一種用于薄壁合金帶材精密焊接的夾具制造技術

本發明專利技術屬于焊接技術領域，具體涉及一種用于薄壁合金帶材精密焊接的夾具。其結構包括上層壓板、下層壓板、銅墊板和底座，其中所述的上層壓板是兩塊長方形壓板，下層壓板是兩塊具有楔形壓板頭的長方形壓板，兩塊下層壓板的楔形壓板頭相對設置，與位于下層壓板下方的銅墊板共同形成壓緊機構，銅墊板中央沿長度方向銑有2mm寬的焊接成型槽，并每隔50mm鉆有直徑為1mm的背面氬氣保護孔，同時在兩個楔形壓板頭上銑有防干涉槽；所述的上層壓板靠近壓緊機構的一側邊緣，每隔40mm裝配有一個頂緊螺栓，下層壓板上對應于每兩個頂緊螺栓的中間位置上，沿下層壓板寬度方向開有槽。本發明專利技術的用于薄壁合金帶材精密焊接的夾具對于焊接厚度在1.5mm以下的板材、超薄帶材均適用，有利于保證焊前裝配精度和焊接工藝參數優化。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于焊接
，具體涉及一種用于薄壁合金帶材精密焊接的夾具。
技術介紹
新型航空發動機的封嚴圈、W環和導流管均為精密成形件，其對尺寸精度和變形量的要求很高，采用常規焊接方法難以實現它們的可靠連接和成形。如封嚴圈零件的直徑大、設計尺寸嚴格，液漲成形對焊縫質量要求高，工業上曾經采用過激光焊方法進行對接焊，但焊縫成形較差且焊縫兩端存在局部燒穿，因此，該零件長期依靠進口滿足發動機研制需求。采用微束等離子焊接方法解決了上述技術問題，微束等離子焊是一種精密焊接方 法，其具有焊縫成形質量高、焊縫寬度窄(通常焊縫寬度與板厚相當)以及焊后變形量小等特點，特別適合對接厚度在0. 3mm以下的薄壁合金帶材的焊接。但是，對于厚度在0. 3mm以下的薄壁合金帶材焊接有十分嚴格的裝配要求，其對接間隙最大不能超過母材厚度的20%，錯邊量最大不能超過母材厚度的40%，否則極易形成燒穿，因此，用于超薄合金帶材焊接的夾具對焊后成形及其質量起著十分關鍵的作用。目前常用的琴鍵式焊接夾具是在單層壓板上設置有一個類似于琴鍵形狀的壓頭，用來專門壓緊焊接帶材，但是這樣結構存在的缺點是對于超薄帶材本身會帶來損傷，而且單層壓板結構不利于隨時根據待焊接的帶材調節夾具的夾持松緊度。
技術實現思路
針對現有的焊接夾具不能滿足薄壁合金帶材精密焊接需求的問題，本專利技術提供一種用于薄壁合金帶材精密焊接的夾具，能夠滿足超薄材料的對接裝配要求，且焊縫成形質量高、變形量極小，焊縫力學性能數據達到了母材相應性能指標。本專利技術的用于薄壁合金帶材精密焊接的夾具包括上層壓板、下層壓板、銅墊板和底座，上層壓板裝配在下層壓板上，銅墊板鑲嵌在底座上，上層壓板和下層壓板兩端開有通槽，通過貫穿通槽的固定螺栓固定在底座上，其中所述的上層壓板是兩塊長方形壓板，下層壓板是兩塊具有楔形壓板頭的長方形壓板，兩塊下層壓板的楔形壓板頭相對設置，與位于下層壓板下方的銅墊板共同形成壓緊機構，銅墊板中央沿長度方向銑有2mm寬的焊接成型槽，并每隔50mm鉆有直徑為Imm的背面氬氣保護孔，同時在兩個楔形壓板頭上銑有防干涉槽；所述的上層壓板靠近壓緊機構的一側邊緣，每隔40mm裝配有一個頂緊螺栓，下層壓板上對應于每兩個頂緊螺栓的中間位置上，沿下層壓板寬度方向開有槽。其中所述的通槽沿壓板寬度方向的長度大于固定螺栓的直徑8mm。所述的防干涉槽距銅墊板表面3mm,寬度為2. 5mm。所述的下層壓板上槽的寬度為7mm，深度為下層壓板厚度的2/3。本專利技術的特點和有效果是(I)本專利技術的壓板是雙層結構，在上層壓板靠近焊接定位槽一側邊緣裝有一排螺栓，螺栓間距40mm，向下擰螺栓頂緊下層板，能保證壓板與對接接頭的可靠貼合壓緊；上層壓板和下層壓板的兩端開有通槽，且通槽的直徑大于頂緊螺栓的直徑8mm，這樣壓板間距可進行O 8_自由調節,對于焊接厚度在I. 5mm以下的板材、超薄帶材均適用,有利于保證焊前裝配精度和焊接工藝參數優化； (2)本專利技術的下層壓板是整體壓緊結構，同傳統的琴鍵式夾具相比有利于保證對接接頭在壓板下壓時的整體剛性，并避免琴鍵壓頭對超薄帶材的損傷，同時，在下層壓沿寬度方向開槽，這樣減少了下層板對應頂緊螺栓位置的局部剛性，保證了壓板對于對接接頭均勻、可靠壓緊，壓緊力可通過壓緊螺栓進行調節； (3)下層壓板的楔形壓板頭上銑有防干涉槽，以焊接0.2mm帶材為例，壓板間距為3mm，再加上共計5_防干涉槽，這樣可以使用最大焊槍噴嘴為8_，有利于加強對焊縫的氬氣保護效果。附圖說明圖I是本專利技術的用于薄壁合金帶材精密焊接的夾具的結構主視圖； 圖2是本專利技術的用于薄壁合金帶材精密焊接的夾具的結構俯視 圖3是本專利技術的用于薄壁合金帶材精密焊接的夾具的結構右視 其中，I :上層壓板；2 :下層壓板；3 :銅墊板；4 :底座；5 :固定螺栓；6 :頂緊螺栓；7 :槽；8 :通槽；9 :防干涉槽；10 :焊接成型槽。具體實施例方式用于薄壁合金帶材精密焊接的夾具包括上層壓板(I)、下層壓板(2)、銅墊板(3)和底座(4)，上層壓板(I)通過如圖所示的螺栓裝配在下層壓板(2)上，銅墊板(3)鑲嵌在底座上(4)，上層壓板(I)和下層壓板(2)兩端開有通槽(8)，通過貫穿通槽的固定螺栓(5)固定在底座(4)上，其中所述的上層壓板(I)是兩塊長方形壓板，下層壓板(2)是兩塊具有楔形壓板頭的長方形壓板，兩塊下層壓板(2)的楔形壓板頭相對設置，與位于下層壓板(2)下方的銅墊板(3)共同形成壓緊機構，銅墊板中央沿長度方向銑有寬度為2mm焊接成型槽(10)，并每隔50mm鉆有直徑為Imm的背面氬氣保護孔，同時在兩個楔形壓板頭上銑有防干涉槽(9);所述的上層壓板(I)靠近焊接定位槽的一側邊緣，每隔40mm裝配有一個頂緊螺栓(6)，下層壓板(2)上對應于每兩個頂緊螺栓(6)的中間位置，沿下層壓板(2)寬度方向開有槽(7)。其中所述的通槽(8)沿壓板寬度方向的長度大于固定螺栓(5)的直徑8mm。所述的防干涉槽(9)距焊接定位槽底面3mm，寬度為2. 5mm。所述的下層壓板(2)上槽(7)的寬度為7mm，深度為下層壓板(2)厚度的2/3。實施例I 采用專利技術設計的上述焊接夾具裝配焊接封嚴圈零件，具體步驟如下 封嚴圈材料為GH738合金帶材，供貨狀態為退火態，最終熱處理狀態為固溶+時效態，其主要化學成分見表I。表I GH738合金冷軋帶材的主要化學成分mm> %雜鍾.. ,不計C Cr Al Mo Tl Co B Zr Ni Si Ik S P Fe Cu 0.02 IMO 1.20 150 215 12—OCH ￠.003 0.02(101 f 020 0.20 M15 1.0 0.50 ^JQ|>21J~liO|~5X>3[~3i5;~llCi3rOJ10[~0 l|0 | | (I)焊前準備 焊前采用激光切割下料，帶材尺寸為2580mmX 100mm,并附帶50mmX30mm焊接試片不少于4片，用于工藝參數驗證試驗，焊前對接頭端面及接頭兩側約3mm區域，采用不銹鋼絲刷進行拋光處理，去除表面氧化層并呈金屬光澤，用丙酮或酒精對焊接夾具裝配面和焊前 清理區域進行清洗，去除油污及其它外來物。(2)裝配壓緊 將待焊試片或零件放置在焊接夾具上，接頭正對焊接成型槽中央，先將一側試片或零件單面固定，調整上層壓板(I)與接頭間距在2. 5 3mm之間，擰緊上層壓板兩端的固定螺栓(5)，微調頂緊螺栓(6)，保證均勻壓緊，再將另一側試片或零件按同樣方法裝配壓緊，其間應盡量保證對接接頭間有一定的貼合力，有利于減少間隙，保證裝配對接間隙公差，防止燒穿，最后同時調整兩個頂緊螺栓(5)，使試片或零件與銅墊板(3)處處貼合良好，保證裝配錯邊在允許公差范圍。(3)焊機及機器人調教 焊前檢查鎢極燒損情況，發現鎢極尖端氧化甚至燒損發黑時應及時重新磨制鎢極，檢查焊機水冷、氣路以及故障報警等，確保無任何問題。對機器人路徑進行示教，保證移動路徑不偏離待焊接頭，基本編程指令如下 ArcLStart pi, v20, seaml，weldl, fine, tweldgun;ArcLEnd p2，v20, seaml, weldl, fine, tw本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于薄壁合金帶材精密焊接的夾具，其特征在于包括上層壓板、下層壓板、銅墊板和底座，上層壓板裝配在下層壓板上，銅墊板鑲嵌在底座上，上層壓板和下層壓板兩端開有通槽，通過貫穿通槽的固定螺栓固定在底座上，其中所述的上層壓板是兩塊長方形壓板，下層壓板是兩塊具有楔形壓板頭的長方形壓板，兩塊下層壓板的楔形壓板頭相對設置，與位于下層壓板下方的銅墊板共同形成壓緊機構，銅墊板中央沿長度方向銑有2mm寬的焊接成型槽，并每隔50mm鉆有直徑為1mm的背面氬氣保護孔，同時在兩個楔形壓板頭上銑有防干涉槽；所述的上層壓板靠近壓緊機構的一側邊緣，每隔40mm裝配有一個頂緊螺栓，下層壓板上對應于每兩個頂緊螺栓的中間位置上，沿下層壓板寬度方向開有槽。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：宋文清，高山，曲伸，李文學，帥焱林，
申請(專利權)人：沈陽黎明航空發動機集團有限責任公司，
類型：發明
國別省市：