[发明专利]一种用于焊接的气体保护及冷却装置和方法

说明书

本发明公开了一种用于焊接的气体保护及冷却装置和方法，定位块安装在所述支撑装置上，定位块的内部设有空腔，定位块上还设有与空腔连通的进口导管和出口导管，定位块的上表面设有与能够与焊件上的凸台相适配的第一导向槽，定位块的上表面还设有第二导向槽，第二导向槽未贯穿定位块，第二导向槽的一端延伸至定位块的侧面；定位块的上表面还设有用于夹紧焊件的夹紧装置。本发明能够在焊件堆焊时进行定位支撑，对工装夹具进行冷却，并集中惰性气体对焊接部位进行焊接保护，能够提高焊接质量和工作寿命降低。

技术领域

本发明涉及航空发动机叶片焊接技术领域，具体涉及一种用于焊接的气体保护及冷却装置和方法。

背景技术

航空发动机低压涡轮工作叶片在工作过程中将承受较高的拉伸、弯曲和接触应力等作用，两相邻叶片之间锯齿冠接触处承受较大的振动载荷，将导致锯齿冠接触部位存在严重的磨损情况，降低了叶片使用寿命；为了降低叶片锯齿冠部位接触处的磨损，提高零件使用寿命，采用氩弧焊堆焊方法在锯齿冠接触处焊接耐磨层。耐磨层焊接时，若直接将待焊叶片自然摆放在工作台上进行焊接时，由于叶片锯齿冠与叶身之间存在的夹角将严重影响叶片焊接操作，焊接部位惰性气体浓度较低，焊接过程中很容易出现叶片被烧伤情况。焊接过程中，焊丝瞬时高温产生的热量无法快速地从叶冠部位释放出去，大量热量将聚集在零件焊接部位，在叶冠部位形成较大面积的热影响区，焊接完成后焊接部位易出现焊接裂纹；焊接过程中惰性气体无法集中作用在焊件部位，导致锯齿冠存在表面氧化现象，这将严重影响叶片锯齿冠耐磨层的焊接质量，导致叶片的工作寿命降低。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种用于焊接的气体保护及冷却装置和方法，该装置能够在航空发动机涡轮工作叶片锯齿冠合金堆焊时进行定位支撑，对工装夹具进行冷却，并集中保护气体对焊接部位进行焊接保护，能够提高焊接质量和工作寿命降低。

本发明采用的技术方案如下：

一种用于焊接的气体保护及冷却装置，包括定位块和用于固定定位块的支撑装置，定位块安装在所述支撑装置上，定位块的内部设有空腔，定位块上还设有与空腔连通的进口导管和出口导管，定位块的上表面设有与能够与焊件上的凸台相适配的第一导向槽，定位块的上表面还设有第二导向槽，第二导向槽未贯穿定位块，第二导向槽的一端延伸至定位块的侧面；定位块的上表面还设有用于夹紧焊件的夹紧装置。

优选的，所述支撑装置包括底座和支承座，支承座的下端固定安装在底座上，支承座的上端定位块固定连接。

优选的，支承座包括底板和侧板，底板与底座通过螺栓固定连接；底板上对称设有侧板，侧板的下端与底板固定连接，侧板的上端与定位块固定连接。

优选的，第一导向槽和第二导向槽位于空腔的上侧。

优选的，第一导向槽与焊件上的凸台之间为间隙配合。

优选的，夹紧装置采用压板，压板与定位块通过螺栓连接。

优选的，所述压板为L型，压板的一边能够压住焊件，且该边与定位块通过螺栓连接；压板的另一边端部与定位块相抵。

优选的，定位块倾斜设置，进口导管和出口导管均设置在空腔较低的一侧。

优选的，定位块、支撑装置、进口导管、出口导管和夹紧装置的材质均为采用紫铜。

本发明还提供了一种用于焊接的气体保护及冷却方法，该方法通过本发明上述的装置进行，包括如下过程：

将焊件设置在定位块上表面，焊件上的凸台嵌入第一导向槽内，第二导向槽位于焊件下表面；

通过夹紧装置将焊件固定；

通过进口导管向空腔内注入冷却介质，使得定位块降温并将焊件上的热量传递给冷却介质，吸收热量后的冷却介质经出口导管排出；