本实用新型专利技术属于焊接技术领域，特别涉及一种厚壁曲面钛合金构件的真空电子束焊接装置。包括真空电子束发生装置、工装空间变角度机构及工装组件；真空电子束发生装置包括真空腔体和电子束发生器，电子束发生器设置于真空腔体顶部，用于钛合金构件的电子束焊接；真空腔体的侧壁外侧设有真空密封板；工装空间变角度机构设置于真空密封板上，工装组件设置于真空腔体内，且与工装空间变角度机构连接，工装组件用于定位待焊接的钛合金构件，工装空间变角度机构用于实现钛合金构件的变角度运动，以配合电子束进行焊接。本实用新型专利技术通过普通驱动伺服电机在真空腔的外面进行驱动，通过磁流体向真空腔内传动,变换工件姿态，结构简单，维修方便，成本低。成本低。成本低。
【技术实现步骤摘要】
一种厚壁曲面钛合金构件的真空电子束焊接装置
[0001]本技术属于焊接
，特别涉及一种厚壁曲面钛合金构件的真空电子束焊接装置。
技术介绍
[0002]钛及钛合金因其具有质量轻、比强度高、耐腐蚀性好等优异的综合性能，被广泛的应用在高端制造业上。在工件制备和连接过程中，焊接是必不可少的。针对钛及钛合金厚壁构件的连接工作,主要采用真空电子束焊接装置。真空电子束焊接装置具有能流密度大、焊接变形小、稳定性高和生产效率高的特点，同时,焊接是在真空状态下进行，可以保证避免空气中物质的影响，特别适应于活泼金属材料的连接焊接工作，因此可以大大提高焊接接头的质量。但是对于曲面钛合金构件的坡口也是空间曲面，真空电子束射入空间曲面坡口的底部,若达到不遮挡的工艺效果,需要变换工件姿态。目前在真空腔内变换工作台的姿态,常规技术手段用真空伺服电机，真空伺服电机直接在真空腔内工作，结构复杂，维修困难。且此类电机供货周期长,价格相比普通电机成本高。
技术实现思路
[0003]针对上述问题，本技术的目的在于提供一种厚壁曲面钛合金构件的真空电子束焊接装置，以解决现有真空电子束焊接装置结构复杂，维修困难及成本较高的问题。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0005]本技术提供一种厚壁曲面钛合金构件的真空电子束焊接装置，包括真空电子束发生装置、工装空间变角度机构及工装组件；
[0006]真空电子束发生装置包括真空腔体和电子束发生器，电子束发生器设置于真空腔体顶部，用于钛合金构件的电子束焊接；真空腔体的侧壁外侧设有真空密封板；
[0007]工装空间变角度机构设置于真空密封板上，工装组件设置于真空腔体内，且与工装空间变角度机构连接，工装组件用于定位待焊接的钛合金构件，工装空间变角度机构用于实现钛合金构件的变角度运动，以配合电子束进行焊接。
[0008]在一种可能实现的方式中，所述工装空间变角度机构包括第一轴线大气侧驱动装置、第二轴线大气侧驱动装置、真空侧转臂及真空侧传动装置；
[0009]真空侧转臂和工装组件均设置于所述真空腔体内，真空侧转臂的一端与真空密封板转动连接，真空侧转臂的另一端与工装组件转动连接；
[0010]第一轴线大气侧驱动装置和第二轴线大气侧驱动装置均设置于真空密封板上，第一轴线大气侧驱动装置与真空侧转臂的一端连接，第一轴线大气侧驱动装置用于驱动真空侧转臂转动；真空侧传动装置安装在真空侧转臂上，第二轴线大气侧驱动装置通过真空侧传动装置与工装组件连接，第二轴线大气侧驱动装置用于驱动工装组件转动。
[0011]在一种可能实现的方式中，所述真空侧转臂的转动轴线与所述工装组件的转动轴线垂直。
[0012]在一种可能实现的方式中，所述真空侧转臂包括转臂轴、第一臂及第二臂，其中转臂轴为中空结构；转臂轴的大气端贯穿所述真空腔体及所述真空密封板，且与所述第一轴线大气侧驱动装置连接，转臂轴的真空端与第一臂的一端垂直连接，第一臂的另一端与第二臂的一端垂直连接，第二臂的另一端与所述工装组件转动连接。
[0013]在一种可能实现的方式中，所述第一轴线大气侧驱动装置包括第一支架、第一电机、第一主动齿轮、第一从动齿轮及第一磁流体，其中第一支架与所述真空密封板连接，第一电机设置于第一支架上，且输出端与第一主动齿轮连接；第一从动齿轮设置于所述转臂轴的大气端，且第一从动齿轮与第一主动齿轮啮合；
[0014]第一磁流体套设于所述转臂轴上，且与所述真空密封板连接。
[0015]在一种可能实现的方式中，所述真空侧传动装置包括第一伞齿轮、第二伞齿轮及齿轮组，其中第一伞齿轮的轮轴穿过所述转臂轴与所述第二轴线大气侧驱动装置连接，第二伞齿轮转动安装在所述第二臂上，且与第一伞齿轮啮合；齿轮组转动安装在第二臂上，齿轮组用于连接第二伞齿轮和所述工装组件。
[0016]在一种可能实现的方式中，所述第二轴线大气侧驱动装置包括第二支架、第二电机、第二主动齿轮、第二从动齿轮及第二磁流体，其中第二支架与所述真空密封板连接，第二电机设置于第二支架上，且输出端与第二主动齿轮连接；第二从动齿轮设置于所述第一伞齿轮的轮轴上，且与第二主动齿轮啮合；第二磁流体套设于所述第一伞齿轮的轮轴上，且与所述转臂轴连接。
[0017]在一种可能实现的方式中，所述工装组件包括转台、工装盘、第一工装轴及第二工装轴，其中转台的一端与所述第二臂转动连接，转台的另一端与工装盘固定连接，第一工装轴的一端与工装盘固定连接；第二工装轴与第一工装轴的侧部连接，第一工装轴用于定位第一厚壁钛合金构件，第二工装轴用于定位第二厚壁钛合金构件。
[0018]在一种可能实现的方式中，所述第一工装轴为阶梯轴结构，包括依次设置的第一阶梯轴、第二阶梯轴及第三阶梯轴，其中第二阶梯轴和第三阶梯轴的直径相等，且大于第二阶梯轴的直径，第一阶梯轴的端部设有止口Ⅰ；第三阶梯轴的端面Ⅰ与所述工装盘定位连接；第二阶梯轴的外圆周上设有斜面槽，斜面槽的底部设有沉孔及位于沉孔中心的螺纹孔；
[0019]在一种可能实现的方式中，所述第二工装轴为中空结构，包括直径逐渐变小的第一阶梯环、第二阶梯环及第三阶梯环，其中第一阶梯环的端部设有止口Ⅱ，第三阶梯环的侧壁上设有通气孔，第三阶梯环的端面Ⅱ与所述第一工装轴的沉孔定位连接。
[0020]在一种可能实现的方式中，所述电子束发生器包括高压电缆、阴极、阳极、光学观测系统、反光镜、聚焦线圈及偏转线圈，其中阴极和阳极上下间隔设置于所述真空腔体的顶部，阴极与高压电缆连接，阴极和阳极之间形成静电场，静电场产生电子束，聚焦线圈和偏转线圈由上至下依次设置于静电场的下方，聚焦线圈和偏转线圈用于控制电子束的偏转方向和焦点位置；
[0021]所述电子束发生器的侧壁设有观察窗，观察窗的内侧依次设有光学观测系统和反光镜，光学观测系统用于观察和反馈电子束的焦点位置。
[0022]本技术的优点及有益效果如下：
[0023]1)本技术通过普通驱动伺服电机在真空腔的外面进行驱动，通过磁流体向真空腔内传动,变换工件姿态，相比现有技术，结构简单，维修方便，成本低，经济性好。
[0024]2)本技术的真空腔内工件，可获得两个正交的转动角度,因此便于真空电子束射入空间曲面坡口的底部，便于连续焊接,尤其是厚壁管件钛合金的焊接。
[0025]3)本技术在电子束焊接时，电子束能流密度大，具有较大的穿透深度和较高的深宽比；同时电子束焊接所需线能量小，而且焊接速度高，因此焊件的热影响区小、焊件变形小，可以获得高质量的焊接接头。
[0026]4)由于钛合金是较为活泼的金属材料，本技术的电子束焊接是在真空状态下进行，不仅可以防止熔化金属受到氧、氮等有害气体的污染，而且有利于焊缝金属的除气和净化。
[0027]本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术而了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种厚壁曲面钛合金构件的真空电子束焊接装置，其特征在于，包括真空电子束发生装置(1)、工装空间变角度机构及工装组件；真空电子束发生装置(1)包括真空腔体(101)和电子束发生器，电子束发生器设置于真空腔体(101)顶部，用于钛合金构件的电子束焊接；真空腔体(101)的侧壁外侧设有真空密封板(2)；工装空间变角度机构设置于真空密封板(2)上，工装组件设置于真空腔体(101)内，且与工装空间变角度机构连接，工装组件用于定位待焊接的钛合金构件，工装空间变角度机构用于实现钛合金构件的变角度运动，以配合电子束进行焊接。2.根据权利要求1所述的厚壁曲面钛合金构件的真空电子束焊接装置，其特征在于，所述工装空间变角度机构包括第一轴线大气侧驱动装置(3)、第二轴线大气侧驱动装置(4)、真空侧转臂(5)及真空侧传动装置；真空侧转臂(5)和工装组件均设置于所述真空腔体(101)内，真空侧转臂(5)的一端与真空密封板(2)转动连接，真空侧转臂(5)的另一端与工装组件转动连接；第一轴线大气侧驱动装置(3)和第二轴线大气侧驱动装置(4)均设置于真空密封板(2)上，第一轴线大气侧驱动装置(3)与真空侧转臂(5)的一端连接，第一轴线大气侧驱动装置(3)用于驱动真空侧转臂(5)转动；真空侧传动装置安装在真空侧转臂(5)上，第二轴线大气侧驱动装置(4)通过真空侧传动装置与工装组件连接，第二轴线大气侧驱动装置(4)用于驱动工装组件转动。3.根据权利要求2所述的厚壁曲面钛合金构件的真空电子束焊接装置，其特征在于，所述真空侧转臂(5)的转动轴线(M)与所述工装组件的转动轴线(N)垂直。4.根据权利要求2所述的厚壁曲面钛合金构件的真空电子束焊接装置，其特征在于，所述真空侧转臂(5)包括转臂轴(501)、第一臂(502)及第二臂(503)，其中转臂轴(501)为中空结构；转臂轴(501)的大气端贯穿所述真空腔体(101)及所述真空密封板(2)，且与所述第一轴线大气侧驱动装置(3)连接，转臂轴(501)的真空端与第一臂(502)的一端垂直连接，第一臂(502)的另一端与第二臂(503)的一端垂直连接，第二臂(503)的另一端与所述工装组件转动连接。5.根据权利要求4所述的厚壁曲面钛合金构件的真空电子束焊接装置，其特征在于，所述第一轴线大气侧驱动装置(3)包括第一支架(301)、第一电机(302)、第一主动齿轮(303)、第一从动齿轮(304)及第一磁流体(305)，其中第一支架(301)与所述真空密封板(2)连接，第一电机(302)设置于第一支架(301)上，且输出端与第一主动齿轮(303)连接；第一从动齿轮(304)设置于所述转臂轴(501)的大气端，且第一从动齿轮(304)与第一主动齿轮(303)啮合；第一磁流体(305)套设于所述转臂轴(501)上，且与所述真空密封板(2)连接。6.根据权利要求4所述的厚壁曲面钛合金构件的真空电子束焊接装置，其特征在于，所述真空侧传动装置包括第一伞齿轮(6)、第二伞齿轮(7)及齿轮组(8)，其中第一伞齿轮(6)的轮轴穿过所述转臂轴(501)与所述第二轴线大气侧驱动装置(4)连接，第二伞齿轮(7)转动安装在所述第二臂(503)上，且与第一伞齿轮(6)啮合；齿轮组(8)转动安装在第二臂(503)上，齿轮组(8...
【专利技术属性】
技术研发人员：王彬，周丽，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：新型
国别省市：
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