[發明專利]一種鈦合金薄壁卷筒焊接用精度控制工裝

在審

• 申請號: 202110926038.1
• 申請日: 2021-08-12
• 公開（公告）號: CN113732593A
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 鄭申清;田永武;劉茵琪;李渤渤;楊學東
• 申請（專利權）人: 洛陽雙瑞精鑄鈦業有限公司
• 主分類號: B23K37/04
• 分類號: B23K37/04;B23K37/00
• 代理公司: 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙) 41120
• 代理人: 逯雪峰

一種鈦合金薄壁卷筒焊接用精度控制工裝，包括用于套設在待焊接薄壁卷筒內、沿薄壁卷筒徑向支撐薄壁卷筒內壁的裝夾圓盤，裝夾圓盤由通過斜面配合的第一盤體和第二盤體組成；還包括沿裝夾圓盤軸向對第一盤體和第二盤體施壓、以驅動第一盤體和第二盤體沿所述斜面移動、進而調節裝夾圓盤的外徑使薄壁卷筒內壁得到穩定支撐的調節裝置。本發明能夠通過斜面對接的裝夾圓盤實現錯位安裝，在方便工裝安裝的同時能精準的控制裝夾圓盤的尺寸，保證鈦合金薄壁卷筒的薄板表面受力穩定均勻，有效防止鈦合金薄壁卷筒的薄板在焊接過程中發生變形。

技術領域

本發明涉及鈦合金焊接技術領域，具體涉及一種鈦合金薄壁卷筒焊接用精度控制工裝。

背景技術

在航空結構材料中，鈦合金以其優良的綜合性能取得了迅猛的發展。鈦合金薄板焊接時變形較大，有橫向收縮、縱向收縮、彎曲變形等，變形具有一定的復雜性、多元性，焊接過程中接頭區域劇烈地溫度變化，導致鈦合金薄壁結構在焊接過程中容易產生較大的焊接殘余應力，容易引起焊縫處變形等問題，對于尺寸精度要求極其嚴格、又無法加工的航空、航天鈦合金產品將產生重大問題,現有石墨型工裝的工裝存在以下問題：拆裝難度極大，需用錘子進行敲擊；不能重復使用，石墨型工裝只能使用一次，拆除過程中必須破壞；尺寸精度無法保證，石墨型工裝在安裝過程中由于是緊配合尺寸會發生變化，很難實現對鈦合金薄壁卷筒的變形進行高精度控制。

此外，現有鈦合金產品常以退火狀態作為最終使用狀態，因此鈦合金校變形通常在此階段，現有常采用加工過的石墨型，將其敲擊進變形部位，通過退火達到校變形的目的，然而鈦合金由于彈性模量低，鈦合金結構件初始應力復雜，如果采用石墨芯子加工焊接工裝，石墨膨脹系數比較低，退讓性差，退火校型過程中無法通過熱脹冷縮精準的控制產品的尺寸，對于尺寸精度要求極高又無法再加工的薄壁卷筒件無法通過此方法達到合格尺寸。因此，如何改善焊接變形，提高構件的尺寸精度，一直是鈦合金薄壁結構制造的熱點問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種鈦合金薄壁卷筒焊接用精度控制工裝，以解決鈦合金薄壁卷筒在焊接時，現有工裝難以對鈦合金薄壁卷筒的變形進行高精度控制的問題。

本發明為了解決上述技術問題所采用的技術方案是：

一種鈦合金薄壁卷筒焊接用精度控制工裝，包括用于套設在待焊接薄壁卷筒內、沿薄壁卷筒徑向支撐薄壁卷筒內壁的裝夾圓盤，裝夾圓盤由通過斜面配合的第一盤體和第二盤體組成；

還包括沿裝夾圓盤軸向對第一盤體和第二盤體施壓、以驅動第一盤體和第二盤體沿所述斜面移動、進而調節裝夾圓盤的外徑使薄壁卷筒內壁得到穩定支撐的調節裝置。

進一步地，所述調節裝置包括設置在裝夾圓盤兩端面上的上底座和下底座，貫穿上底座、裝夾圓盤以及下底座設有用于調節上底座和下底座壓緊力、以對第一盤體和第二盤體施加沿裝夾圓盤軸向壓力的螺栓組件。

進一步地，所述螺栓組件設有四個，且均布貫穿裝夾圓盤。

進一步地，所述斜面與裝夾圓盤的軸線呈40°-50°夾角。

進一步地，所述斜面與裝夾圓盤的軸線呈45°夾角。

進一步地，所述裝夾圓盤選用熱膨脹系數比鈦合金高的材質制作。

進一步地，所述裝夾圓盤的材質為45#鋼。

進一步地，所述調節裝置的材質為45#鋼。

本發明的有益效果：

1.本發明的工裝將裝夾圓盤設計成由兩塊圓盤通過斜面對接形成，實現錯位安裝，在方便安裝的同時能精準的控制裝夾圓盤的尺寸，能夠保證鈦合金薄壁卷筒的薄板表面受力穩定均勻，有效防止鈦合金薄壁卷筒的薄板在焊接過程中發生變形。