[發明專利]航空發動機火焰筒真空電子束焊接變形控制方法及裝置

有效

• 申請號: 201911129466.0
• 申請日: 2019-11-18
• 公開（公告）號: CN110732766B
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 陳昊;丁清國;周佳偉;何剛
• 申請（專利權）人: 中國航發貴州黎陽航空動力有限公司
• 主分類號: B23K15/00
• 分類號: B23K15/00;B23K15/06
• 代理公司: 貴州派騰知識產權代理有限公司 52114
• 代理人: 張祥軍

本發明公開了一種航空發動機火焰筒真空電子束焊接變形控制方法及裝置，采用了與火焰筒外環或火焰筒內環上摻混孔數量一致的插銷，分三次、兩個不同位置進行定位和檢測。本發明解決了火焰筒真空電子束焊接后位置度偏大的問題，使用焊接前控制、焊接后檢測的裝置，檢查焊前對接間隙，以及火焰筒內、外環氣膜孔相對位置度，在特定焊接參數進行焊接后檢測焊接后火焰筒內、外環氣膜孔的位置度。

技術領域

本發明涉及焊接變形控制領域，特別是針對航空發動機火焰筒焊接氣膜孔位置度焊前變形控制及焊后檢測的方法和裝置。

背景技術

如圖1所示，航空發動機的火焰筒內環2、火焰筒外環1采用真空電子束焊接方式分別與頭部5焊接形成火焰筒的筒體。焊接后火焰筒內環2及火焰筒外環1上的氣膜孔在軸向和角向位置度不超過0.5mm。若不能達到標準，極易造成火焰筒燒蝕、發動機壽命偏低。

目前在焊接變形控制上，主要采用焊接夾具約束其裝配位置，但由于結構、材料等方面的限制，僅使用焊接夾具約束裝配位置的方案不能完全控制火焰筒的內、外環焊接變形。因此需要結合采用焊前尺寸控制、檢查和焊后檢測技術，才能準確控制火焰筒氣膜孔位置度。

發明內容

本發明旨在提供一種航空發動機火焰筒真空電子束焊接變形控制方法及裝置，減小基準誤差，保證零件加工的尺寸及位置精度要求。

火焰筒內環及火焰筒外環上的氣膜孔數量基本在2000個以上，氣膜孔有位置度要求，但是要求全部檢測這些氣膜孔是非常難的。為此，本發明在火焰筒內環及火焰筒外環上加入了摻混孔，摻混孔數量不多，摻混孔與氣膜孔使用數控程序一起加工。只要摻混孔位置正確，那么氣膜孔位置就一定正確。于是本發明中通過檢測摻混孔，間接的檢測氣膜孔位置度。

本發明為了解決上述火焰筒真空電子束焊接后位置度偏大的問題，使用一種焊接前控制、焊接后檢測的裝置。檢查焊前對接間隙，以及火焰筒內、外環氣膜孔相對位置度。在特定焊接參數進行焊接后檢測焊接后火焰筒內、外環氣膜孔的位置度。

本發明采用以下技術方案實現：

航空發動機火焰筒真空電子束焊接變形控制方法，包括，

在火焰筒外環和火焰筒內環上加工摻混孔；

火焰筒內環與頭部真空電子束焊接前，采用多根第一插銷沿火焰筒徑向貫穿火焰筒內環上的摻混孔定位焊并檢查焊縫間隙；

火焰筒外環與頭部真空電子束焊接前，采用多根第二插銷沿火焰筒徑向同時貫穿火焰筒外環、火焰筒內環上的摻混孔定位焊并檢查焊縫間隙；

優選的，第二插銷的位置與第一插銷的位置相同；

火焰筒外環、火焰筒內環分別與頭部真空電子束焊接后，采用多根第三插銷沿火焰筒徑向同時貫穿火焰筒外環、火焰筒內環上的摻混孔，第三插銷的位置與第二插銷的位置不同；

多根所述第三插銷與多根所述第二插銷在同一平面內，并且第三插銷和第二插銷的位置在平面內沿著圓周按照第三插銷、第二插銷、第三插銷的方式交替設置。

航空發動機火焰筒真空電子束焊接變形控制裝置，包括，

用于支撐火焰筒上渦流器安裝平面的基準平面；

沿火焰筒軸線方向壓緊火焰筒的壓板，所述壓板緊貼火焰筒上遠離渦流器安裝平面的端面；

與火焰筒外環、火焰筒內環上摻混孔孔徑匹配的插銷，所述插銷包括三種類型，三種類型的插銷的長度分別滿足以下三種情況：第一，可沿火焰筒外環徑向插入火焰筒外環摻混孔；第二，可沿火焰筒內環徑向插入火焰筒內環摻混孔；第三，沿火焰筒徑向貫穿火焰筒外環、火焰筒內環時可同時穿過位于同一條火焰筒徑向線上且分別位于火焰筒外環、火焰筒內環上的兩個摻混孔。

進一步，航空發動機火焰筒真空電子束焊接變形控制裝置還包括底座、立柱和支座，