一种大尺寸薄壁蒙皮端框类组合件焊接变形控制方法技术

本发明专利技术属于机械加工技术领域，涉及一种大尺寸薄壁蒙皮端框类组合件焊接变形控制方法，特别涉及一种针对薄壁蒙皮端框类组合件焊接工装、焊接工艺方法及预反变形控制技术，它适用于焊接大尺寸薄壁蒙皮端框类组合件。所述的组合件为典型壁厚2mm、直径708mm、长度1747mm的5A06铝合金结构件，组合件由2件端框、3件蒙皮组成，下蒙皮为U型结构，组合件共有3条1548mm长的纵焊缝，2条长2714mm的环焊缝，组合件内为空心结构。采用本方法可以实现一次装卡、一次焊接、焊缝质量达到I级焊缝标准，组合件焊后轮廓度达到80％区域

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸薄壁蒙皮端框类组合件焊接变形控制方法


[0001]本申请涉及机械加工的
，特别是一种大尺寸薄壁蒙皮端框类组合件焊接变形控制方法。

技术介绍

[0002]大尺寸薄壁蒙皮端框类组合件为典型壁厚2mm、直径708mm、长度1747mm的5A06铝合金结构件，组合件由2件端框、3件蒙皮组成，下蒙皮为U型结构。组合件共有3条1548mm长的纵焊缝，2条长2714mm的环焊缝，组合件内为空心结构。该类组合件在焊接时容易发生焊缝变形，难以达到相对较高的焊缝标准。

技术实现思路

[0003]本申请提供一种大尺寸薄壁蒙皮端框类组合件焊接变形控制方法，采用本方法可以实现一次装卡、一次焊接、焊缝质量达到I级焊缝标准，组合件焊后轮廓度达到80％区域
±
0.5、100％区域
±
1，实现组合件焊接的设计要求。
[0004]第一方面，提供了一种焊接工装，其特征在于，所述焊接工装应用于薄壁蒙皮端框类组合件，所述组合件包括前端框、后端框和多个蒙皮，所述前端框和所述后端框设置在所述组合件的两端，所述多个蒙皮依次连接环绕设置，所述多个蒙皮均连接在所述前端框和所述后端框之间，所述前端框和所述多个蒙皮之间具有环焊缝，所述后端框和所述多个蒙皮之间具有环焊缝，相邻两个蒙皮之间具有纵焊缝；所述焊接工装包括：
[0005]前堵盘、后堵盘、拉杆、抱环和底座，所述前堵盘、所述后堵盘、所述抱环设置在所述底座上，所述抱环位于所述前堵盘和所述后堵盘之间，所述拉杆连接在所述前堵盘、所述后堵盘之间，所述抱环和所述拉杆之间的空间用于约束蒙皮。
[0006]与现有技术相比，本申请提供的方案至少包括以下有益技术效果：
[0007]采用两个堵盘通过拉杆与前、后端框压紧，使组合件沿轴向对接牢固，环焊缝对接间隙满足电子束焊标准要求；采用抱环沿周向将蒙皮抱紧，使纵焊缝的对接间隙满足电子束焊标准要求，同时对蒙皮进行维型，通过施加压力，避免蒙皮焊后外鼓。
[0008]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述拉杆位于所述蒙皮的外侧，所述抱环位于所述蒙皮的内侧。
[0009]由此有利于从蒙皮的内侧均匀拖载蒙皮，减小蒙皮凹陷的可能性。
[0010]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述组合件的长度大于1500mm，所述抱环的数量大于或等于3。
[0011]结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，所述组合件的直径大于600mm，所述拉杆的数量大于或等于3，多个所述拉杆相对于所述组合件的对称面对称均布设置。
[0012]第二方面，提供了一种焊接变形控制方法，应用于如上述第一方面中的任意一种实现方式中所述的组合件，所述方法包括：
[0013](1)采用如上述第一方面中的任意一种实现方式中所述的焊接工装对进行定位，
确保组合件装配精度；
[0014](2)对所述组合件进行点固；
[0015](3)对所述组合件的2条环焊缝进行电子束焊接；
[0016](4)对所述组合件的多个纵焊缝进行电子束焊接。
[0017]结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述组合件包括左蒙皮、右蒙皮和下蒙皮，对所述多个纵焊缝进行电子束焊接具体包括：
[0018]对所述左蒙皮和所述下蒙皮之间的第一纵焊缝，以及所述右蒙皮和所述下蒙皮之间的第二纵焊缝进行电子束焊接；
[0019]对所述左蒙皮和所述右蒙皮之间的第三纵焊缝进行电子束焊接。
[0020]中间纵焊缝焊后变形最大，因此放到最后焊接，使变形量级达到最小，最后组合件轮廓度及焊缝质量均达到设计指标要求。
[0021]结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述第一纵焊缝的焊接电流大于所述第三纵焊缝的焊接电流。
[0022]中间纵焊缝的焊接电流相对略大，有利于提高中间纵焊缝的焊接质量。
[0023]结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，步骤(2)中首先采用电子束焊对所有环焊缝及纵焊缝进行点固，点固焊长度(30
‑
50)mm，间距(80
‑
100)mm，焊接电流25～35mA、焊接电压45～55kV。
[0024]通过点固，可以使组合件中各零部件位置相对固定，减少正式电子束焊产生的变形。
[0025]结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述环焊缝焊接的焊接电流为35～45mA、焊接电压为55～65kV。
[0026]通过选取合适的焊接工艺参数据对环焊缝进行焊接，有利于提高焊接质量。
[0027]结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述纵焊缝的焊接电流为65～75mA、焊接电压为45～55kV。
[0028]通过选取合适的焊接工艺参数据对纵焊缝进行焊接，有利于提高焊接质量。
[0029]结合第二方面，在第二方面的某些实现方式中，所述方法还包括：
[0030]对焊接过程进行仿真模拟，确定变形较大的区域及焊接参数。
[0031]通过仿真模拟，可以模拟计算组合件最大的变形位置，有针对性地维护焊接质量，并有利于确定合理的焊接参数。
附图说明
[0032]图1为本专利技术的焊接的组合件结构示意图。
[0033]图2为本专利技术的焊接工装的结构示意图。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和具体实施例对本申请作进一步详细的描述。
[0035]图1为本申请实施例可以应用的一种大尺寸薄壁蒙皮端框类组合件的示意性结构图。如图1所示，大尺寸薄壁蒙皮端框类组合件可以为空心结构，包括前端框1、后端框2、左蒙皮3、右蒙皮4、下蒙皮5。前端框1和后端框2可以沿组合件的轴向排列在组合件的两端，左
蒙皮3、右蒙皮4、下蒙皮5均连接在前端框1和后端框2之间。左蒙皮3和右蒙皮4可以相对于组合件的对称面对称设置，下蒙皮5可以位于组合件的下方，呈U型结构，且相对于组合件的对称面对称。
[0036]组合件可以是壁厚2mm、直径708mm、长度1747mm的5A06铝合金结构件。前端框1分别与左蒙皮3、右蒙皮4、下蒙皮5相连，并形成环绕轴向的第一环焊缝。前端框2分别与左蒙皮3、右蒙皮4、下蒙皮5相连，并形成环绕轴向的第二环焊缝。左蒙皮3、下蒙皮5之间可以形成沿轴向延伸的第一纵焊缝。右蒙皮4、下蒙皮5之间可以形成沿轴向延伸的第二纵焊缝。左蒙皮3、右蒙皮4之间可以形成沿轴向延伸的第三纵焊缝。纵焊缝长约1548mm，环焊缝长约2714mm。
[0037]图2是本申请实施例提供的一种焊接工装，包括前堵盘6、后堵盘7、拉杆8、抱环9、底座10。底座10可以用于承载、固定前堵盘6、后堵盘7、拉杆8、抱环9，且用于实现图1所示的组合件的装配。前堵盘6、后堵盘7可以沿轴向设置在底座10的两端，拉杆8沿轴向延伸，且连接在前堵盘6、后堵盘7之间。抱环9设置在底座10上，抱环9与拉杆8形成的环形空间可以用于容置组合件的蒙皮。
[0038]焊接工装装配组合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种焊接工装，其特征在于，所述焊接工装应用于薄壁蒙皮端框类组合件，所述组合件包括前端框、后端框和多个蒙皮，所述前端框和所述后端框设置在所述组合件的两端，所述多个蒙皮依次连接环绕设置，所述多个蒙皮均连接在所述前端框和所述后端框之间，所述前端框和所述多个蒙皮之间具有环焊缝，所述后端框和所述多个蒙皮之间具有环焊缝，相邻两个蒙皮之间具有纵焊缝；所述焊接工装包括：前堵盘、后堵盘、拉杆、抱环和底座，所述前堵盘、所述后堵盘、所述抱环设置在所述底座上，所述抱环位于所述前堵盘和所述后堵盘之间，所述拉杆连接在所述前堵盘、所述后堵盘之间，所述抱环和所述拉杆之间的空间用于约束蒙皮。2.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述拉杆位于所述蒙皮的外侧，所述抱环位于所述蒙皮的内侧。3.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述组合件的长度大于1500mm，所述抱环的数量大于或等于3。4.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述组合件的直径大于600mm，所述拉杆的数量大于或等于3，多个所述拉杆相对于所述组合件的对称面对称均布设置。5.一种焊接变形控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的组合件，所述方法包括：(1)采用如权利要求1至4中任一项所述的焊接工装对进行定位，确保组合件装配精度；(...

【专利技术属性】
技术研发人员：周子钊，任金欣，秦中环，韩飞，胡文浩，
申请(专利权)人：北京航星机器制造有限公司，
类型：发明
国别省市：