[发明专利]一种薄壁双流道结构焊接组件加工方法及采用夹具

说明书

技术领域

本发明属于焊接加工技术领域，特别是一种薄壁双流道结构焊接组件加工方法及采用夹具。

背景技术

燃机装舰已成为水面舰艇现代化的主要标志之一，并在海军中得到广泛应用。某舰载燃机耐久性试车考核中后机匣流道件出现裂纹掉块故障难题，亟待控制解决，该故障主要为疲劳断口，疲劳起源于单面焊接24片整流叶片内侧未焊合所致的尖角处在工作中受综合外力作用产生应力集中，诱发焊缝疲劳裂纹，现有的焊接工艺无法控制疲劳裂纹及满足舰载燃机的可靠性和长寿命要求。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种薄壁双流道结构焊接组件加工方法及采用夹具，采取双面氩弧焊接提高角焊缝强度，利用夹具刚性限位控制焊接变形量，提高了双流道结构焊接组件加工质量，突破其裂纹掉块技术瓶颈，提高批产加工稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种薄壁双流道结构焊接组件加工方法,包括如下步骤：

步骤一：焊接形成内流道焊接组件：

将内流道后安装边、内流道筒体和内流道前安装边按照图纸要求焊接成内流道焊接组件；

步骤二：焊接形成外流道焊接组件：

将外流道筒体和外流道前安装边按照图纸要求焊接成外流道焊接组件，外流道筒体的直径预留收缩量；

步骤三：开内、外流道型孔：

在内流道筒体上切割内流道型孔，在外流道筒体上切割外流道型孔，内流道型孔与整流叶片的安装位置一一对应，外流道型孔与整流叶片的安装位置一一对应；

步骤四：开坡口：

在内、外流道型孔的外边缘待焊接处开坡口；

步骤五：在夹具上安装薄壁双流道结构焊接组件：

将内、外流道焊接组件安装固定在夹具上，夹具分别对内、外流道焊接组件的轴向、径向进行定位，再将整流叶片穿过内、外流道型孔放置在内、外流道筒体之间，使内、外流道焊接组件及整流叶片的位置符合图纸要求；

步骤六：双面氩弧焊接：

通过氩弧焊将每个整流叶片的内端分别与内流道焊接组件的内流道筒体的内、外侧壁焊接在一起，通过氩弧焊将整流叶片的外端分别与外流道焊接组件的外流道筒体的内、外侧壁焊接在一起，形成薄壁双流道结构焊接组件；

焊接参数：焊丝材料：HGH536，焊丝直径：1.0～1.6mm；焊枪钨极直径：1.5～2mm；氩气流量：8～10L/min；电流：70～130A；

步骤七：无损检测：

将薄壁双流道结构焊接组件从夹具上拆下，并对每条焊缝进行荧光检查；

步骤八：真空热处理：

将薄壁双流道结构焊接组件装入真空炉内，从低于150℃的温度升至970℃±10℃，保温时间30～40min，再冷却至80℃以下出炉。

所述夹具，包括底座、整流叶片定位块、立柱、支撑杆、压板、胀块、顶杆、内流道定位块、外流道定位块、压盖及第一、第二螺母，在底座的边缘固定有立柱，在立柱的底部、位于底座上固定有整流叶片定位块，在底座上、位于立柱的内侧设置有压板，压板通过支撑杆和第二螺母固定在底座上，在底座的上方设置有压盖，在压盖上方的立柱上设置有第一螺母，在压盖的底部固定有内流道定位块和外流道定位块，内流道定位块位于外流道定位块的内侧，在内流道定位块与底座之间设置有胀块，胀块与水平设置的顶杆固定连接。

在所述底座上、位于内流道定位块的下方设置有第一止口，第一止口与内流道焊接组件的内流道后安装边相配合，所述压板的外端设置在第一止口的上方。

在所述底座上、位于外流道定位块的下方设置有第二止口，第二止口与外流道焊接组件的外流道筒体的底部相配合。

在所述压盖上设置有若干个压盖型孔，压盖型孔位于内、外流道定位块之间。

本发明的有益效果：

本发明利用夹具的刚性限位来控制薄壁双流道结构焊接组件的轴向和径向变形；通过优化焊接参数使双面焊接工艺达到增强角焊缝的根部熔深目的；不仅能够加工出符合设计图纸要求的高质量薄壁双流道结构焊接组件，而且焊接强度高、有效消除焊接变形及应力，解决装配错位难题、突破裂纹掉块技术瓶颈，提高批产加工稳定性，满足长寿命使用要求，每年可节约资金237万元。

附图说明

图1为薄壁双流道结构焊接组件的内、外流道前半焊接组合件的结构示意图；

图2为图1的左视图；

图3为图1的右视图；

图4为本发明采用夹具与整流叶片及内、外流道前半焊接组合件安装后的结构示意图；

图5为本发明采用夹具的压盖的结构示意图；