本发明涉及航空发动机技术领域，尤其是一种航空发动机火焰筒瓦块焊接方法。
背景技术：
航空发动机燃烧室是发动机的重要部件之一，是承受热负荷最大的部件，发动机的可靠性、经济性和寿命在很大程度上取决于燃烧室的可靠性和有效程度。燃烧室工作条件十分恶劣，其零件在高温、高负荷下工作，承受着静载荷、动载荷、热应力和热腐蚀等多重作用。而浮动壁瓦块是高推重比航空发动机燃烧室火焰筒中非常重要的零件之一，一般装配于火焰筒内壁外侧和外壁内侧，主要作用是将高温燃气与火焰筒内、外壁隔开，在火焰筒和瓦块间形成冷却气流通道，从而避免火焰筒受高温燃气的直接冲刷与腐蚀，有效降低火焰筒筒壁温度，延长使用寿命。
螺柱焊是将金属螺柱或类似其他金属紧固件等焊接到工件上的方法，是为了提高焊接质量和效率发展起来的一项专业焊接技术，可以将柱状金属在3-5ms内焊接到金属母材的表面。
目前发动机设计上主要采用单层壁气膜冷却燃烧室火焰筒和双层壁浮动瓦块冷却燃烧室火焰筒，浮动瓦块通过螺柱连接的方式与火焰筒内外壁相连，传统方法是采用氩弧焊将螺柱焊接到浮动瓦块上或者采用在整体锻件上机械加工的方式，但上述方式存在以下问题。
1：传统方法是采用氩弧焊将螺柱焊接到浮动瓦块上，存在以下缺点：
1）氩弧焊接热输入大，焊后变形较大甚至出现浮动瓦块焊穿的情况，导致螺柱垂直度偏差大；
2）螺柱与浮动浮动瓦块连接的中心区域出现未焊透现象，进而出现强度不够的问题。
3）螺柱主要靠工人划线后进行打点定位，人工操作过程中划线和打点定位误差大进而导致螺柱焊接定位精度低。
2：采用整体机加方式虽然能够保证产品质量，但存在以下缺点：
1）金属切削量大、材料利用率较低，加工周期长；
2）高温切削是容易发生热变形；
3）加工后需要去应力热处理工序，进一步增加了生产成本和周期。
综上所述，目前亟需一种技术方案解决现有的采用氩弧焊接热输入大焊后变形较大甚至出现浮动瓦块焊穿的情况，或者可能在螺柱与浮动瓦块连接的中心区域出现未焊透现象，进而影响焊接强度，螺柱主要靠工人划线后进行打点定位，人工操作过程中划线和打点定位误差大进而导致螺柱焊接定位精度低，采用整体机加方式金属切削量大，不仅材料利用率低、加工周期长，并且在机加切削过程中，容易发生高温切削热变形，加工后需要去应力热处理工序，进一步增加了生产成本和周期问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于解决现有的采用氩弧焊接热输入大焊后变形较大甚至出现浮动瓦块焊穿的情况，或者可能在螺柱与浮动瓦块连接的中心区域出现未焊透现象，进而影响焊接强度，螺柱主要靠工人划线后进行打点定位，人工操作过程中划线和打点定位误差大进而导致螺柱焊接定位精度低，采用整体机加方式金属切削量大，不仅材料利用率低、加工周期长，并且在机加切削过程中，容易发生高温切削热变形，加工后需要去应力热处理工序，进一步增加了生产成本和周期问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种航空发动机火焰筒瓦块焊接方法，包括浮动瓦块和螺柱，所述浮动瓦块采用锻件作为原材料，所述浮动瓦块和螺柱的焊接工艺步骤如下：
（1）机械加工：采用机床加工浮动瓦块和螺柱至所需工艺尺寸要求；
（2）表面处理：机械打磨浮动瓦块待焊面除氧化膜，打磨后采用有机溶剂拭待焊面；
（3）装夹：将浮动瓦块待焊面朝上装夹到螺柱焊接装置上，所述螺柱焊接装置可用于调节浮动瓦块沿x轴方向和y轴方向移动；
（4）螺柱焊接：调节螺柱焊机的焊接角度使螺柱垂直焊接到浮动瓦块上；
（5）钳修：去除螺柱焊根部焊渣，砂纸打磨根部表面光滑；
（6）检验：检验所有加工尺寸符合产品工艺要求。
采用机床加工浮动瓦块后在利用螺柱焊机将螺柱焊接在浮动瓦块的待焊面上较通过在金属锻件上切削加工出外凸螺柱的方法，采用螺柱焊接在浮动瓦块上的方法金属切削量小、从而在加工过程中产生的热变形小并且加工工艺简单，避免了整体机加方式需要去除大量螺柱之间的金属材料，导致材料利用率低，并且机加耗时长，大量金属切削过程中容易发生热变形的问题。
浮动瓦块加工成型后将瓦块待焊面朝上装夹到螺柱焊接装置上，通过螺柱焊接装置调节浮动瓦块沿x轴方向和y轴方向移动至螺柱焊机焊接位置下方，进而精确定位浮动瓦块需要打点焊接的位置，保证了螺柱焊接位置精度，并且可通过调节螺柱焊机的焊接角度，使螺柱垂直焊接于浮动瓦块上，避免了螺柱与浮动瓦块连接的中心区域出现未焊透现象，进而出现强度不够的问题，螺柱焊接过程中放电时间短、热输入小，焊接收缩量小，避免了采用氩弧焊接过程中热输入大，焊后变形较大，导致的螺柱垂直度偏差大的问题，本焊接方法的工艺过程简单，操作方便，解决了现有的采用氩弧焊将螺柱焊接到浮动瓦块上螺柱垂直度偏差较大，同时可能在螺柱与浮动瓦块连接的中心区域出现未焊透现象，进而影响焊接强度，螺柱主要靠工人划线后进行打点定位，人工操作过程中划线和打点定位误差大进而导致螺柱焊接定位精度低，采用整体机加方式金属切削量大，不仅材料利用率低、加工周期长，并且在机加切削过程中，容易发生高温切削热变形，加工后需要去应力热处理工序，进一步增加了生产成本和周期问题。
优选的，所述浮动瓦块采用高温合金锻件，高温合金锻件具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，避免了在浮动瓦块在加工过程中发生热变形，影响浮动瓦块的加工精度。
优选的，步骤2中还可采用吹砂方式去除氧化膜。
优选的，步骤4中所述螺柱焊接装置，包括夹具底座，所述夹具底座上设有滑动台，所述滑动台包括x轨滑和设于x轨滑上的y轨滑，所述x滑轨和y滑轨上均设有驱动装置，所述驱动装置与控制器电性连接，所述y滑轨上设有夹持装置，所述x滑轨上的驱动装置用于驱动y滑轨相对于x滑轨移动，所述y滑轨上的驱动装置用于驱动夹持装置相对于y滑轨移动，所述夹持装置用于固定浮动瓦块，夹具底座上设有滑动台，滑动台包括x滑轨和设于x滑轨上的y滑轨，y滑轨上设有夹持装置，夹持装置用于固定需要进行螺柱焊接的浮动瓦块，x滑轨和y滑轨上均设有驱动装置，驱动装置均与控制器电性连接，通过控制器控制x滑轨上的驱动装置动作，使y滑轨沿x滑轨移动，进而带动设置于y滑轨上的夹持装置沿x滑轨移动，实现浮动瓦块的焊接位置在x方向的精准定位，通过控制器控制y滑轨上的驱动装置动作，使夹持装置沿y滑轨移动，实现浮动瓦块的焊接位置在y方向上的精准定位，浮动瓦块通过在x方向和y方向的精准移动至螺柱焊机焊接位置的下方，实现浮动瓦块上的螺柱焊接位置的精准定位。
优选的，所述驱动装置包括电机和丝杆，所述丝杆通过联轴器与电机相连接，所述夹持装置包括滑块一和夹持部，所述滑块一和夹持部可拆卸连接，所述夹持装置通过滑块一与y滑轨上的驱动装置采用丝杆传动连接，联轴器的作用是连接不同机构中的两根轴使之共同旋转并传递扭矩，丝杆通过联轴器与电机相连接，实现由电机转动带动丝杆的旋转，滑块一和夹持部可拆卸连接，可根据产品尺寸更换夹持部，以满足不同类型零件需求，具有较好的适用性，驱动装置上通过电机带动丝杆旋转，夹持装置通过滑块一与y滑轨上的驱动装置采用丝杆传动连接，进而丝杆转动带动夹持装置沿y滑轨移动，实现夹持装置在y方向上的精确定位。
优选的，所述y滑轨下端设有滑块二，所述y滑轨通过滑块二与x滑轨上的驱动装置采用丝杆传动连接，驱动装置上通过电机带动丝杆旋转，y滑轨通过滑块二与x滑轨上的驱动装置采用丝杆传动连接，进而丝杆转动带动y滑轨沿x滑轨移动，实现夹持装置在x方向上的精确定位。
优选的，所述x滑轨和y滑轨的外侧均设有限位器，x滑轨上的限位器用于限制y滑轨沿x滑轨的移动范围，y滑轨上的限位器用于限制夹持装置沿y滑轨的移动范围，从而避免y滑轨和夹持装置在移动过程中脱轨。
优选的，所述夹持部包括金属垫板和琴键压片，所述金属垫板和琴键压片可拆卸连接，金属垫板上设有琴键压片，用来固定浮动瓦块，防止浮动瓦块在焊接过程中发生位移，影响浮动瓦块的定位精度。
优选的，所述夹持部与滑块一之间设有橡胶垫，夹持装置与滑块一之间设有橡胶垫，用来防止螺柱焊焊接时的电流分流。
优选的，步骤六所述螺柱焊机采用自动焊接机器人，自动焊接机器人可任意调节焊接角度，使螺柱垂直焊接在浮动瓦块的定位位置上。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
本发明采用机床加工浮动瓦块后在利用螺柱焊机将螺柱焊接在浮动瓦块的待焊面上较通过在金属锻件上切削加工出外凸螺柱的方法，采用螺柱焊接在浮动瓦块上的方法金属切削量小、从而在加工过程中产生的热变形小并且加工工艺简单，避免了整体机加方式需要去除大量螺柱之间的金属材料，导致材料利用率低，并且机加耗时长，大量金属切削过程中容易发生热变形的问题；
浮动瓦块加工成型后将瓦块待焊面朝上装夹到螺柱焊接装置上，通过螺柱焊接装置调节浮动瓦块沿x轴方向和y轴方向移动至螺柱焊机焊接位置下方，进而精确定位浮动瓦块需要打点焊接的位置，保证了螺柱焊接位置精度，并且可通过调节螺柱焊机的焊接角度，使螺柱垂直焊接于浮动瓦块上，避免了螺柱与浮动瓦块连接的中心区域出现未焊透现象，进而出现强度不够的问题，螺柱焊接过程中放电时间短、热输入小，焊接收缩量小，避免了采用氩弧焊接过程中热输入大，焊后变形较大，导致的螺柱垂直度偏差大的问题，本焊接方法的工艺过程简单，操作方便，解决现有的采用氩弧焊将螺柱焊接到浮动瓦块上螺柱垂直度偏差较大，同时可能在螺柱与浮动瓦块连接的中心区域出现未焊透现象，进而影响焊接强度，螺柱主要靠工人划线后进行打点定位，人工操作过程中划线和打点定位误差大进而导致螺柱焊接定位精度低，采用整体机加方式金属切削量大，不仅材料利用率低、加工周期长，并且在机加切削过程中，容易发生高温切削热变形，加工后需要去应力热处理工序，进一步增加了生产成本和周期问题。
本申请其他实施方式的有益效果是：
1.高温合金锻件具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，避免了在浮动瓦块在加工过程中发生热变形，影响浮动瓦块的加工精度。
2.夹具底座上设有滑动台，滑动台包括x滑轨和设于x滑轨上的y滑轨，y滑轨上设有夹持装置，夹持装置用于固定需要进行螺柱焊接的浮动瓦块，x滑轨和y滑轨上均设有驱动装置，驱动装置均与控制器电性连接，通过控制器控制x滑轨上的驱动装置动作，使y滑轨沿x滑轨移动，进而带动设置于y滑轨上的夹持装置沿x滑轨移动，实现浮动瓦块的焊接位置在x方向的精准定位，通过控制器控制y滑轨上的驱动装置动作，使夹持装置沿y滑轨移动，实现浮动瓦块的焊接位置在y方向上的精准定位，浮动瓦块通过在x方向和y方向的精准移动至螺柱焊机焊接位置的下方，实现浮动瓦块上的螺柱焊接位置的精准定位。
3.联轴器的作用是连接不同机构中的两根轴使之共同旋转并传递扭矩，丝杆通过联轴器与电机相连接，实现由电机转动带动丝杆的旋转，滑块一和夹持部可拆卸连接，可根据产品尺寸更换夹持部，以满足不同类型零件需求，具有较好的适用性，驱动装置上通过电机带动丝杆旋转，夹持装置通过滑块一与y滑轨上的驱动装置采用丝杆传动连接，进而丝杆转动带动夹持装置沿y滑轨移动，实现夹持装置在y方向上的精确定位。
4.驱动装置上通过电机带动丝杆旋转，y滑轨通过滑块二与x滑轨上的驱动装置采用丝杆传动连接，进而丝杆转动带动y滑轨沿x滑轨移动，实现夹持装置在x方向上的精确定位。
5.x滑轨上的限位器用于限制y滑轨沿x滑轨的移动范围，y滑轨上的限位器用于限制夹持装置沿y滑轨的移动范围，从而避免y滑轨和夹持装置在移动过程中脱轨。
6.金属垫板上设有琴键压片，用来固定浮动瓦块，防止浮动瓦块在焊接过程中发生位移，影响浮动瓦块的定位精度。
7.夹持装置与滑块一之间设有橡胶垫，用来防止螺柱焊焊接时的电流分流。
8.自动焊接机器人可任意调节焊接角度，使螺柱垂直焊接在浮动瓦块的定位位置上。
附图说明
图1为本发明浮动瓦块的加工工艺的流程图；
图2为本发明一种螺柱焊接装置的结构示意图；
图3为本发明螺柱焊接系统的结构示意图；
图4为本发明螺柱焊接系统夹持浮动瓦块的结构示意图；
图5为本发明浮动瓦块和螺柱焊接后的结构示意图。
附图标记
1-夹具底座，2-x滑轨，21-电机，22-联轴器，23-丝杆，24-限位器，3-y滑轨，4-夹持装置，41-夹持部，411-琴键压片，412-金属垫板，42-滑块一，43-橡胶垫，5-滑块二，6-控制器，7-螺柱焊机，8-浮动瓦块，9-螺柱。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如附图1、附图2、附图3、附图4、附图5所示本实施例一种航空发动机火焰筒瓦块焊接方法包括夹具底座1，x滑轨2，电机21，联轴器22，丝杆23，限位器24，y滑轨3，夹持装置4，夹持部41，琴键压片411，金属垫板412，滑块一42，橡胶垫43，滑块二5，控制器6，螺柱焊机7，浮动瓦块8，螺柱9，电弧螺柱焊的基本原理是在待焊螺柱与工件间引燃电弧，当螺柱与工件被加热到合适温度时，在外力作用下，螺柱送入工件上的焊接熔池形成焊接接头，在螺柱焊时起焊接过程是短时间，大电流和较小的熔深，因此，可以焊接到很薄的板材上，对于使用短周期拉弧螺柱焊的板厚可以到1mm，电容放电拉弧螺柱焊可以到0.6mm，而储能式螺柱可以到0.5mm，在于焊接功率上，对于批量生产的工件，在3-980ms的焊接时间内可打到8-40个/min，因此采用螺柱焊接浮动瓦块8较氩弧焊接方法，对于厚度较薄的浮动瓦块8具有良好的焊接效果，避免了采用常规焊接过程中焊接电流过大、焊接速度过小，造成浮动瓦块在螺柱焊接时焊穿的问题，采用机床加工浮动瓦块8后在利用螺柱焊机7将螺柱9焊接在浮动瓦块8的待焊面上较通过在金属锻件上切削加工出外凸螺柱9的方法，采用螺柱9焊接在浮动瓦块8上的方法金属切削量小、从而在加工过程中产生的热变形小并且加工工艺简单，避免了整体机加方式需要去除大量螺柱9之间的金属材料，导致材料利用率低，并且机加耗时长，大量金属切削过程中容易发生热变形的问题；
浮动瓦块8加工成型后将瓦块待焊面朝上装夹到螺柱焊接装置上，通过螺柱焊接装置调节浮动瓦块8沿x轴方向和y轴方向移动至螺柱焊机7焊接位置下方，进而精确定位浮动瓦块需要打点焊接的位置，保证了螺柱焊接位置精度，并且可通过调节螺柱焊机7的焊接角度，使螺柱9垂直焊接于浮动瓦块8上，避免了螺柱9与浮动瓦块8连接的中心区域出现未焊透现象，进而出现强度不够的问题，螺柱9焊接过程中放电时间短、热输入小，焊接收缩量小，避免了采用氩弧焊接过程中热输入大，焊后变形较大，导致的螺柱9垂直度偏差大的问题，本焊接方法的工艺过程简单，操作方便，解决现有的采用氩弧焊将螺柱9焊接到浮动瓦块8上螺柱9垂直度偏差较大，同时可能在螺柱9与浮动瓦块8连接的中心区域出现未焊透现象，进而影响焊接强度，螺柱8主要靠工人划线后进行打点定位，人工操作过程中划线和打点定位误差大进而导致螺柱8焊接定位精度低，采用整体机加方式金属切削量大，不仅材料利用率低、加工周期长，并且在机加切削过程中，容易发生高温切削热变形，加工后需要去应力热处理工序，进一步增加了生产成本和周期问题。
高温合金锻件具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，避免了在浮动瓦块8在加工过程中发生热变形，影响浮动瓦块8的加工精度。
高温合金锻件具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，避免了在浮动瓦块8在加工过程中发生热变形，影响浮动瓦块8的加工精度。
夹具底座1上设有滑动台，滑动台包括x滑轨2和设于x滑轨2上的y滑轨3，y滑轨3上设有夹持装置4，夹持装置4用于固定需要进行螺柱焊接的浮动瓦块8，x滑轨2和y滑轨3上均设有驱动装置，驱动装置均与控制器6电性连接，通过控制器6控制x滑轨2上的驱动装置动作，使y滑轨3沿x滑轨2移动，进而带动设置于y滑轨3上的夹持装置4沿x滑轨2移动，实现浮动瓦块8的焊接位置在x方向的精准定位，通过控制器6控制y滑轨3上的驱动装置动作，使夹持装置4沿y滑轨3移动，实现浮动瓦块8的焊接位置在y方向上的精准定位，浮动瓦块8通过在x方向和y方向的精准移动至螺柱焊机7焊接位置的下方，实现螺柱9的精准定位焊接。
联轴器22的作用是连接不同机构中的两根轴使之共同旋转并传递扭矩，丝杆23通过联轴器22与电机21相连接，实现由电机21转动带动丝杆23的旋转，滑块一42和夹持部41可拆卸连接，可根据产品尺寸更换夹持部，以满足不同类型零件需求，具有较好的适用性，驱动装置上通过电机21带动丝杆23旋转，夹持装置通过滑块一42与y滑轨3上的驱动装置采用丝杆23传动连接，进而丝杆23转动带动夹持装置4沿y滑轨3移动，实现夹持装置4在y方向上的精确定位。
驱动装置上通过电机21带动丝杆23旋转，y滑轨3通过滑块二5与x滑轨2上的驱动装置采用丝杆23传动连接，进而丝杆23转动带动y滑轨3沿x滑轨2移动，实现夹持装置4在x方向上的精确定位。
x滑轨2上的限位器24用于限制y滑轨3沿x滑轨2的移动范围，y滑轨3上的限位器24用于限制夹持装置4沿y滑轨2的移动范围，从而避免y滑轨3和夹持装置4在移动过程中脱轨。
金属垫板412上设有琴键压片411，用来固定浮动瓦块8，防止浮动瓦块8在焊接过程中发生位移，影响浮动瓦块8的定位精度。
夹持装置4与滑块一42之间设有橡胶垫43，用来防止螺柱焊焊接时的电流分流。
自动焊接机器人可任意调节焊接角度，使螺柱9垂直焊接在浮动瓦块8的定位位置上。
以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但本发明不局限于上述具体实施方式，因此任何对本发明进行修改或等同替换；而一切不脱离发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。