本發(fā)明涉及鎢極惰性氣體保護焊的在薄壁件復雜焊接結構中的應用領域，包括飛機零組件制造、輪船零組件制造、汽車零組件制造等。保護工裝設計方案可用于易氧化金屬的焊接，包括有色金屬及其合金(如鋁、鎂等)、不銹鋼、高溫合金、鈦及鈦合金以及難熔的活潑性金屬等，亦可用于各種空間位置的焊接，如橫焊、立焊、仰焊、空間曲面焊縫等。

背景技術：

隨著飛機的更新?lián)Q代，作為飛機供油系統(tǒng)的滑油箱對質(zhì)量要求更高。飛機油箱采用鈑金件、法蘭、接管等焊接而成，要想提高產(chǎn)品的質(zhì)量，重在焊接技術的提升。本公司采用的焊接方法主要為鎢極惰性氣體保護焊，所焊產(chǎn)品材料為0.8mm的奧氏體不銹鋼。該薄壁產(chǎn)品焊接時焊縫背面采用人工氬氣跟蹤保護，產(chǎn)品內(nèi)部結構復雜，人工氬氣跟蹤保護穩(wěn)定性低，焊工與氬氣跟蹤保護人員都不便于操作。一道焊縫的焊接需要兩個人嚴密配合，勞動力大大增加。

目前該類產(chǎn)品在進行鎢極惰性氣體保護焊存在以下3個問題：

1、一道焊縫需要兩個人嚴密配合加工，勞動力大大增加，生產(chǎn)效率降低。

2、人工氬氣跟蹤保護時，跟蹤人員需每時每刻注意熔池的移動，因此眼睛受到大量的電弧輻射，視力被嚴重傷害。

3、焊接接頭處變形極為嚴重，而且每個產(chǎn)品焊接接頭拘束度差異性大，加之構件空間結構復雜，普通氬氣通氣工裝保護困難。

綜上所述，現(xiàn)有的滑油箱焊接時焊縫背面保護質(zhì)量存在人工操作的不穩(wěn)定性，焊接時的勞動力也大大增加。焊接變形使得吹氣工裝制作難度增大。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種奧氏體不銹鋼薄板tig焊焊縫背面保護工裝，以解決現(xiàn)有飛機滑油箱生產(chǎn)時勞動力的增加、工人眼睛的損傷、操作不便利的問題，以及為薄板焊接時焊縫背面氬氣保護提供更好的解決方案。

本發(fā)明的技術方案如下：

奧氏體不銹鋼薄板tig焊焊縫背面保護工裝包括環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部；

所述環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部之間通過合頁相連；

所述環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部的上端面沿其周向設置有通氣槽，下端面與通氣入口管道相連，所述通氣槽表面開有出氣孔；

所述環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部外側周向與防風屏相連。

所述環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部均為半圓環(huán)狀。

所述通氣槽為一圓環(huán)狀腔體。

所述出氣孔的中心位于通氣槽上端面的同一條圓周上。

作為一種選擇，靠近通氣入口管道的出氣孔的孔間間隔大于遠離通氣入口管道的出氣孔的孔間間隔。

作為一種選擇，靠近通氣入口管道的出氣孔孔徑小于遠離通氣入口管道的出氣孔孔徑。

作為一種選擇，沿通氣槽外側周向設置有周向凸起，周向凸起的上端面高于通氣槽上端面。

進一步，周向凸起的上端面與焊接構件的焊縫背面之間有一間隙。

所述防風屏包括防風板以及防風板與環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部之間的槽。

所述防風屏包括左防風屏和右防風屏，兩者之間設置有彈簧扣。

奧氏體不銹鋼薄板tig焊焊縫背面保護工裝的結構是基于以下考慮設計：

(a)焊接變形對尺寸的設計要求：不銹鋼薄板焊接時，其構件的臨界失穩(wěn)應力較小，焊接接頭在拉伸塑性變形、壓縮塑性變形等作用下產(chǎn)生較大的應力，出現(xiàn)壓曲失穩(wěn)變形。尺寸設計若不考慮焊接變形，已經(jīng)定位的吹氣工裝將會被接頭部分的材料夾緊，不易于焊工裝卸，因此工裝外殼上端部需留出余量，例如0.5～1mm的余量。

(b)保護氣體流出方向?qū)Τ叽绲脑O計要求：保護氣體的流出方向?qū)屎缚p中心，周向焊縫焊接時保護氣最終沿著工裝與母材預留的0.5～1mm間隙流出，其余地方不留間隙；

(c)氣體的通入方法及流出均勻性：周向焊縫的通入分兩個入口，入口設計在工裝背面，通氣槽長度各為周長的一半，槽上偏向于保護氣入口的1/4圓上出氣孔直徑為φ0.5，另一1/4圓的保護氣出氣孔直徑為φ1、小孔密度間隔為3～4mm。小孔經(jīng)過倒角加工，使得氣流以發(fā)散方式噴出；

(d)實際操作的簡易性設計：工裝的夾緊方式采用彈簧扣；

(e)焊接變形前后防止有害氣體侵入的措施：焊接過程中，焊接變形導致預留的0.5～1mm間隙增大，焊縫區(qū)金屬溫度到達1500℃以上，吹氣工裝外的保護氣產(chǎn)生紊流。冷卻過程中，由于腔內(nèi)壓強瞬間減小，槽內(nèi)氬氣的流量來不及補充，外部空氣侵入到內(nèi)腔，熔池發(fā)生氧化。而在工裝外增加防風屏，有效的隔絕外部空氣大量侵入。

(f)除上述(a)中的吹氣工裝外輪廓與母材之間預留0.5～1mm的間隙，保護氣出口端面與外輪廓端面之間設定一個距離(高度差)，以保證氣流的挺度。

(g)上述(b)中保護氣體出氣孔的分布圓周直徑與周向焊縫直徑一致。

(h)上述(c)中通氣槽分為兩半，兩半的端部封閉，保護氣入口在工裝背面，入口管道的安裝位置按實際焊接構件選擇，最優(yōu)位置為多個出氣孔分布半圓中間位置的背面。保護氣入口(通氣入口管道)的背面不設置出氣孔，以免氣流局部地方過大，其余分布的出氣孔氣流較小。

本發(fā)明的有益效果是：

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的奧氏體不銹鋼薄板tig焊焊縫背面保護工裝從根本上解決了飛機滑油箱生產(chǎn)時勞動力的增加、工人眼睛的損傷、操作不便利以及薄板焊接時焊縫背面氬氣保護困難的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的分解圖；

圖3是圖1的俯視圖；

圖4和圖5是工裝使用狀態(tài)圖。

具體實施方式

下面結合附圖進一步描述本發(fā)明的技術方案，但要求保護的范圍并不局限于所述。

如圖1～2所示，奧氏體不銹鋼薄板tig焊焊縫背面保護工裝包括環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部；環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部之間通過合頁4相連；環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部的上端面沿其周向設置有通氣槽1，下端面與兩根通氣入口管道7相連，通氣槽1表面開有出氣孔6；環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部外側周向與防風屏3通過螺釘相連。

其中，環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部均為半圓環(huán)狀，拼合在一起后形成完整的圓環(huán)，圓環(huán)的內(nèi)孔壁2與定位面9匹配定位工裝。通氣槽1為一圓環(huán)狀腔體。多個出氣孔6的中心位于通氣槽1上端面的同一條圓周上?？拷馊肟诠艿?的出氣孔6孔徑小于遠離通氣入口管道7的出氣孔6孔徑，參考圖3，即環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部上的通氣槽1上偏向于保護氣入口(通氣入口管道7)的1/4圓上出氣孔6直徑為φ0.5，另一1/4圓的保護氣出氣孔直徑為φ1。沿通氣槽1外側周向設置有周向凸起10，周向凸起10的上端面低于焊接構件的焊縫背面8(即焊接構件下端面)1mm，目的是避免焊接接頭焊接后因變形而夾緊吹氣保護工裝，焊工拆卸困難。如圖2，防風屏3包括左防風屏和右防風屏，兩者之間設置有s形彈簧扣5，防風屏3包括防風板31以及防風板31與環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部之間的槽32。

如圖4和圖5，其中8為焊縫背面，9為定位面，定位面9是環(huán)狀左吹氣部和環(huán)狀右吹氣部的夾持定位面。吹氣工裝外輪廓與母材之間預留0.5～1mm的間隙，保護氣出口端面與外輪廓端面距離為1mm，以保證氣流的挺度。出氣孔6的分布圓周直徑與周向焊縫直徑一致。通氣槽1分為兩半，兩半的端部封閉，保護氣體通氣入口管道7位于工裝背面，入口接頭的安裝位置按實際焊接構件選擇，最優(yōu)位置為半圓的中心。保護氣入口的背面不設置出氣小孔，以免氣流局部地方過大，其余分布的出氣小孔氣流較小。