[发明专利]一种钛合金薄壁卷筒焊接用精度控制工装

说明书

一种钛合金薄壁卷筒焊接用精度控制工装，包括用于套设在待焊接薄壁卷筒内、沿薄壁卷筒径向支撑薄壁卷筒内壁的装夹圆盘，装夹圆盘由通过斜面配合的第一盘体和第二盘体组成；还包括沿装夹圆盘轴向对第一盘体和第二盘体施压、以驱动第一盘体和第二盘体沿所述斜面移动、进而调节装夹圆盘的外径使薄壁卷筒内壁得到稳定支撑的调节装置。本发明能够通过斜面对接的装夹圆盘实现错位安装，在方便工装安装的同时能精准的控制装夹圆盘的尺寸，保证钛合金薄壁卷筒的薄板表面受力稳定均匀，有效防止钛合金薄壁卷筒的薄板在焊接过程中发生变形。

技术领域

本发明涉及钛合金焊接技术领域，具体涉及一种钛合金薄壁卷筒焊接用精度控制工装。

背景技术

在航空结构材料中，钛合金以其优良的综合性能取得了迅猛的发展。钛合金薄板焊接时变形较大，有横向收缩、纵向收缩、弯曲变形等，变形具有一定的复杂性、多元性，焊接过程中接头区域剧烈地温度变化，导致钛合金薄壁结构在焊接过程中容易产生较大的焊接残余应力，容易引起焊缝处变形等问题，对于尺寸精度要求极其严格、又无法加工的航空、航天钛合金产品将产生重大问题,现有石墨型工装的工装存在以下问题：拆装难度极大，需用锤子进行敲击；不能重复使用，石墨型工装只能使用一次，拆除过程中必须破坏；尺寸精度无法保证，石墨型工装在安装过程中由于是紧配合尺寸会发生变化，很难实现对钛合金薄壁卷筒的变形进行高精度控制。

此外，现有钛合金产品常以退火状态作为最终使用状态，因此钛合金校变形通常在此阶段，现有常采用加工过的石墨型，将其敲击进变形部位，通过退火达到校变形的目的，然而钛合金由于弹性模量低，钛合金结构件初始应力复杂，如果采用石墨芯子加工焊接工装，石墨膨胀系数比较低，退让性差，退火校型过程中无法通过热胀冷缩精准的控制产品的尺寸，对于尺寸精度要求极高又无法再加工的薄壁卷筒件无法通过此方法达到合格尺寸。因此，如何改善焊接变形，提高构件的尺寸精度，一直是钛合金薄壁结构制造的热点问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钛合金薄壁卷筒焊接用精度控制工装，以解决钛合金薄壁卷筒在焊接时，现有工装难以对钛合金薄壁卷筒的变形进行高精度控制的问题。

本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种钛合金薄壁卷筒焊接用精度控制工装，包括用于套设在待焊接薄壁卷筒内、沿薄壁卷筒径向支撑薄壁卷筒内壁的装夹圆盘，装夹圆盘由通过斜面配合的第一盘体和第二盘体组成；

还包括沿装夹圆盘轴向对第一盘体和第二盘体施压、以驱动第一盘体和第二盘体沿所述斜面移动、进而调节装夹圆盘的外径使薄壁卷筒内壁得到稳定支撑的调节装置。

进一步地，所述调节装置包括设置在装夹圆盘两端面上的上底座和下底座，贯穿上底座、装夹圆盘以及下底座设有用于调节上底座和下底座压紧力、以对第一盘体和第二盘体施加沿装夹圆盘轴向压力的螺栓组件。

进一步地，所述螺栓组件设有四个，且均布贯穿装夹圆盘。

进一步地，所述斜面与装夹圆盘的轴线呈40°-50°夹角。

进一步地，所述斜面与装夹圆盘的轴线呈45°夹角。

进一步地，所述装夹圆盘选用热膨胀系数比钛合金高的材质制作。

进一步地，所述装夹圆盘的材质为45#钢。

进一步地，所述调节装置的材质为45#钢。

本发明的有益效果：

1.本发明的工装将装夹圆盘设计成由两块圆盘通过斜面对接形成，实现错位安装，在方便安装的同时能精准的控制装夹圆盘的尺寸，能够保证钛合金薄壁卷筒的薄板表面受力稳定均匀，有效防止钛合金薄壁卷筒的薄板在焊接过程中发生变形。