[发明专利]一种薄壁筒体高能束精密焊接工装以及焊接方法

权利要求书

1.一种薄壁筒体高能束精密焊接工装，包括固定支撑底座（1）、正面弧形工装压紧装置（2）、正面弧形固定工装（3）和背面弧形固定工装（4），正面弧形工装压紧装置（2）、正面弧形固定工装（3）和背面弧形固定工装（4）从上至下依次固定设置在固定支撑底座（1）上，其特征在于：所述的正面弧形工装压紧装置（2）由两条相互平行设置的横梁（201）和两块横梁翼板（202）组成，两条横梁（201）垂直设置，并固定设置在固定支撑底座（1）上，在两条横梁（201）内侧之间设有焊接缝A（203），在横梁（201）的外侧均焊接有水平设置的横梁翼板（202），在横梁翼板（202）上设有多个螺纹孔或气动压力装置紧固孔，所述的正面弧形固定工装（3）由外部支撑梁（301）和正面弧形面板（302）组成，外部支撑梁（301）固定设置在固定支撑底座（1）上，在外部支撑梁（301）的上方固定有正面弧形面板（302），正面弧形面板（302）与横梁翼板（202）相互平行设置，并被压紧在横梁翼板（202）下方，正面弧形面板（302）由多块排成两排的上表面为平面、下表面为弧面的小面板组成，在正面弧形面板（302）上开设有一条贯通正面弧形面板（302）上下面并与焊接缝A（203）对应设置的焊接缝B（303），焊接缝B（303）的宽度大于或等于焊接缝A（203）的宽度，在正面弧形面板（302）的底面上设有与待焊接薄壁筒体外表面相匹配的弧面A（304），弧面A（304）对称设置在焊接缝B（303）的两侧，在弧面A（304）的正下方设置背面弧形固定工装（4），所述的背面弧形固定工装（4）由上部弧形面板（402）和底部固定横梁（401）组成，底部固定横梁（401）固定设置在固定支撑底座（1）上，在底部固定横梁（401）的上方固定设有上部弧形面板（402），上部弧形面板（402）的上表面为与弧面A（304）对应设置的弧面B（403），弧面B（403）与待焊接薄壁筒体的内表面相匹配，弧面B（403）与弧面A（304）之间的间距与待焊接薄壁筒体厚度相等，待焊接薄壁筒体夹设在弧面B（403）和弧面A（304）之间，使待焊接薄壁筒体的待焊焊缝对应焊接缝B（303）设置；

利用上述薄壁筒体高能束精密焊接工装的焊接方法为，将待焊接薄壁筒体放置在背面弧形固定工装上，通过精密装配之后点焊成筒体，将待焊位置对准焊接缝B中心线设置，再将正面弧形工装压紧装置压紧在正面弧形固定工装上，调整待焊焊缝之间间隙小于0.1mm，错边量小于0.1mm，在待焊焊缝两侧留出3mm距离，保证焊接过程电子束良好通过，之后通过正面弧形工装压紧装置上的螺钉手动固定或气动压力装置固定，高能束通过焊接缝A和焊接缝B后对待焊焊缝焊接后进行热处理工艺，焊接完成后，放松螺钉或气动压力装置，取出正面弧形固定工装，取出焊后筒体；

所述的热处理工艺为通过电子束或者激光散焦表面扫描进行焊后热处理，离焦量为板厚的2-3倍，扫描波形为折线型、椭圆形或者圆形，扫描宽度为焊缝宽度的2-4倍，温度控制在400℃-700℃之间。

2.如权利要求1所述的一种薄壁筒体高能束精密焊接工装，其特征在于：所述的上部弧形面板（402）的上表面开设有一条与焊接缝B（303）对应设置的背部飞溅槽（404）。

3.如权利要求1所述的一种薄壁筒体高能束精密焊接工装，其特征在于：所述的横梁（201）的厚度大于横梁翼板（202）的厚度。

4.如权利要求1所述的一种薄壁筒体高能束精密焊接工装，其特征在于：所述的焊缝焊接工艺为采用50-200mA大电流、离焦量为0mm表面焦点，以1000mm/min-4000mm/min高速焊接，获得上下宽度一致的平行焊缝。