所示完成1#支板上№4、№5焊缝的焊接。4.6按图7所示1#、6#、4#、9#、2#、7#、5#、10#、3#、8#的顺序移动焊接变位机，完成其余9个支板上№4、№5焊缝的焊接。4.7移动焊接变位机，将1#支板移动至焊接工位。4.8按图4所示完成1#支板上№6、№7焊缝的焊接。4.9按图7所示1#、6#、4#、9#、2#、7#、5#、10#、3#、8#的顺序移动焊接变位机，完成其余9个支板上№6、№7焊缝的焊接。4.10检查10个支板上№1至№7焊缝是否有漏焊位置。4.11按设备操作规程打开舱门，将零件及夹具取出。5拆卸夹具5.1将夹具上的压板及拉杆松开。5.2取下夹具上支板的定位销。5.3将零件从夹具上取下。6焊本文档来自技高网...

【技术保护点】
多层结构薄壁焊接机匣焊接变形控制方法，包括10块支板以及每块支板上18条焊缝№1、№2、№3、№4、№5、№6、№7、№8、№9、№10、№11、№12、№13、№14、№15、№16、№17和№18的焊接，其特征在于：选取一块支板编号为1#，按顺时针方向依次将剩余支板编号为2#～10#，记1#、6#、4#、9#、2#、7#、5#、10#、3#、8#为第一顺序；将10块支板以及每块支板上的18条焊缝分两步完成；第一步，与夹具装配后，按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№1、№2和№3，然后按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№4和№5，最后按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№6和№7；第二步，卸下夹具，按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№8、№9和№10，然后按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№11和№12，接着按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№13和№14，最后按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№15、№16、№17和№18。

【技术特征摘要】
1.多层结构薄壁焊接机匣焊接变形控制方法，包括10块支板以及每块支板上18条焊缝№1、№2、№3、№4、№5、№6、№7、№8、№9、№10、№11、№12、№13、№14、№15、№16、№17和№18的焊接，其特征在于：选取一块支板编号为1#，按顺时针方向依次将剩余支板编号为2#～10#，记1#、6#、4#、9#、2#、7#、5#、10#、3#、8#为第一顺序；将10块支板以及每块支板上的18条焊缝分两步完成；第一步，与夹具装配后，按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№1、№2和№3，然后按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№4和№5，最后按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№6和№7；第二步，卸下夹具，按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№8、№9和№10，然后按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№11和№12，接着按照第一顺序依次焊接10块支板上的焊缝№13和№14，最后按照第一顺序依次焊接1...

【专利技术属性】
技术研发人员：阴志伟，刘杰，徐吉福，
申请(专利权)人：中国航发贵州黎阳航空动力有限公司，
类型：发明
国别省市：贵州,52