[發明專利]一種懸臂、輻板式鈦合金機匣焊接變形控制方法及設備

有效

• 申請號: 201410616544.0
• 申請日: 2014-11-05
• 公開（公告）號: CN104493369A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 劉曉娟;邵天巍;戚龍升;吳鳳鵬;黃青松;王立成
• 申請（專利權）人: 沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司
• 主分類號: B23K31/00
• 分類號: B23K31/00;B23K37/04;B25B11/00;B23K9/16
• 代理公司: 沈陽晨創科技專利代理有限責任公司 21001
• 代理人: 任玉龍

技術領域

本發明涉及機械加工技術領域，特別涉及了一種懸臂、輻板式鈦合金機匣焊接變形控制方法及設備。

背景技術

鈦合金焊接機匣因為成本較低、加工效率比較高、重量較輕的特點，在飛機動力裝置中得到了大量應用。發動機渦輪整流支承機匣如圖1、2所示，是該發動機渦輪部分的主承力件，結構上將渦輪后機匣與流道設計在一個焊接組合件上，是典型的全焊接結構機匣，機匣在直徑方向為4層、6段懸臂焊接結構，多條氬弧焊縫集中在直徑735mm、高度185mm的狹小空間內，焊縫累計長度約16m。本零件的特點為空間小、焊縫多、層數多、零件多。受鈑金成型和焊接加工工藝特點的限制，此零件加工精度較低，為有效控制焊接變形，提高加工效率，有效限制零件的焊接變形，在去應力的同時，有效保證零件的結構尺寸，需要合理的方法及設備。

發明內容

本發明的目的是為了有效限制零件的焊接變形，保證零件的結構尺寸，特提供了一種懸臂、輻板式鈦合金機匣焊接變形控制方法及設備。

本發明提供了一種懸臂、輻板式鈦合金機匣焊接變形控制方法，其特征在于：所述的懸臂、輻板式鈦合金機匣焊接變形控制方法，采取由內到外，由中間到兩邊、由內層到外層的總體焊接順序，為消除焊接應力，焊接后安排去應力熱處理，由于零件的層數及焊接部位較多，焊接過程中應力較大，在完成內層焊接后進行中間熱處理，目的是精密熱校形校正，去除前期焊接應力，避免最終熱處理時應力一次釋放，熱處理夾具如圖3、4所示，減少后續焊接過程中焊接變形的積累，達到減少焊接變形的目的。在最終焊接完成后，組合加工前安排最終的去應力熱處理。

背面的焊接過程中氬氣保護，焊縫正面采用焊槍保護；設計焊接夾具，具體結構如圖5、6所示，在消除焊接應力的同時，控制熱處理過程中的熱變形。

一種懸臂、輻板式鈦合金機匣焊接變形控制方法的設備，包括熱處理夾具和焊接夾具；

熱處理夾具包括，底座1，固定支架2，定位盤3，吊掛4，定位環5，楔鍵6，軸7，壓蓋8，定位銷栓9，定位塊10；

底座1與定位環5通過焊接的形式連接為一體，定位環5為整體環，加工槽口及定位銷的尺寸，位置公差控制在0.1以內；

定位盤3通過定位口與底盤焊接，軸7與定位盤3間隙配合，通過焊接方式連接。壓蓋8通過定位口及端面壓緊零件，通過楔鍵6及軸7以楔緊的方式壓緊零件；吊掛4與夾具主體通過螺紋和焊接的方式連接；

焊接夾具，包括底座11，雙頭螺栓12，定位銷13，定位盤14，雙頭螺栓15，壓鉤16，定位塊17，壓蓋18，壓緊螺栓19，定位軸20，定位塊21，螺帽22，圓柱頭螺釘23，銷子24，螺栓25，銷子26；

定位塊21通過銷子24和螺栓25連接；定位塊17通過銷子26連接后與定位塊21間隙配合，以壓緊螺栓19壓緊，零件支板頭外型面與夾具定位塊內型面間隙配合，雙頭螺栓15和壓鉤16、螺帽22固定壓緊，控制零件焊接變形；

圓柱頭螺釘23與定位盤14連接；定位銷13與底座11過盈配合，與零件定位孔間隙配合；壓蓋18通過三根雙頭螺栓12連接，壓緊零件，同時以壓蓋18和零件上的一個孔作為氬氣通氣孔，以底座11、定位盤14、定位塊17、壓蓋18、定位軸20和定位塊21將零件的內腔體密封，形成以零件、夾具組合的氬氣腔體，實現典型零件的背面氬氣保護。

本發明的優點：

本發明所述的懸臂、輻板式鈦合金機匣焊接變形控制方法及設備，成功解決了復雜焊接結構機匣的焊接變形問題，能滿足航空發動機金屬密封圈的質量要求。此類零件不再需要采用笨重的整體鑄造結構，為發動機減重和降低成本開辟了一條新路。

附圖說明

下面結合附圖及實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

圖1為渦輪整流支承機匣主視圖；

圖2為渦輪整流支承機匣俯視圖；

圖3為熱處理夾具主視圖；

圖4為熱處理夾具俯視圖；

圖5為焊接夾具主視圖；

圖6為主視圖俯視圖。

具體實施方式

實施例1