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CN109590662B - 钛合金筒体环缝可调节自动焊接装置及焊接方法 - Google Patents

钛合金筒体环缝可调节自动焊接装置及焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种钛合金筒体环缝可调节自动焊接装置及焊接方法，包括外连杆、左压盘、右压盘、内连杆、外连杆螺母、内连杆螺母及尾部保护拖罩；内连杆能够插入外连杆中，左压盘能够套入外连杆，右压盘能够套入内连杆，外连杆与内连杆间隙配合，能够调节左压盘和右压盘之间的长度；左压盘与右压盘的内表面为圆弧面，能够与待焊产品内表面紧密贴合；外连杆螺母压紧左压盘，内连杆螺母压紧右压盘；尾保护拖罩连接在焊枪喷嘴上，通过焊枪带动实现保护。本发明通过外连杆与内连杆间隙配合，以调整内连杆插入外连杆中的长度，调整装置的总长，使装置具备适用于不同长度筒体焊接的广泛适应性，结构简单、安全可靠地完成钛合金筒体结构环缝的焊接并避免焊缝附近发生氧化，从而保证了钛合金筒体环缝的焊接质量。

Description

钛合金筒体环缝可调节自动焊接装置及焊接方法
技术领域
本发明涉及机械制造领域，具体地，涉及一种钛合金筒体环缝可调节自动焊接装置及焊接方法。
背景技术
目前，航天航空领域中钛合金结构得到越来越广泛的使用。钛合金筒体作为大量使用的结构形式，主要由前端框、后端框及蒙皮卷组成，其中前端框+蒙皮卷、蒙皮卷+后端框需进行环缝焊接。由于钛合金在高温下容易发生氧化，而手工焊加装拖罩较为困难，因此需采用自动焊的方法。目前所使用的钛合金环缝焊接工装长度固定，因此只能焊接特定长度的产品，一旦产品长度发生改变，原有工装即无法使用。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种钛合金筒体环缝可调节自动焊接装置及焊接方法。
根据本发明提供的一种钛合金筒体环缝可调节自动焊接装置，包括外连杆、左压盘、右压盘、内连杆、外连杆螺母、内连杆螺母及尾部保护拖罩；
内连杆能够插入外连杆中，左压盘能够套入外连杆，右压盘能够套入内连杆，外连杆与内连杆间隙配合，能够调节左压盘和右压盘之间的长度，以调节焊接装置的总长度；
左压盘与右压盘的内表面为圆弧面，能够与待焊产品内表面紧密贴合；
外连杆螺母压紧左压盘，内连杆螺母压紧右压盘；
尾保护拖罩连接在焊枪喷嘴上，通过焊枪带动实现保护。
优选地，所述外连杆、内连杆上分别均匀设置有外连杆定位孔、内连杆定位孔；
外连杆定位孔、内连杆定位孔能够重合，外连杆定位孔、内连杆定位孔重合后能够安装插销进行定位。
优选地，所述外连杆的左侧设有进气管口，所述进气管口与外部惰性保护气体相连，能够流通保护气。
优选地，所述内连杆的右侧设有出气口，所述出气口与外部连通，能够排出保护气。
优选地，所述外连杆、内连杆上分别设置外连杆通气孔、内连杆通气孔，外连杆通气孔与外连杆的端部连通，内连杆通气孔与内连杆的端部连通。
根据本发明提供的一种使用上述焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：
根据待焊产品总长度，将内连杆插入外连杆中合适的长度，将内连杆和外连杆进行固定；
将右压盘套入内连杆上，再将内连杆螺母装入拧紧，使内连杆螺母能够压紧右压盘；
将待焊产品的后端框装入右压盘上；
在待焊产品的前端框上装入左压盘，拧紧外连杆螺母；
使待焊产品处于竖直状态，前端框在下，将保护气接入外连杆端部接口，通保护气；
将待焊产品装夹在转动设备上，在冷却焊缝处通过尾部保护罩输出的氩气进行尾保护，焊枪进行自动焊。
优选地，所述的焊接方法，还包括以下步骤：
焊接前对待焊产品的表面进行酸洗除油，使用酸洗液为4～6％氢氟酸、15～25％硝酸以及余量的水的混合液；使用丙酮对待焊产品的待焊区域进行擦拭。
优选地，所述的焊接方法，还包括以下步骤：
焊接前对待焊产品的筒体内充惰性保护气，充气流量10～15L/min，充气时间8～10min。
优选地，采用自动钨极氩弧焊方式焊接，不填丝，选择99.998％纯度氩气作为焊枪及焊件背面、尾部的保护气。
优选地，焊接电流I的范围介于70～90A；焊接速度的范围介于240～280mm/min；电弧弧长L的范围介于1.0～1.2mm；焊枪保护气流量范围介于15～20L/min，背保护气流量范围介于5～10L/min，尾保护气流量范围介于10～15L/min。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
本发明通过外连杆与内连杆间隙配合，以调整内连杆插入外连杆中的长度，调整装置的总长，使装置具备适用于不同长度筒体焊接的广泛适应性，结构简单、安全可靠地完成钛合金筒体结构环缝的焊接并避免焊缝附近发生氧化，从而保证了钛合金筒体环缝的焊接质量。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的装置结构示意图；
图2为本发明的装置工作状态示意图。
图中示出：
Figure BDA0001938209320000031
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供一种钛合金筒体环缝可调节自动焊接装置及焊接方法，满足了不同长度规格的钛合金筒体环缝焊接的需求，并且为自动焊接过程中提供了有效保护，避免焊接接头发生氧化，从而保证了钛合金筒体环缝的焊接质量。
根据本发明提供的一种钛合金筒体环缝可调节自动焊接装置，包括外连杆1、左压盘2、右压盘3、内连杆4、外连杆螺母5、内连杆螺母6及尾部保护拖罩7；
内连杆4能够插入外连杆1中，左压盘2能够套入外连杆1，右压盘3能够套入内连杆4，外连杆1与内连杆4间隙配合，能够调节左压盘2和右压盘3之间的长度，以调节焊接装置的总长度；
左压盘2与右压盘3的内表面为圆弧面，能够与待焊产品内表面紧密贴合；
外连杆螺母5压紧左压盘2，内连杆螺母6压紧右压盘3；
尾保护拖罩7连接在焊枪喷嘴上，通过焊枪带动实现保护。
优选地，所述外连杆1、内连杆4上分别均匀设置有外连杆定位孔10、内连杆定位孔40；
外连杆定位孔10、内连杆定位孔40能够重合，外连杆定位孔10、内连杆定位孔40重合后能够安装插销进行定位。
具体地，所述外连杆1的左侧设有进气管口11，所述进气管口11能够与外部惰性保护气体相连，能够流通保护气。
具体地，所述内连杆4的右侧设有出气口41，所述出气口41与外部连通，能够排出保护气。
具体地，所述外连杆1、内连杆4上分别设置外连杆通气孔12、内连杆通气孔42，外连杆通气孔12与外连杆1的端部连通，内连杆通气孔42与内连杆4的端部连通。
根据本发明提供的一种使用上述焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：
根据待焊产品总长度，将内连杆4插入外连杆1中合适的长度，将内连杆4和外连杆1进行固定；
将右压盘3套入内连杆4上，再将内连杆螺母6装入拧紧，使内连杆螺母6能够压紧右压盘3；
将待焊产品的后端框装入右压盘3上；
在待焊产品的前端框上装入左压盘2，拧紧外连杆螺母5；
使待焊产品处于竖直状态，前端框在下，将保护接入外连杆端部接口，通保护气；
将待焊产品装夹在转动设备上，在冷却焊缝处通过尾部保护罩7输出的氩气进行尾保护，焊枪进行自动焊。
具体地，所述的焊接方法，还包括以下步骤：
焊接前对待焊产品的表面进行酸洗除油，使用酸洗液为4～6％氢氟酸、15～25％硝酸以及余量的水的混合液；使用丙酮对待焊产品的待焊区域进行擦拭。
具体地，所述的焊接方法，还包括以下步骤：
焊接前对待焊产品的筒体内充惰性保护气，充气流量10～15L/min，充气时间8～10min。
具体地，采用自动钨极氩弧焊方式焊接，不填丝，选择99.998％纯度氩气作为焊枪及焊件背面、尾部的保护气。
具体地，焊接电流I的范围介于70～90A；焊接速度的范围介于240～280mm/min；电弧弧长L的范围介于1.0～1.2mm；焊枪保护气流量范围介于15～20L/min，背保护气流量范围介于5～10L/min，尾保护气流量范围介于10～15L/min。
以下结合附图对本发明的优选例做进一步阐述。
如图1所示，本发明的焊接装置，包括：外连杆1、左压盘2、右压盘3、内连杆4、外连杆螺母5、内连杆螺母6及尾部保护拖罩7。所述的外连杆1与内连杆2间隙配合，用于调节装置的总长度；所述的左压盘3与右压盘4的内形面为圆弧面，确保与产品内形面紧密贴合；所述的外连杆螺母5起到压紧左压盘2的作用；所述的内连杆螺母4起到压紧右压盘3的作用；所述的尾部保护拖罩7为圆弧型，可实现与产品紧密贴合，提高保护效果。优选地，外连杆与内连杆间隙配合，二者上均布有定位孔，既能调节长度尺寸，又能通过定位销实现固定连接；外连杆1的左侧设有外径Φ8mm进气管口11，用于为装置输入保护气充当环缝背面保护；内连杆2的右侧设有内径Φ12mm出气口，可实现保护气排出，避免保护气聚集在装置中形成气压导致熔池穿孔；左压盘2及右压盘3分别与前端框及后端框装配，配合外连杆螺母与内连杆螺母，使产品固定在焊接装置上并在焊接过程中随装置一同转动。
在具体的焊接方法中，首先根据待焊产品总长度，将内连杆插入外连杆中合适的长度，通过定位销将二者固定；将右压盘套入内连杆上，再将内连杆螺母装入拧紧，使其压紧右压盘；将定位焊后的产品后端框装入右压盘上；在前端框上装入左压盘，拧紧外连杆螺母；使产品处于竖直状态，前端框在下，将保护气接入外连杆端部接口，通保护气；将产品装夹与专用转动设备上，在冷却焊缝处通过尾部保护罩输出的氩气进行尾保护，焊枪进行自动焊。在焊接前，先对待焊件表面进行酸洗除油，酸洗液为4～6％氢氟酸、15～25％硝酸以及余量的水的混合液；使用丙酮对工件待焊区域进行擦拭；并对筒体内充惰性保护气，充气流量10～15L/min，充气时间8～10min；采用自动钨极氩弧焊方式焊接，不填丝，选择99.998％纯度氩气作为焊枪及焊件背面、尾部的保护气；焊接电流I的范围介于70～90A；焊接速度的范围介于240～280mm/min；电弧弧长L的范围介于1.0～1.2mm；焊枪保护气流量范围介于15～20L/min，背保护气流量范围介于5～10L/min，尾保护气流量范围介于10～15L/min。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (6)

1.一种钛合金筒体环缝可调节自动焊接装置，其特征在于，包括外连杆(1)、左压盘(2)、右压盘(3)、内连杆(4)、外连杆螺母(5)、内连杆螺母(6)及尾部保护拖罩(7)；
内连杆(4)能够插入外连杆(1)中，左压盘(2)能够套入外连杆(1)，右压盘(3)能够套入内连杆(4)，外连杆(1)与内连杆(4)间隙配合，能够调节左压盘(2)和右压盘(3)之间的长度；
左压盘(2)与右压盘(3)的内表面为圆弧面，能够与待焊产品内表面紧密贴合；
外连杆螺母(5)压紧左压盘(2)，内连杆螺母(6)压紧右压盘(3)；
尾部 保护拖罩(7)连接在焊枪喷嘴上，通过焊枪带动实现保护；
所述外连杆(1)、内连杆(4)上分别均匀设置有外连杆定位孔(10)、内连杆定位孔(40)；
外连杆定位孔(10)、内连杆定位孔(40)能够重合，外连杆定位孔(10)、内连杆定位孔(40)重合后能够安装插销进行定位；
所述外连杆(1)、内连杆(4)上分别设置外连杆通气孔(12)、内连杆通气孔(42)，外连杆通气孔(12)与外连杆(1)的端部连通，内连杆通气孔(42)与内连杆(4)的端部连通。
2.根据权利要求1所述的钛合金筒体环缝可调节自动焊接装置，其特征在于，所述外连杆(1)的左侧设有进气管口(11)，所述进气管口(11)能够与外部惰性保护气体相连，流通保护气。
3.根据权利要求1所述的钛合金筒体环缝可调节自动焊接装置，其特征在于，所述内连杆(4)的右侧设有出气口(41)，所述出气口(41)与外部连通，能够排出保护气。
4.一种如权利要求1至3任一项所述焊接装置的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据待焊产品总长度，将内连杆(4)插入外连杆(1)中合适的长度，将内连杆(4)和外连杆(1)进行固定；
将右压盘(3)套入内连杆(4)上，再将内连杆螺母(6)装入拧紧，使内连杆螺母(6)能够压紧右压盘(3)；
将待焊产品的后端框装入右压盘(3)上；
在待焊产品的前端框上装入左压盘(2)，拧紧外连杆螺母(5)；
使待焊产品处于竖直状态，前端框在下，将保护气接入外连杆端部接口，通保护气；
将待焊产品装夹在转动设备上，在冷却焊缝处通过尾部保护罩(7)输出的氩气进行尾保护，焊枪进行自动焊；焊接前对待焊产品的表面进行酸洗除油，使用酸洗液为4～6％氢氟酸、15～25％硝酸以及余量的水的混合液；使用丙酮对待焊产品的待焊区域进行擦拭；
焊接前对待焊产品的筒体内充惰性保护气，充气流量10～15L/min，充气时间8～10min。
5.根据权利要求4所述的焊接方法，其特征在于，采用自动钨极氩弧焊方式焊接，不填丝，选择99.998％纯度氩气作为焊枪及焊件背面、尾部的保护气。
6.根据权利要求4所述的焊接方法，其特征在于，焊接电流I的范围介于70～90A；焊接速度的范围介于240～280mm/min；电弧弧长L的范围介于1.0～1.2mm；焊枪保护气流量范围介于15～20L/min，背保护气流量范围介于5～10L/min，尾保护气流量范围介于10～15L/min。
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