[發明專利]一種多翼片結構產品的焊接設備及方法

有效

• 申請號: 202110033589.5
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112846481B
• 公開（公告）日: 2022-08-09
• 發明（設計）人: 金俊龍;李輝;陶軍;季亞娟;張傳臣;李菊
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12;B23K20/26
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種多翼片結構產品的焊接設備及方法，包括振動端和多個同步進給的頂鍛端，振動端包括可拆卸連接的振動缸和振動柱，振動柱的兩端分別同軸連接兩個振動缸，多翼片結構產品的主體安裝在振動柱上且可沿振動柱的軸向做高頻線性振動；頂鍛端包括頂鍛工裝和頂鍛驅動機構，頂鍛驅動機構用于驅動頂鍛工裝沿多翼片結構產品的主體的徑向移動，多翼片結構產品的翼片由頂鍛工裝進行固定分布于多翼片結構產品的主體的周向。本發明還涉及一種多翼片結構產品的焊接方法。該多翼片結構產品的焊接設備的目的是解決傳統焊接設備無法實現對多翼片結構產品進行一次性焊接的問題。

技術領域

本發明涉及焊接制造技術領域，具體涉及一種多翼片結構產品的焊接設備及方法。

背景技術

線性摩擦焊(Linear friction welding)為固相連接方法，其焊接過程中，振動側工件高頻往復振動，頂鍛側工件在一定摩擦壓力作用下與振動工件接觸并發生相互摩擦并產生摩擦熱，界面溫度快速升高，界面近域兩側基體金屬軟化并發生塑性流動，在摩擦壓力作用下被擠出界面形成飛邊；當焊接區的溫度分布、變形達到一定程度后，振動工件快速停止振動，工件對齊并施加頂鍛壓力，界面兩側金屬通過相互擴散與再結晶連接在一起，進而完成整個焊接過程。

線性摩擦焊優點為:接頭組織為鍛造組織，性能穩定可靠，對于鈦合金具有良好的焊接適應性，在大氣環境下可實現焊接，生產成本低。缺點為：焊接過程需要較大壓力，只適合剛性較好的工件焊接，并且焊接過程有飛邊產生，需要考慮工藝適應性。

某新型多翼片結構產品的制造目前采用線性摩擦焊技術依次將翼片焊接到筒體上，由于翼片焊接產生焊接飛邊，已焊翼片的飛邊會對之后其兩側的翼片焊接造成遮擋，因此目前焊接該結構時，一般先間隔焊接一輪翼片，焊后需要拆卸下來進行一次去飛邊機加工才可以進行后續翼片的焊接，如果翼片數量為偶數，需要兩輪次完成焊接，如果翼片數量為奇數，則需要三輪次才可以完成焊接。

采用現有技術進行翼片焊接，由于翼片是按次序一個一個焊接到筒體上的，第一個問題是焊接產生飛邊影響其兩側翼片的正常焊接，第一輪次焊接后需要拆卸進行去飛邊加工才能進行兩側翼片的焊接，需要重復裝夾調試，周期長；第二個問題是由于焊接的時候焊縫周邊會經歷一個較高溫度的熱循環，該熱循環作用位置為焊縫周圍的局部區域，由于是局部加熱，會對焊后構件的型面尺寸產生有害影響。

因此，發明人提供了一種多翼片結構產品的焊接設備及方法。

發明內容

(1)要解決的技術問題

本發明實施例提供了一種多翼片結構產品的焊接設備，通過將線性摩擦焊設備的振動端設為可拆卸式柱體，焊接該多翼片結構產品的主體時，主體安裝于振動端的振動柱上，翼片由頂鍛工裝進行固定分布于四周，焊前翼片離筒體一定距離，焊接開始后筒體在設備帶動下做高頻線性振動，在液壓源控制下對多個頂鍛端輸出相同的頂鍛力，頂鍛力作用下翼片在徑向同步靠近主體，翼片與主體接觸后摩擦生熱形成焊縫，在縮短量達到預設位置時停止，完成焊接，解決了傳統焊接設備無法實現對多翼片結構產品進行一次性焊接的技術問題。

(2)技術方案

本發明的實施例的第一方面提供了一種多翼片結構產品的焊接設備，包括振動端和多個同步進給的頂鍛端，所述振動端包括可拆卸連接的振動缸和振動柱，所述振動柱的兩端分別同軸連接兩個所述振動缸，多翼片結構產品的主體安裝在所述振動柱上且可沿所述振動柱的軸向做高頻線性振動；

所述頂鍛端包括頂鍛工裝和頂鍛驅動機構，所述頂鍛驅動機構用于驅動所述頂鍛工裝沿所述多翼片結構產品的主體的徑向移動，多翼片結構產品的翼片由所述頂鍛工裝進行固定分布于所述多翼片結構產品的主體的周向。

進一步地，所述頂鍛驅動機構包括液壓源、油管、頂鍛缸和連桿，所述液壓源通過所述油管與每一個所述頂鍛缸分別連接，每一個所述頂鍛缸通過所述連桿分別與對應的所述頂鍛工裝同軸連接且用于驅動所述頂鍛工裝進行移動。