一種鈦合金罩體激光焊接防變形控制工裝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種焊接變形控制工裝，特別是一種鈦合金罩體激光焊接變形控制工裝。
【背景技術(shù)】
[0002]鈦合金罩體是由前框，錐形筒，后框和窗口外框組成的結(jié)構(gòu)，前框和后框均為圓形法蘭狀結(jié)構(gòu)，錐形筒上端與前框焊接在一起，錐形筒下端與后框焊接在一起，在錐形筒上有臺(tái)階形狀開口，窗口外框焊接在此開口上。在焊接過程中，由于材料熱物理特性和機(jī)械性能的特點(diǎn)，工件受焊接溫度場的作用后會(huì)產(chǎn)生焊接變形，如焊縫的縱向收縮，焊縫的撓曲變形和焊縫的波浪變形等。焊接變形不但使工件無法滿足設(shè)計(jì)尺寸和精度要求，降低構(gòu)件的裝配質(zhì)量，而且影響結(jié)構(gòu)的承載能力，在外載作用下將會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中和附加應(yīng)力，降低結(jié)構(gòu)的安全系數(shù)。因此控制工件的焊接變形對(duì)保證產(chǎn)品尺寸精度、降低成本、提高生產(chǎn)效率有著非常重要的意義。
[0003]從焊接工藝方面，控制焊接變形主要是采用高能量密度熱源，減少焊接熱輸入。另一方面常用的焊接變形控制措施有:機(jī)械校形法，火焰矯正法，反變形法，錘擊法，這些措施都可以控制工件的焊接變形，但這些方法或者需要昂貴的設(shè)備和復(fù)雜的工藝；或者不適合薄壁類零件的焊接變形控制。工程生產(chǎn)中不易實(shí)現(xiàn)，大范圍應(yīng)用困難。
[0004]剛性固定法是控制焊接變形的重要手段，在焊接之前通過夾具或?qū)Ｓ玫墓に囇b備等對(duì)工件產(chǎn)生剛性約束，可以有效控制薄壁類工件的焊接變形。本實(shí)用新型就是依據(jù)剛性固定的原理，設(shè)計(jì)出了一套錐形筒激光焊接的工裝，有效的控制了焊接過程中產(chǎn)生的變形，保證了產(chǎn)品的尺寸和精度要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]鈦合金罩體是由前框，錐形筒，后框和窗口外框組成的結(jié)構(gòu)，前框?yàn)閮?nèi)部具有臺(tái)階孔的圓盤狀結(jié)構(gòu)；錐形筒為薄壁錐形結(jié)構(gòu)；后框?yàn)橹锌盏耐古_(tái)式結(jié)構(gòu)，窗口外框?yàn)閮?nèi)部具有臺(tái)階狀開口的梯形結(jié)構(gòu)。焊接部分為:
[0006]①錐形筒上端與前框連接處；
[0007]②錐形筒下端與后框連接處；
[0008]③窗口外框與錐形筒窗口。
[0009]本實(shí)用新型的目的在于提供一種鈦合金罩體激光焊接變形控制工裝，通過此工裝一方面可以控制由于焊接帶來的鈦合金罩體錐形筒筒體的縱向收縮，扭轉(zhuǎn)變形，另一方面能夠滿足鈦合金罩體前后框同軸度要求。
[0010]一種鈦合金罩體激光焊接防變形控制工裝具體工裝方案如下:
[0011]一種鈦合金罩體的激光焊接防變形控制工裝包括螺母，墊片，窗口外框蓋板，固定架，外套環(huán)；
[0012]窗口外框蓋板為一面帶有凸臺(tái)的梯形板，梯形板尺寸依據(jù)窗口外框尺寸制作，在梯形板軸線位置加工有兩個(gè)螺紋通孔貫穿凸臺(tái)，在焊接錐形筒窗口與窗口外框時(shí)，將窗口外框蓋板放在窗口外框內(nèi)，起到壓緊窗口外框、防止窗口外框移動(dòng)的作用；
[0013]固定架為階梯軸結(jié)構(gòu)，由前軸頭，窗口外框定位板，鋼管，后擋板，后軸頭組成，前軸頭、鋼管、后擋板、后軸頭依次焊接在一起，窗口定位板焊接在鋼管上。
[0014]前軸頭為帶有法蘭圓盤的軸，法蘭面前端的軸上加工有螺紋，螺紋與螺母和墊片配合使用，法蘭圓盤從前框后部內(nèi)側(cè)支撐前框，螺母與墊片和螺紋配合從前框前部外側(cè)壓緊前框；
[0015]窗口外框定位板為矩形結(jié)構(gòu)，焊接于鋼管上，其中心加工有凹槽，凹槽內(nèi)有螺紋孔，凹槽內(nèi)的螺紋孔與窗口外框蓋板上的凸臺(tái)內(nèi)的螺紋通孔配合使用；焊接時(shí)，將窗口外框蓋板放置在窗口外框內(nèi)，通過窗口外框蓋板上預(yù)置的兩個(gè)螺紋通孔及螺栓與窗口定位板上凹槽內(nèi)預(yù)置的螺紋孔將窗口外框蓋板固定在窗口外框定位板上，起到支撐固定窗口外框蓋板的作用；
[0016]后擋板為帶凸臺(tái)的圓盤，后擋板上預(yù)置減輕孔和四個(gè)螺紋孔，后擋板的凸臺(tái)直徑略小于后框的內(nèi)徑，在內(nèi)部支撐后框，后擋板圓盤直徑大于后框外徑，便于后框底面落于圓盤之上；后軸頭為圓柱體結(jié)構(gòu)，用來將鈦合金罩體激光焊接變形控制工裝固定在焊接平臺(tái)上；
[0017]外套環(huán)為空心圓盤結(jié)構(gòu)，其圓盤面上加工有四個(gè)通孔，通孔與后擋板上四個(gè)螺紋孔位置相對(duì)應(yīng)；外套環(huán)內(nèi)徑大于后框外徑小于后擋板圓盤外徑，使用時(shí)，將外套環(huán)套在后框凸臺(tái)后，通過四個(gè)螺栓將后框固定在后擋板上。
[0018]使用時(shí)首先將固定架通過后軸頭固定在焊接平臺(tái)上，然后依次將鈦合金罩體的后框，錐形筒，前框安裝在固定架上。之后用外套環(huán)通過螺栓和墊片將后框固定；用螺母和墊片將前框壓緊，最后將窗口外框安裝在錐形筒開口上，并用通過窗口外框蓋板將其緊固在窗口定位板上。安裝完成后即可進(jìn)行焊接。
[0019]在此工裝上進(jìn)行的鈦合金罩體的焊接，可以有效的控制筒體的縱向收縮和扭轉(zhuǎn)變形，保證鈦合金罩體的同軸度要求。
【附圖說明】
[0020]圖1為前框主視圖；
[0021]圖2為前框俯視圖；
[0022]圖3為后框主視圖；
[0023]圖4為后框俯視圖；
[0024]圖5為鈦合金罩體焊接工裝示意圖；
[0025]圖6為固定架示意圖。
[0026]1.前框主視圖 2.前框俯視圖 3.后框主視圖 4.后框俯視圖
[0027]5.固定架 6.螺母 7.墊片 8.窗口外框蓋板 9.外套環(huán)
[0028]51.前軸頭 52.窗口外框定位板 53.鋼管 54.后擋板 55.后軸頭
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面通過實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明，但是需要注意的是，公布實(shí)例的目的在于幫助進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實(shí)用新型及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修改都是可能的。因此，本發(fā)明不應(yīng)局限于實(shí)例所公開的內(nèi)容，本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍以權(quán)利要求書界定的范圍為準(zhǔn)。
[0030]一種鈦合金罩體激光焊接防變形控制工裝具體工裝方案如下:
[0031]一種鈦合金罩體的激光焊接防變形控制工裝包括螺母，墊片，窗口外框蓋板，固定架，外套環(huán)；
[0032]窗口外框蓋板為一面帶有凸臺(tái)的梯形板，梯形板尺寸依據(jù)窗口外框尺寸制作，在梯形板軸線位置加工有兩個(gè)螺紋通孔貫穿凸臺(tái)，在焊接錐形筒窗口與窗口外框時(shí)，將窗口外框蓋板放在窗口外框內(nèi)，起到壓緊窗口外框、防止窗口外框移動(dòng)的作用；
[0033]固定架為階梯軸結(jié)構(gòu)，由前軸頭，窗口外框定位板，鋼管，后擋板，后軸頭組成，前軸頭、鋼管、后擋板、后軸頭依次焊接在一起，窗口定位板焊接在鋼管上。
[0034]前軸頭為帶有法蘭圓盤的軸，法蘭面前端的軸上加工有螺紋，螺紋與螺母和墊片配合使用，法蘭圓盤從前框后部內(nèi)側(cè)支撐前框，螺母與墊片和螺紋配合從前框前部外側(cè)壓緊前框；
[0035]窗口外框定位板為矩形結(jié)構(gòu)，焊接于鋼管上，其中心加工有凹槽，凹槽內(nèi)有螺紋孔，凹槽內(nèi)的螺紋孔與窗口外框蓋板上的凸臺(tái)內(nèi)的螺紋通孔配合使用；焊接時(shí)，將窗口外框蓋板放置在窗口外框內(nèi)，通過窗口外框蓋板上預(yù)置的兩個(gè)螺紋通孔及螺栓與窗口定位板上凹槽內(nèi)預(yù)置的螺紋孔將窗口外框蓋板固定在窗口外框定位板上，起到支撐固定窗口外框蓋板的作用；
[0036]后擋板為帶凸臺(tái)的圓盤，后擋板上預(yù)置減輕孔和四個(gè)螺紋孔，后擋板的凸臺(tái)直徑略小于后框的內(nèi)徑，在內(nèi)部支撐后框，后擋板圓盤直徑大于后框外徑，便于后框底面落于圓盤之上；后軸頭為圓柱體結(jié)構(gòu)，用來將鈦合金罩體激光焊接變形控制工裝固定在焊接平臺(tái)上；
[0037]外套環(huán)為空心圓盤結(jié)構(gòu)，其圓盤面上加工有四個(gè)通孔，通孔與后擋板上四個(gè)螺紋孔位置相對(duì)應(yīng)；外套環(huán)內(nèi)徑大于后框外徑小于后擋板圓盤外徑，使用時(shí)，將外套環(huán)套在后框凸臺(tái)后，通過四個(gè)螺栓將后框固定在后擋板上。
[0038]使用時(shí)首先將固定架通過后軸頭固定在焊接平臺(tái)上，然后依次將鈦合金罩體的后框，錐形筒，前框安裝在固定架上。之后用外套環(huán)通過螺栓和墊片將后框固定；用螺母和墊片將前框壓緊，最后將窗口外框安裝在錐形筒開口上，并用通過窗口外框蓋板將其緊固在窗口定位板上。安裝完成后即可進(jìn)行焊接。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種鈦合金罩體激光焊接防變形控制工裝，其特征在于，包括螺母，墊片，窗口外框蓋板，固定架，外套環(huán)；窗口外框蓋板為一面帶有凸臺(tái)的梯形板，梯形板尺寸與窗口外框內(nèi)梯形開口匹配，在梯形板軸線位置有兩個(gè)螺紋通孔貫穿凸臺(tái)；固定架為階梯軸結(jié)構(gòu)，由前軸頭，窗口外框定位板，鋼管，后擋板，后軸頭組成，前軸頭、鋼管、后擋板、后軸頭依次焊接而成，窗口定位板焊接在鋼管上；前軸頭為帶有法蘭圓盤的軸，法蘭前端的軸上有螺紋，螺母和墊片配合使用擰緊在螺紋上；窗口外框定位板為矩形結(jié)構(gòu)，中心有凹槽，凹槽內(nèi)有螺紋孔，凹槽內(nèi)的螺紋孔與窗口外框蓋板上的凸臺(tái)內(nèi)的螺紋通孔配合使用；后擋板為帶凸臺(tái)的圓盤，后擋板上預(yù)置減輕孔和螺紋孔，后擋板的凸臺(tái)直徑小于后框的內(nèi)徑，后擋板圓盤直徑大于后框外徑；后軸頭為圓柱體結(jié)構(gòu)；外套環(huán)為空心圓盤結(jié)構(gòu)，圓盤面上有通孔，通孔與后擋板上螺紋孔位置相對(duì)應(yīng)；外套環(huán)內(nèi)徑大于后框外徑小于后擋板圓盤外徑。
【專利摘要】本實(shí)用新型的目的在于提供一種鈦合金罩體激光焊接變形控制工裝，通過此工裝一方面可以控制由于焊接帶來的鈦合金罩體錐形筒筒體的縱向收縮，扭轉(zhuǎn)變形，另一方面能夠滿足鈦合金罩體前后框同軸度要求?？刂乒ぱb包括螺母，墊片，窗口外框蓋板，固定架，外套環(huán)；使用時(shí)首先將固定架通過后軸頭固定在焊接平臺(tái)上，然后依次將鈦合金罩體的后框，錐形筒，前框安裝在固定架上。之后用外套環(huán)通過螺栓和墊片將后框固定；用螺母和墊片將前框壓緊，最后將窗口外框安裝在錐形筒開口上，并用通過窗口外框蓋板將其緊固在窗口定位板上。安裝完成后即可進(jìn)行焊接。
【IPC分類】B23K37-04, B23K26-70
【公開號(hào)】CN204449651
【申請?zhí)枴緾N201420797857
【發(fā)明人】崔陽陽, 李 瑞
【申請人】北京航天新風(fēng)機(jī)械設(shè)備有限責(zé)任公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2014年12月16日