一種薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具的制作方法
【專利摘要】一種薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具，它涉及一種焊接夾具。本發(fā)明為解決目前沒有薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接的專用夾具，導致焊接變形大，焊縫精度不能滿足焊接要求的問題。內(nèi)壓盤位于內(nèi)壓盤座的上端面上，第一圓形中心凹槽與第二圓形中心凹槽上下對應(yīng)設(shè)置，內(nèi)壓盤座外沿的上端面上沿圓周方向加工有第一環(huán)形坡口；外壓盤內(nèi)環(huán)的下端面上沿圓周方向加工有第二環(huán)形坡口，外壓盤的第二環(huán)形坡口壓合在第一環(huán)形坡口，外壓盤與內(nèi)壓盤之間留有環(huán)形間隙，多個鉸接座沿圓周方向均布固裝在下圓盤的外沿上，每個螺桿的下端與相應(yīng)的一個鉸接座鉸接，每個螺桿的上端穿過外壓盤的外沿與一個第二螺母螺紋連接。本發(fā)明用于焊接薄壁鋁合金封頭法蘭盤。
【專利說明】一種薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具，具體涉及一種適用于薄壁鋁合金封頭法蘭盤的環(huán)縫激光焊接夾具。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟與科學技術(shù)的不斷發(fā)展，我國的航空航天領(lǐng)域發(fā)展迅速，其對關(guān)鍵部件的性能要求也更加嚴格。用于航天的鋁合金封頭法蘭盤作為被火箭、導彈、飛機上燃料箱的關(guān)鍵部件，其性能對所服役的裝置具有重要的意義。
[0003]現(xiàn)有的封頭法蘭盤焊接通常采用手工TIG焊接，生產(chǎn)效率低，焊接質(zhì)量也和焊接工人的技術(shù)水平有直接關(guān)系，不能保證焊縫質(zhì)量的穩(wěn)定性，存在嚴重的安全隱患。激光焊接技術(shù)作為一種新興的焊接技術(shù)，由于其焊接速度快、精度高、變形小、柔性高等優(yōu)點使得其近年來被廣泛應(yīng)用。
[0004]在針對薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接時，需要封頭和法蘭盤保持精確緊密的配合，同時滿足激光到工件表面的距離不能改變，否則會嚴重影響環(huán)縫的質(zhì)量和性能；由于封頭和法蘭盤的壁厚較薄，需要嚴格控制其焊接變形，否則會嚴重影響環(huán)縫的焊接精度。
[0005]綜上，目前沒有針對薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接的專用夾具，導致焊接變形大，焊縫精度不能滿足焊接要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為解決目前沒有針對薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接的專用夾具，導致焊接變形大，焊縫精度不能滿足焊接要求的問題，進而提供一種薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具。
[0007]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是:
[0008]本發(fā)明的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具包括底胎盤、外壓盤、內(nèi)壓盤、第一螺母、多個螺桿、多個第二螺母和多個鉸接座；底胎盤包括下圓盤、圓筒和內(nèi)壓盤座，圓盤上加工有第一中心通孔，圓盤固套在圓筒外側(cè)壁的中部，內(nèi)壓盤座固裝在圓筒的上端面上，下圓盤、圓筒和內(nèi)壓盤座同軸設(shè)置且三者制成一體，內(nèi)壓盤座上端面上加工有第一圓形中心凹槽，第一圓形中心凹槽的上端面豎直固裝有中心螺柱，內(nèi)壓盤下端面上加工有第二圓形中心凹槽，內(nèi)壓盤位于內(nèi)壓盤座的上端面上,第一圓形中心凹槽與第二圓形中心凹槽上下對應(yīng)設(shè)置，第一螺母與中心螺柱螺紋連接，內(nèi)壓盤座外沿的上端面上沿圓周方向加工有第一環(huán)形坡口 ；外壓盤為環(huán)形壓盤，外壓盤內(nèi)環(huán)的下端面上沿圓周方向加工有第二環(huán)形坡口，外壓盤的第二環(huán)形坡口壓合在第一環(huán)形坡口上，外壓盤與內(nèi)壓盤之間留有環(huán)形間隙，多個鉸接座沿圓周方向均布固裝在下圓盤的外沿上，每個螺桿的下端與相應(yīng)的一個鉸接座鉸接，每個螺桿的上端穿過外壓盤的外沿與一個第二螺母螺紋連接，下圓盤的外沿上沿圓周方向加工有多個定位“U”形槽，相鄰的兩個鉸接座中間加工有一個定位“U”形槽。
[0009]本發(fā)明的有益效果是:[0010]本發(fā)明的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具可以對封頭和法蘭盤多重定位，通過多重定位的相互配合實現(xiàn)了封頭和法蘭盤始終保持精確的配合，并且保證了激光到工件表面的距離不會改變，從而實現(xiàn)了激光焊接時的離焦量等焊接參數(shù)的穩(wěn)定，使得焊接過程穩(wěn)定；與現(xiàn)有的手工TIG焊接相比，內(nèi)壓盤和外壓盤雙重均勻的緊固作用，使得焊接過程中的焊接變形可以得到有效的控制，焊接變形小，使焊縫精度滿足焊接要求；
[0011]本發(fā)明的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具在使用時可以安裝在旋轉(zhuǎn)焊接變位機上，使本發(fā)明的焊接夾具旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)環(huán)縫的焊接，還可以運動激光器來實現(xiàn)環(huán)縫的焊接，即本發(fā)明可以適應(yīng)不同焊接環(huán)境條件下的焊接要求；
[0012]本發(fā)明的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具還具有結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低以及操作簡便的優(yōu)點，同時為量產(chǎn)薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接提供裝備支撐。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具的主剖視圖，圖2是圖1的俯視圖，圖3是本發(fā)明的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具的立體圖(斜45°俯視)，圖4是本發(fā)明的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具的立體圖(斜45°仰視)。
【具體實施方式】
[0014]【具體實施方式】一:如圖1?4所示，本實施方式的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具包括底胎盤1、外壓盤2、內(nèi)壓盤3、第一螺母6、多個螺桿4、多個第二螺母5和多個鉸接座7 ;底胎盤I包括下圓盤1-1、圓筒1-2和內(nèi)壓盤座1-3，圓盤1-1上加工有第一中心通孔1-1-1，圓盤1-1固套在圓筒1-2外側(cè)壁的中部，內(nèi)壓盤座1-3固裝在圓筒1-2的上端面上，下圓盤1-1、圓筒1-2和內(nèi)壓盤座1-3同軸設(shè)置且三者制成一體，內(nèi)壓盤座1-3上端面上加工有第一圓形中心凹槽1-3-1，第一圓形中心凹槽1-3-1的上端面豎直固裝有中心螺柱1-3-2，內(nèi)壓盤3下端面上加工有第二圓形中心凹槽3-1，內(nèi)壓盤3位于內(nèi)壓盤座1-3的上端面上，第一圓形中心凹槽1-3-1與第二圓形中心凹槽3-1上下對應(yīng)設(shè)置，第一螺母6與中心螺柱1-3-2螺紋連接，內(nèi)壓盤座1-3外沿的上端面上沿圓周方向加工有第一環(huán)形坡口 1-3-3 ;外壓盤2為環(huán)形壓盤，外壓盤2內(nèi)環(huán)的下端面上沿圓周方向加工有第二環(huán)形坡口2-1，外壓盤2的第二環(huán)形坡口 2-1壓合在第一環(huán)形坡口 1-3-3上，外壓盤2與內(nèi)壓盤3之間留有環(huán)形間隙9，多個鉸接座7沿圓周方向均布固裝在下圓盤1-1的外沿上，每個螺桿4的下端與相應(yīng)的一個鉸接座7鉸接，每個螺桿4的上端穿過外壓盤2的外沿與一個第二螺母5螺紋連接，下圓盤1-1的外沿上沿圓周方向加工有多個定位“U”形槽1-1-2，相鄰的兩個鉸接座7中間加工有一個定位“U”形槽1-1-2。
[0015]本實施方式內(nèi)壓盤座1-3外沿的上端面上沿圓周方向加工有第一環(huán)形坡口1-3-3，外壓盤2內(nèi)環(huán)的下端面上沿圓周方向加工有第二環(huán)形坡口 2-1，外壓盤2的第二環(huán)形坡口 2-1壓合在第一環(huán)形坡口 1-3-3上，如此設(shè)計，是為了和封頭的弧形結(jié)構(gòu)相對應(yīng)，壓緊效果更佳，控制封頭的定位精度。
[0016]【具體實施方式】二:如圖2?4所示，本實施方式螺桿4、第二螺母5和鉸接座7的數(shù)量均為六個。如此設(shè)計，螺桿4、第二螺母5和鉸接座7的數(shù)量為六個，每個第二螺母5作用力大小一致，使封頭受力均勻，可以控制封頭法蘭盤環(huán)縫的焊接變形。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一相同。
[0017]【具體實施方式】三:如圖1和圖3所示，本實施方式內(nèi)壓盤座1-3上沿圓周方向加工有環(huán)形凹槽1-3-4，環(huán)形凹槽1-3-4位于環(huán)形間隙9處。如此設(shè)計，是為了防止焊縫嚴重下塌產(chǎn)生焊漏現(xiàn)象的發(fā)生，從而保證了焊縫成形。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一或二相同。
[0018]【具體實施方式】四:如圖1和圖3所示，本實施方式內(nèi)壓盤3的外沿上沿圓周方向加工有倒棱3-2。如此設(shè)計，可以增大焊縫9上方的焊接空間。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】三相同。
[0019]【具體實施方式】五:如圖3所示，本實施方式的外壓盤2的外沿沿圓周方向加工有多個鎖緊“U”形槽2-2，每個螺桿4的上端穿過對應(yīng)的一個鎖緊“U”形槽2-2與一個第二螺母5螺紋連接。如此設(shè)計，拆卸安裝方便。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】一、二或四相同。
[0020]【具體實施方式】六:如圖1和圖3所示，本實施方式所述激光焊接夾具還包括多個墊片8，第二螺母5通過墊片8固定在外壓盤2的上端面上。如此設(shè)計，可以增大被連接件與外壓盤2的接觸面積，分散每平方面積上的壓力，這樣可以進一步保證封頭受力均勻和焊縫精度。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】五相同。
[0021]【具體實施方式】七:如圖1和圖3所示，本實施方式墊片8的數(shù)量為六個。
[0022]如此設(shè)計，為了與螺桿4、第二螺母5的數(shù)量相對應(yīng)。其它組成及連接關(guān)系與【具體實施方式】六相同。
[0023]工作過程:
[0024]首先，將封頭放在下圓盤1-1的上端面上，通過定位“U”形槽1-1-2進行第一次定位，即調(diào)整封頭的位置，使封頭的軸線與底胎盤I的軸線重合；
[0025]其次，將法蘭盤放置在內(nèi)壓盤座1-3的上端面上，保證法蘭盤與封頭的焊接處緊密配合，并通過中心螺柱1-3-2對法蘭盤進行二次定位，從而實現(xiàn)對封頭的二次定位；
[0026]然后，將內(nèi)壓盤3通過第一螺母6緊固在法蘭盤的上端面上，即對法蘭盤進行緊固，保證已經(jīng)定位好的法蘭盤不再進行移動；緊接著采用外壓盤2對封頭進行定位，即通過螺桿4、第二螺母5和鉸接座7對封頭進行定位，同時保證第二螺母5旋轉(zhuǎn)相同的螺紋圈數(shù)，使得封頭受壓部受力均勻，從而保證了焊接過程中焊接應(yīng)力和變形的均勻性；并且內(nèi)壓盤座1-3的第一環(huán)形坡口 1-3-3與外壓盤2的第二環(huán)形坡口 2-1均可以保證與封頭緊密接觸配合，進一步保證了焊接夾具與封頭接觸的緊密性。
[0027]在裝卡完畢后，把本裝置安裝在三爪或者四爪卡盤的焊接變位機上，調(diào)節(jié)卡盤的位置使得卡盤與底胎盤I的下端面緊密接觸，依靠二者之間的摩擦力保證本發(fā)明激光焊接夾具穩(wěn)定；然后利用水平測量儀保證焊接裝置上表面處在同一個水平面上，保證離焦量等參數(shù)的穩(wěn)定就可以實施焊接。
【權(quán)利要求】
1.一種薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具，其特征在于:所述激光焊接夾具包括底胎盤(I)、外壓盤(2)、內(nèi)壓盤(3)、第一螺母(6)、多個螺桿(4)、多個第二螺母(5)和多個鉸接座(7);底胎盤I包括下圓盤(1-1)、圓筒(1-2)和內(nèi)壓盤座(1-3)，圓盤(1-1)上加工有第一中心通孔(1-1-1)，圓盤(1-1)固套在圓筒(1-2)外側(cè)壁的中部，內(nèi)壓盤座(1-3)固裝在圓筒(1-2)的上端面上，下圓盤(1-1)、圓筒(1-2)和內(nèi)壓盤座(1-3)同軸設(shè)置且三者制成一體，內(nèi)壓盤座(1-3)上端面上加工有第一圓形中心凹槽(1-3-1)，第一圓形中心凹槽(1-3-1)的上端面豎直固裝有中心螺柱(1-3-2)，內(nèi)壓盤(3)下端面上加工有第二圓形中心凹槽(3-1)，內(nèi)壓盤(3)位于內(nèi)壓盤座(1-3)的上端面上，第一圓形中心凹槽(1-3-1)與第二圓形中心凹槽(3-1)上下對應(yīng)設(shè)置，第一螺母(6)與中心螺柱(1-3-2)螺紋連接，內(nèi)壓盤座(1-3)外沿的上端面上沿圓周方向加工有第一環(huán)形坡口(1-3-3);外壓盤(2)為環(huán)形壓盤，夕卜壓盤(2)內(nèi)環(huán)的下端面上沿圓周方向加工有第二環(huán)形坡口(2-1)，外壓盤(2)的第二環(huán)形坡口(2-1)壓合在第一環(huán)形坡口(1-3-3)上，外壓盤(2)與內(nèi)壓盤(3)之間留有環(huán)形間隙(9)，多個鉸接座(7)沿圓周方向均布固裝在下圓盤(1-1)的外沿上，每個螺桿(4)的下端與相應(yīng)的一個鉸接座(7)鉸接，每個螺桿(4)的上端穿過外壓盤(2)的外沿與一個第二螺母(5)螺紋連接，下圓盤(1-1)的外沿上沿圓周方向加工有多個定位“U”形槽(1-1-2)，相鄰的兩個鉸接座(7)中間加工有一個定位“U”形槽(1-1-2)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具，其特征在于:螺桿(4)、第二螺母(5)和鉸接座(7)的數(shù)量均為六個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具，其特征在于:內(nèi)壓盤座(1-3)上沿圓周方向加工有環(huán)形凹槽(1-3-4)，環(huán)形凹槽(1-3-4)位于環(huán)形間隙(9)處。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具，其特征在于:內(nèi)壓盤(3)的外沿上沿圓周方向加工有倒棱(3-2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具，其特征在于:外壓盤(2)的外沿沿圓周方向加工有多個鎖緊“U”形槽(2-2)，每個螺桿(4)的上端穿過對應(yīng)的一個鎖緊“U”形槽(2-2)與一個第二螺母(5)螺紋連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具，其特征在于:所述激光焊接夾具還包括多個墊片(8)，第二螺母(5)通過墊片(8)固定在外壓盤(2)的上端面上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的薄壁鋁合金封頭法蘭盤環(huán)縫激光焊接夾具，其特征在于:墊片(8)的數(shù)量為六個。
【文檔編號】B23K37/04GK103831571SQ201410127432
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年4月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月1日
【發(fā)明者】雷正龍, 劉鳴, 陳彥賓, 楊雨禾, 胡雪 申請人:哈爾濱工業(yè)大學