一种钛合金罩体激光焊接防变形控制工装的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种焊接变形控制工装，特别是一种钛合金罩体激光焊接变形控制工装。
【背景技术】
[0002]钛合金罩体是由前框，锥形筒，后框和窗口外框组成的结构，前框和后框均为圆形法兰状结构，锥形筒上端与前框焊接在一起，锥形筒下端与后框焊接在一起，在锥形筒上有台阶形状开口，窗口外框焊接在此开口上。在焊接过程中，由于材料热物理特性和机械性能的特点，工件受焊接温度场的作用后会产生焊接变形，如焊缝的纵向收缩，焊缝的挠曲变形和焊缝的波浪变形等。焊接变形不但使工件无法满足设计尺寸和精度要求，降低构件的装配质量，而且影响结构的承载能力，在外载作用下将会产生应力集中和附加应力，降低结构的安全系数。因此控制工件的焊接变形对保证产品尺寸精度、降低成本、提高生产效率有着非常重要的意义。
[0003]从焊接工艺方面，控制焊接变形主要是采用高能量密度热源，减少焊接热输入。另一方面常用的焊接变形控制措施有:机械校形法，火焰矫正法，反变形法，锤击法，这些措施都可以控制工件的焊接变形，但这些方法或者需要昂贵的设备和复杂的工艺；或者不适合薄壁类零件的焊接变形控制。工程生产中不易实现，大范围应用困难。
[0004]刚性固定法是控制焊接变形的重要手段，在焊接之前通过夹具或专用的工艺装备等对工件产生刚性约束，可以有效控制薄壁类工件的焊接变形。本实用新型就是依据刚性固定的原理，设计出了一套锥形筒激光焊接的工装，有效的控制了焊接过程中产生的变形，保证了产品的尺寸和精度要求。
【实用新型内容】
[0005]钛合金罩体是由前框，锥形筒，后框和窗口外框组成的结构，前框为内部具有台阶孔的圆盘状结构；锥形筒为薄壁锥形结构；后框为中空的凸台式结构，窗口外框为内部具有台阶状开口的梯形结构。焊接部分为:
[0006]①锥形筒上端与前框连接处；
[0007]②锥形筒下端与后框连接处；
[0008]③窗口外框与锥形筒窗口。
[0009]本实用新型的目的在于提供一种钛合金罩体激光焊接变形控制工装，通过此工装一方面可以控制由于焊接带来的钛合金罩体锥形筒筒体的纵向收缩，扭转变形，另一方面能够满足钛合金罩体前后框同轴度要求。
[0010]一种钛合金罩体激光焊接防变形控制工装具体工装方案如下:
[0011]一种钛合金罩体的激光焊接防变形控制工装包括螺母，垫片，窗口外框盖板，固定架，外套环；
[0012]窗口外框盖板为一面带有凸台的梯形板，梯形板尺寸依据窗口外框尺寸制作，在梯形板轴线位置加工有两个螺纹通孔贯穿凸台，在焊接锥形筒窗口与窗口外框时，将窗口外框盖板放在窗口外框内，起到压紧窗口外框、防止窗口外框移动的作用；
[0013]固定架为阶梯轴结构，由前轴头，窗口外框定位板，钢管，后挡板，后轴头组成，前轴头、钢管、后挡板、后轴头依次焊接在一起，窗口定位板焊接在钢管上。
[0014]前轴头为带有法兰圆盘的轴，法兰面前端的轴上加工有螺纹，螺纹与螺母和垫片配合使用，法兰圆盘从前框后部内侧支撑前框，螺母与垫片和螺纹配合从前框前部外侧压紧前框；
[0015]窗口外框定位板为矩形结构，焊接于钢管上，其中心加工有凹槽，凹槽内有螺纹孔，凹槽内的螺纹孔与窗口外框盖板上的凸台内的螺纹通孔配合使用；焊接时，将窗口外框盖板放置在窗口外框内，通过窗口外框盖板上预置的两个螺纹通孔及螺栓与窗口定位板上凹槽内预置的螺纹孔将窗口外框盖板固定在窗口外框定位板上，起到支撑固定窗口外框盖板的作用；
[0016]后挡板为带凸台的圆盘，后挡板上预置减轻孔和四个螺纹孔，后挡板的凸台直径略小于后框的内径，在内部支撑后框，后挡板圆盘直径大于后框外径，便于后框底面落于圆盘之上；后轴头为圆柱体结构，用来将钛合金罩体激光焊接变形控制工装固定在焊接平台上；
[0017]外套环为空心圆盘结构，其圆盘面上加工有四个通孔，通孔与后挡板上四个螺纹孔位置相对应；外套环内径大于后框外径小于后挡板圆盘外径，使用时，将外套环套在后框凸台后，通过四个螺栓将后框固定在后挡板上。
[0018]使用时首先将固定架通过后轴头固定在焊接平台上，然后依次将钛合金罩体的后框，锥形筒，前框安装在固定架上。之后用外套环通过螺栓和垫片将后框固定；用螺母和垫片将前框压紧，最后将窗口外框安装在锥形筒开口上，并用通过窗口外框盖板将其紧固在窗口定位板上。安装完成后即可进行焊接。
[0019]在此工装上进行的钛合金罩体的焊接，可以有效的控制筒体的纵向收缩和扭转变形，保证钛合金罩体的同轴度要求。
【附图说明】
[0020]图1为前框主视图；
[0021]图2为前框俯视图；
[0022]图3为后框主视图；
[0023]图4为后框俯视图；
[0024]图5为钛合金罩体焊接工装示意图；
[0025]图6为固定架示意图。
[0026]1.前框主视图 2.前框俯视图 3.后框主视图 4.后框俯视图
[0027]5.固定架 6.螺母 7.垫片 8.窗口外框盖板 9.外套环
[0028]51.前轴头 52.窗口外框定位板 53.钢管 54.后挡板 55.后轴头
【具体实施方式】
[0029]下面通过实例对本实用新型做进一步的说明，但是需要注意的是，公布实例的目的在于帮助进一步理解本实用新型，但是本领域的技术人员可以理解:在不脱离本实用新型及所附的权利要求的精神和范围内，各种替换和修改都是可能的。因此，本发明不应局限于实例所公开的内容，本实用新型要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。
[0030]一种钛合金罩体激光焊接防变形控制工装具体工装方案如下:
[0031]一种钛合金罩体的激光焊接防变形控制工装包括螺母，垫片，窗口外框盖板，固定架，外套环；
[0032]窗口外框盖板为一面带有凸台的梯形板，梯形板尺寸依据窗口外框尺寸制作，在梯形板轴线位置加工有两个螺纹通孔贯穿凸台，在焊接锥形筒窗口与窗口外框时，将窗口外框盖板放在窗口外框内，起到压紧窗口外框、防止窗口外框移动的作用；
[0033]固定架为阶梯轴结构，由前轴头，窗口外框定位板，钢管，后挡板，后轴头组成，前轴头、钢管、后挡板、后轴头依次焊接在一起，窗口定位板焊接在钢管上。
[0034]前轴头为带有法兰圆盘的轴，法兰面前端的轴上加工有螺纹，螺纹与螺母和垫片配合使用，法兰圆盘从前框后部内侧支撑前框，螺母与垫片和螺纹配合从前框前部外侧压紧前框；
[0035]窗口外框定位板为矩形结构，焊接于钢管上，其中心加工有凹槽，凹槽内有螺纹孔，凹槽内的螺纹孔与窗口外框盖板上的凸台内的螺纹通孔配合使用；焊接时，将窗口外框盖板放置在窗口外框内，通过窗口外框盖板上预置的两个螺纹通孔及螺栓与窗口定位板上凹槽内预置的螺纹孔将窗口外框盖板固定在窗口外框定位板上，起到支撑固定窗口外框盖板的作用；
[0036]后挡板为带凸台的圆盘，后挡板上预置减轻孔和四个螺纹孔，后挡板的凸台直径略小于后框的内径，在内部支撑后框，后挡板圆盘直径大于后框外径，便于后框底面落于圆盘之上；后轴头为圆柱体结构，用来将钛合金罩体激光焊接变形控制工装固定在焊接平台上；
[0037]外套环为空心圆盘结构，其圆盘面上加工有四个通孔，通孔与后挡板上四个螺纹孔位置相对应；外套环内径大于后框外径小于后挡板圆盘外径，使用时，将外套环套在后框凸台后，通过四个螺栓将后框固定在后挡板上。
[0038]使用时首先将固定架通过后轴头固定在焊接平台上，然后依次将钛合金罩体的后框，锥形筒，前框安装在固定架上。之后用外套环通过螺栓和垫片将后框固定；用螺母和垫片将前框压紧，最后将窗口外框安装在锥形筒开口上，并用通过窗口外框盖板将其紧固在窗口定位板上。安装完成后即可进行焊接。
【主权项】
1.一种钛合金罩体激光焊接防变形控制工装，其特征在于，包括螺母，垫片，窗口外框盖板，固定架，外套环；窗口外框盖板为一面带有凸台的梯形板，梯形板尺寸与窗口外框内梯形开口匹配，在梯形板轴线位置有两个螺纹通孔贯穿凸台；固定架为阶梯轴结构，由前轴头，窗口外框定位板，钢管，后挡板，后轴头组成，前轴头、钢管、后挡板、后轴头依次焊接而成，窗口定位板焊接在钢管上；前轴头为带有法兰圆盘的轴，法兰前端的轴上有螺纹，螺母和垫片配合使用拧紧在螺纹上；窗口外框定位板为矩形结构，中心有凹槽，凹槽内有螺纹孔，凹槽内的螺纹孔与窗口外框盖板上的凸台内的螺纹通孔配合使用；后挡板为带凸台的圆盘，后挡板上预置减轻孔和螺纹孔，后挡板的凸台直径小于后框的内径，后挡板圆盘直径大于后框外径；后轴头为圆柱体结构；外套环为空心圆盘结构，圆盘面上有通孔，通孔与后挡板上螺纹孔位置相对应；外套环内径大于后框外径小于后挡板圆盘外径。
【专利摘要】本实用新型的目的在于提供一种钛合金罩体激光焊接变形控制工装，通过此工装一方面可以控制由于焊接带来的钛合金罩体锥形筒筒体的纵向收缩，扭转变形，另一方面能够满足钛合金罩体前后框同轴度要求。控制工装包括螺母，垫片，窗口外框盖板，固定架，外套环；使用时首先将固定架通过后轴头固定在焊接平台上，然后依次将钛合金罩体的后框，锥形筒，前框安装在固定架上。之后用外套环通过螺栓和垫片将后框固定；用螺母和垫片将前框压紧，最后将窗口外框安装在锥形筒开口上，并用通过窗口外框盖板将其紧固在窗口定位板上。安装完成后即可进行焊接。
【IPC分类】B23K37-04, B23K26-70
【公开号】CN204449651
【申请号】CN201420797857
【发明人】崔阳阳, 李 瑞
【申请人】北京航天新风机械设备有限责任公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2014年12月16日