一种发动机薄壁喷管壳体焊接装配工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种发动机薄壁喷管壳体焊接装配工艺，将待焊工件的对接接口由平口改为止口。所述的待焊工件对接时采用止口对接结构工装，止口对接结构工装包括芯轴、底盘、堵盖和螺母，将芯轴大端朝下垂直立于装配平台上，将收敛段套装在芯轴上，使其与底盘贴紧，将尾管套入芯轴，然后装尾环，最后套上堵盖，拧紧螺母，即可完成装配。本发明专利技术能够简化焊接装配工艺，提高生产效率，提高焊前装配精度。

A welding and assembling technology for thin wall nozzle shell of engine

【技术实现步骤摘要】
一种发动机薄壁喷管壳体焊接装配工艺
本专利技术涉及一种航天发动机薄壁喷管壳体焊接装配的改进技术。
技术介绍
发动机薄壁喷管壳体由收敛段、尾管和尾环采用真空电子束焊方法组焊成形。壳体壁厚1.5mm左右，焊口采用平口对接方式，必须使用内撑式工装来保证焊缝装配精度，现行工装结构如图1所示。工装结构复杂，由芯轴、挡圈、前涨套、中间套、锥套、后涨套、压紧螺帽和背帽等零件组成。焊接装配过程繁琐耗时，并且随着使用次数增加，与工装芯轴配合的前、后涨套会发生变形，内撑时引起三种零件在轴线方向上不同心，造成零件焊口对接处错位及径向跳动量超差。焊接不合格的产品只能降级使用或报废，会大幅增加经济成本和劳动力成本，严重制约生产效率。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种发动机薄壁喷管壳体焊接装配工艺，通过改变焊口对接形式、调整工装结构的方法来改进焊接装配方式，防止装配错位超差，并提高生产效率。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：将待焊工件的对接接口由平口改为止口。所述的待焊工件依次包括尾环、尾管和收敛段，所述的尾环和收敛段为凹止口，尾管为凸止口。所述的尾管加工止口时采用尾管车端面工装，将尾管撑起。所述的尾环、尾管和收敛段利用拉杆式工装完成装配。所述的待焊工件对接时采用止口对接结构工装，止口对接结构工装包括芯轴、底盘、堵盖和螺母，将芯轴大端朝下垂直立于装配平台上，将收敛段套装在芯轴上，使其与底盘贴紧，将尾管套入芯轴，然后装尾环，最后套上堵盖，拧紧螺母，即可完成装配。本专利技术的有益效果是：1)简化焊接装配工艺，提高生产效率：采用原工装进行装配时，焊前装配错位合格情况下，单发工件装配所需工时0.4h，若装配检验不合格必须重新装调，耗费工时久，最长达到6h，生产效率极低；改成止口对接形式采用拉杆式工装进行装配只需要不到0.15h，生产效率提高了1.7倍；2)提高焊前装配精度，改善焊后零件径向和端口跳动量，焊缝质量与接头机械性能均能满足设计指标要求，具备生产合格产品的能力。附图说明图1是喷管壳体平口对接焊接工装结构示意图；图2是凸止口(尾管)与凹止口(尾环、收敛段)对接接头示意图；图3是尾管车端面工装示意图；图4是改进后的止口对接形式装配示意图；图中，1-内撑工装芯轴，2-挡圈，3-前涨套，4-中间套，5-锥套，6-后涨套，7-压紧螺帽，8-螺母，9-尾环，10-尾管，11-收敛段，12-尾管车端面芯轴，13-锁紧帽，14-压紧帽，15-小锥套，16-夹簧，17-压圈，18-垫圈，19-背帽，20-平键，21-弹簧，22-拉杆工装芯轴，23-底盘，24-堵盖，25-螺帽。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。本专利技术将待焊工件的对接接口由平口改为止口。尾环和收敛段为凹止口，尾管为凸止口。由于尾管壁薄、尺寸长，因此止口难加工，采用尾管车端面工装，将尾管撑起，可完成尾管的止口加工。对接接口更改后，即可利用拉杆式工装完成收敛段、尾管、尾环间的装配，避免因工装涨瓣和轴不同心引起的装配错位超差问题。止口对接结构工装主要由芯轴、底盘、堵盖和螺母构成。将芯轴大端朝下垂直立于装配平台上，将收敛段套装在芯轴上，使其与底盘贴紧，将尾管套入芯轴，然后装尾环，最后套上堵盖，拧紧螺母，即可完成装配。使用对接试件对改进后的方法进行了焊接工艺参数确认，并焊接了多发喷管壳体模拟件(全尺寸产品)，焊接参数符合工艺文件规定的参数范围。喷管壳体模拟件焊后收缩量与优化前焊接收缩量基本一致，说明改进后的装配方法对焊接收缩量无明显影响。焊后按照QJ972-86《电子束焊接技术条件》Ⅰ级焊缝要求对喷管壳体试验件进行焊缝外观质量检验和X射线照相检验，并对其随炉焊接试样进行拉伸试验，焊缝质量和机械性能均满足设计要求，说明改进后的装配方法能够保证焊缝质量和机械性能。本专利技术将待焊工件的对接接口由平口改为止口，如图2所示。尾环和收敛段为凹止口，尾管为凸止口。由于尾管壁薄、尺寸长，因此刚度低、易变形，在车床上不好装夹及找正，车端面止口时无法保证形位公差(即端面垂直度)，因此使用尾管车端面工装，如图3所示。具体操作方法为：先依次将四个压圈、三个垫圈和一个背帽套入芯轴，再将尾管套入芯轴，用錾子将背帽上紧；分别装两端的小锥套、夹簧和弹簧，再拧紧压紧帽，最后拧紧锁紧帽，使用该工装可以将尾管撑紧，便于在车床上装夹，且提高刚度，保证了端面止口的加工精度和形位公差尺寸要求。对接接口更改后，即可利用拉杆式工装完成收敛段、尾管、尾环间的装配，避免因工装涨瓣和轴不同心引起的装配错位超差问题。止口对接结构工装如图4所示，主要由拉杆工装芯轴22、底盘23、堵盖24和螺母25构成。将芯轴大端朝下垂直立于装配平台上，将收敛段套装在芯轴上，使其与底盘贴紧，将尾管套入芯轴，然后装尾环，最后套上堵盖，拧紧螺母，即可完成装配。使用优化后的对接试件对焊接工艺参数进行了确认，并焊接了四发喷管壳体模拟件(全尺寸产品)，编号为PSY01～PSY04，焊前装配错位量如表1所示，装配质量完全满足工艺要求。表1喷管壳体模拟件焊前装配错位焊后按照QJ972-86《电子束焊接技术条件》Ⅰ级焊缝要求对模拟件进行焊缝外观质量检验，焊缝正面和背面质量见表2。焊缝质量满足设计要求与标准要求。表2喷管壳体模拟件焊缝正面和背面质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机薄壁喷管壳体焊接装配工艺，其特征在于：将待焊工件的对接接口由平口改为止口。/n

【技术特征摘要】
1.一种发动机薄壁喷管壳体焊接装配工艺，其特征在于：将待焊工件的对接接口由平口改为止口。


2.根据权利要求1所述的发动机薄壁喷管壳体焊接装配工艺，其特征在于：所述的待焊工件依次包括尾环、尾管和收敛段，所述的尾环和收敛段为凹止口，尾管为凸止口。


3.根据权利要求2所述的发动机薄壁喷管壳体焊接装配工艺，其特征在于：所述的尾管加工止口时采用尾管车端面工装，将尾管撑起。


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【专利技术属性】
技术研发人员：郑莉，孟强，张鹏博，刘涛，
申请(专利权)人：西安长峰机电研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61