[發明專利]一種適用于錐面結構曲線焊縫的焊接夾具及焊接方法

有效

• 申請號: 202210552391.2
• 申請日: 2022-05-20
• 公開（公告）號: CN114682890B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 劉昕;趙桐;毛智勇;付鵬飛;唐振云
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B23K9/32
• 分類號: B23K9/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種適用于錐面結構曲線焊縫的焊接夾具，包括底板、前頂板、調整件、壓板、壓緊件、后頂板和頂絲，前頂板、后頂板及頂絲均設于底板的上端面，壓板壓設于前頂板及第二待焊接零件的頂端；頂絲設于前頂板與后頂板之間且用于調整第一待焊接零件的水平高度，調整件穿設于前頂板且用于與第二待焊接零件接觸并進行水平方向的限位；壓緊件穿設于壓板且用于第二待焊接零件接觸并進行豎直方向的限位。本發明涉及一種適用于錐面結構曲線焊縫的焊接方法。該適用于錐面結構曲線焊縫的焊接夾具及方法的目的是解決多層錐面空心結構與實心鍛件的焊接難度大的問題。

技術領域

本發明涉及電子束焊接技術領域，具體涉及一種適用于錐面結構曲線焊縫的焊接夾具及焊接方法。

背景技術

隨著制造技術的發展，為了實現零件整體化、輕量化的研制，在鈑金結構中出現了將多層空心結構與實心構件連接需求，以達到結構減重、增效及使用功能的提升。基于減重、整體化的考慮，焊接冶金連接是一種較為理想的制造方案。高能束流焊接技術如電子束焊接、激光焊接技術以其加熱能量集中和結構焊接變形小等優勢，為滿足此類結構的密封性、高質量連接提供了有效途徑。

對于常規零件結構，電子束焊接通常采用等厚度的直線焊縫形式。多層空心錐面結構與實心構件的焊接具有多重復雜性，如焊縫為變截面曲線形式，變截面曲線焊縫工藝穩定性控制難度更大。同時，為了實現這種結構的自動焊接，面臨焊接夾具設計及定位裝配、焊接參數及軌跡優化等諸多難題。

多層錐面空心結構1(后文稱舵面)與實心軸頭2(后文稱舵軸)通過焊接位置3連接為一體，如圖1所示，焊接位置為實心結構。對于這種結構，常規電子束焊接技術方法存在如下問題及難點：

1)焊接路徑為U型曲線，即首先從直線方向焊接開始，然后銜接、沿弧線焊接，最后沿直線焊接結束，涉及直線、弧線等連接過渡，電子束束流隨曲線變化的軌跡精確控制難度較大。

2)受結構錐面形狀特征的影響，沿焊接路徑軌跡，焊接厚度不斷變化，由焊接起始端逐漸遞減到焊縫中段，再由焊縫中段逐漸遞增到焊縫末端，焊接成形穩定性控制難度較大。

3)受曲線焊接路徑、錐面形狀及連續變厚度等特征影響，常規的恒定厚度、直線焊縫的鎖底或止口、墊條形式的定位裝配設計已無法滿足要求，因此，錐面結構(舵面)與實心軸頭(舵軸)組件之間的定位裝配設計、焊接夾具夾具研制難度大。

因此，發明人提供了一種適用于錐面結構曲線焊縫的焊接夾具及焊接方法。

發明內容

(1)要解決的技術問題

本發明實施例提供了一種適用于錐面結構曲線焊縫的焊接夾具及焊接方法，解決了多層錐面空心結構與實心鍛件的焊接難度大的技術問題。

(2)技術方案

本發明提供了一種適用于錐面結構曲線焊縫的焊接夾具，包括底板、前頂板、調整件、壓板、壓緊件、后頂板和頂絲，所述前頂板、所述后頂板及所述頂絲均設于所述底板的上端面，所述壓板壓設于所述前頂板及第二待焊接零件的頂端；其中，

所述頂絲設于所述前頂板與所述后頂板之間且用于調整第一待焊接零件的水平高度，所述調整件穿設于所述前頂板且用于與所述第二待焊接零件接觸并進行水平方向的限位；所述壓緊件穿設于所述壓板且用于所述第二待焊接零件接觸并進行豎直方向的限位。

進一步地，所述適用于錐面結構曲線焊縫的焊接夾具還包括固定件，所述前頂板和/或所述后頂板通過所述固定件安裝于所述底板。

進一步地，所述固定件穿設于所述壓板且用于固定所述前頂板。

進一步地，所述第一待焊接零件為錐面舵面，所述第二待焊接零件為實心舵軸；所述第二待焊接零件的周向外壁上設有與所述第一待焊接零件相適配的托板。

進一步地，所述第二待焊接零件上設有用于型面匹配的引弧塊、收弧塊。