[发明专利]一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置及使用方法

说明书

一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置及使用方法，包括定位系统，定位系统包括底座和端面定位环，所述底座上表面通过螺栓固定安装有端面定位环，定位系统用于定位筒形机匣的下安装边底面和内孔，实现筒形机匣轴向和底部的径向定位；底座上表面中心处安装有升降系统，胀紧系统包括多个胀紧组件，多个胀紧组件分别胀紧筒形机匣的焊缝部位，多个胀紧组件套装于升降系统上，且分别与升降系统中对应的丝杠组件连接，胀紧系统外侧套装有筒形机匣，筒形机匣顶部安装有压紧系统，且压紧系统底端固定安装于升降系统的顶端。实现了筒形机匣焊接前的快速装夹，缩短了零件的装夹时间，缩短了工艺准备时间30％以上，减小了零件的焊接变形，零件100％合格交付。

技术领域

本发明属于航空发动机的筒形焊接机匣，具体涉及一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置及使用方法。

背景技术

机匣是航空发动机的重要部件，是发动机的基座，是主要的承力部件，从成形工艺上分为铸造机匣和焊接机匣。而随着发动机的更新换代，轻质化成为技术要求之一，因此焊接机匣日益普遍。由于筒形焊接机匣大部分工作环境较为恶劣，须有较高的抗高温、抗疲劳性能，对焊缝强度要求较高。

筒形焊接机匣通常由3～5个零件通过环形焊缝对接而成，筒壁上焊接不同数量的安装座见图1，材料有钛合金、高温合金、铝镁合金等，属于大型薄壁钣金成型焊接组合件，零件焊缝较多，原来采用手工氩弧焊工艺进行焊接加工，焊接夹具则采用传统的机械装夹结构工装，焊中和焊后存在以下问题：

(1)机匣焊接变形大，同轴度难以符合设计精度要求，影响组件尺寸精度。

(2)焊接质量稳定性差，导致手工氩弧焊接一次焊接合格率较低，仅有70％～80％，补焊机率大，零件补焊后增大变形。

(3)每道环焊缝都需一套夹具，夹具数量多，成本高，工艺准备时间长。

(4)夹具采用机械式螺纹斜楔胀紧机构，手动拧紧，操作费时费力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置及使用方法，可以实现零件胀紧位置的调整，适应不同高度、不同直径筒形机匣的自动焊接，以实现该装置的通用性。通过应用该工艺装置实现了薄壁筒形焊接机匣多段环缝的自动焊接，减小了焊接变形，提高了焊接质量，提高了生产效率。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种筒形薄壁机匣环缝自动焊接用工艺装置，包括定位系统、胀紧系统、升降系统及压紧系统，定位系统包括底座和端面定位环，所述底座上表面通过螺栓固定安装有端面定位环，定位系统用于定位筒形机匣的下安装边底面和内孔，实现筒形机匣轴向和底部的径向定位；所述底座上表面中心处通过螺钉和销子安装有升降系统，所述胀紧系统包括多个胀紧组件，多个胀紧组件分别胀紧筒形机匣的焊缝部位，以实现焊前胀紧机匣待焊部位，实现机匣预变形，减小薄壁机匣焊接变形；胀紧组件的个数与筒形机匣环焊缝的个数成正比设置，多个所述胀紧组件套装于升降系统上，且分别与升降系统中对应的丝杠组件连接，胀紧系统安装在升降系统上可实现多组胀紧系统的轴向运动，以实现胀紧位置的调整，适应不同高度，不同数量环焊缝机匣的自动焊接，以实现该装置的通用性；所述胀紧系统外侧套装有筒形机匣，筒形机匣顶部安装有压紧系统，且压紧系统底端通过螺栓固定安装于升降系统的顶端，压紧系统用以压紧筒形机匣上端面，实现筒形机匣的轴向压紧。

所述升降系统包括芯轴组件、丝杠组件Ⅰ和丝杠组件Ⅱ，所述芯轴组件包括芯轴、滑块转接板、限位块、标尺及导轨滑块组件，所述芯轴为环状，一端加工有与底座通过螺钉和销子连接的法兰，另一端内孔处设置有安装板，芯轴外圆面通过螺栓安装有导轨滑块组件，且多个导轨滑块组件沿芯轴的周向等间距设置，导轨滑块组件的滑块上通过螺钉安装有滑块转接板，芯轴外圆面安装有与导轨滑块组件错开设置的限位块，芯轴外圆面通过螺钉安装有沿轴向设置的标尺，所述芯轴安装板上通过螺钉安装有丝杠组件Ⅰ和丝杠组件Ⅱ。