CN110757023B - 一种机匣零件焊接修复方法及装置 - Google Patents
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Abstract
一种机匣零件焊接修复方法及装置，其包括如下步骤，步骤A，提供一个支撑环、一个撑紧环、一个驱动盘和一个压环。所述支撑环内设置有环形的水槽，将机匣零件夹紧。步骤B，接通水路，使所述水槽内保持水体流动，进行堆焊操作，待焊接完成后，取出所述机匣零件，完成对所述机匣零件的焊接修复。本发明所提供的机匣零件焊接修复方法，可有效控制焊接变形，提升焊接速度，提高生产效率。本发明提供了用于上述方法的装置。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种对航空发动机的机匣零件进行焊接修复的方法，本发明同时提供了用于所述方法的装置。
背景技术
图1为一种航空发动机的机匣零件的剖视结构原理示意图，参见图1所示，图1中的机匣零件1由从内至外的顺序连接的第一薄壁件11、第二薄壁件12和第三薄壁件13焊接而成，所述第三薄壁件13包括顺序设置的第一水平部131、第一连接部132和第二水平部133，所述第二水平部133的下表面设置有向下的第一凸出部134。
在装配至航空发动机后的使用过程中，所述第三薄壁件13的所述第二水平部133的上表面作为工作面，会存在磨损，因此需要返厂进行堆焊修复。在进行堆焊修复时，需覆盖所述第二水平部133的上表面，也就是说，会在所述第二水平部133的上表面形成堆焊厚度约1mm，堆焊宽度为5mm左右的圆环区域。所述第二水平部133的外圆直径D为342.5mm，堆焊修复后，要求不小于342mm。
现有的堆焊修复方法为，设置夹具对所述第一水平部131的下表面和所述第二水平部133的位于所述第一凸出部134内侧的下表面进行支靠，然后从所述第一水平部131上方的所述第二薄壁件12将所述机匣零件1夹紧。将堆焊涉及的厚度约1mm，堆焊宽度为5mm左右的圆环区域，在周向上均分为八个弧形段，每段弧长在130mm左右，逐段进行焊接，在焊接过程中，除了被焊接的弧形段，其余弧形段(也即是所述第二水平部133的上表面的其他位置)采取压板压紧的方式固定，主要焊接参数包括：焊接电流25-30A，焊接速度约为21mm/min，焊接一个零件需要4小时。因此效率比较低，而且在拆卸夹具后，所述机匣零件1容易出现较大的变形及焊接直径收缩，对于所述第二水平部133的外圆直径D，直径收缩量甚至会达到0.8-1mm，这也意味着满足不了不小于342mm的设计要求，从而导致所述机匣零件1报废，造成维修成本增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种机匣零件焊接修复方法及装置，以减少或避免前面所提到的问题。
为解决上述技术问题，本发明提出了一种机匣零件焊接修复方法，所述机匣零件由从内至外的顺序连接的第一薄壁件、第二薄壁件和第三薄壁件焊接而成，所述第三薄壁件包括顺序设置的第一水平部、第一连接部和第二水平部，所述第二水平部的下表面设置有向下的第一凸出部。所述方法用于对所述第二水平部的上表面进行堆焊修复，其包括如下步骤，
步骤A，提供一个支撑环、一个撑紧环、一个驱动盘和一个压环。
所述支撑环的顶部设置有与所述第二水平部的下表面对应的型面，所述支撑环内设置有环形的水槽，所述支撑环外壁对称设置有与所述水槽连通的一个进水接头和一个出水接头。
所述撑紧环的顶部设置有与所述第一水平部的下表面以及部分所述第一连接部的内表面对应的型面。
所述驱动盘包括用于与所述撑紧环连接的螺纹盘，所述螺纹盘通过连杆连接有操作盘。
先将所述驱动盘与所述撑紧环连接，然后将所述撑紧环置于所述支撑环内，通过一个穿过所述螺纹盘的导向销使所述撑紧环和所述支撑环同轴，之后将所述机匣零件置于所述支撑环上，使所述第二水平部的下表面与所述支撑环的顶部贴合，之后将所述压环置于所述机匣零件上，通过所述第一水平部上方的所述第二薄壁件将所述机匣零件夹紧。之后旋转所述操作盘，通过所述螺纹盘驱动所述撑紧环向上移动，直到所述撑紧环的顶部与所述第一水平部的下表面以及部分所述第一连接部的内表面紧密贴合。
步骤B，通过所述进水接头和所述出水接头接通水路，使所述水槽内保持水体流动，对所述第二水平部的上表面进行堆焊操作，待焊接完成后，旋转所述操作盘，通过所述螺纹盘驱动所述撑紧环向下移动，直到所述撑紧环的顶部与所述第一水平部的下表面以及部分所述第一连接部的内表面脱离接触，拆下所述压环，取出所述机匣零件，完成对所述机匣零件的焊接修复。
优选地，在步骤B中，进水压力设置为0.8MPa。
优选地，在步骤B中，在进行堆焊操作时，将所述第二水平部的上表面在周向上均分为顺序编号为z1-z16的16段区域，按照z1-z9-z5-z13-z3-z11-z7-z15-z2-z10-z6-z14-z4-z12-z8-z16的顺序进行堆焊操作。
优选地，在步骤B中，焊机在进行焊接时的运动轨迹为指向所述机匣零件的轴心的直线，在形成相邻的焊缝时，焊机的运行方向相反。
优选地，在步骤B中，每条焊缝宽度为2mm。
优选地，在步骤B中，焊接参数为：焊接电流为50-60A，焊接速度为42mm/min。
本发明还提供了用于上述方法的装置，其包括同轴设置的支撑环、撑紧环、驱动盘和压环，所述支撑环与所述驱动盘通过中心轴位置的导向销可旋转连接，所述驱动盘与所述撑紧环螺纹连接，所述压环与所述支撑环连接。所述支撑环的顶部设置有与所述第二水平部的下表面对应的型面，所述支撑环内设置有环形的水槽，所述支撑环外壁对称设置有与所述水槽连通的一个进水接头和一个出水接头。所述撑紧环的顶部设置有与所述第一水平部的下表面以及部分所述第一连接部的内表面对应的型面。
优选地，所述驱动盘包括通过连杆连接的螺纹盘和操作盘，所述支撑环与所述螺纹盘和所述操作盘均通过中心轴位置的导向销可旋转连接，所述螺纹盘与所述撑紧环螺纹连接。
优选地，所述支撑环可以是由底盘和顶环焊接制成。所述顶环设置有用于成型所述水槽的环形槽，所述顶环侧壁设置有与环形槽连通的进水孔和出水孔。
优选地，所述顶环由黄铜制成。
本发明所提供的机匣零件焊接修复方法，可有效控制焊接变形，提升焊接速度，提高生产效率。本发明提供了用于上述方法的装置。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，
图1为一种航空发动机的机匣零件的剖视结构原理示意图；
图2为根据本发明的一个具体实施例的一种机匣零件焊接修复方法所使用的装置的立体分解结构原理示意图；
图3为图2的装置的剖视结构原理示意图；
图4为图3的A处放大示意图；
图5为焊接区域的分区原理示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。其中，相同的部件采用相同的标号。
图1为一种航空发动机的机匣零件的剖视结构原理示意图；图2为根据本发明的一个具体实施例的一种机匣零件焊接修复方法所使用的装置的立体分解结构原理示意图；图3为图2的装置的剖视结构原理示意图；在图3中用虚线表示的所述机匣零件1，图4为图3的A处放大示意图；图5为焊接区域的分区原理示意图。参见图1-5所示，本发明提供了一种机匣零件焊接修复方法，所述机匣零件1由从内至外的顺序连接的第一薄壁件11、第二薄壁件12和第三薄壁件13焊接而成，所述第三薄壁件13包括顺序设置的第一水平部131、第一连接部132和第二水平部133，所述第二水平部133的下表面设置有向下的第一凸出部134。所述方法用于对所述第二水平部133的上表面进行堆焊修复，其包括如下步骤，
步骤A，提供一个支撑环2、一个撑紧环3、一个驱动盘4和一个压环5。
所述支撑环2的顶部设置有与所述第二水平部133的下表面对应的型面，所述支撑环2内设置有环形的水槽21，所述支撑环2外壁对称设置有与所述水槽21连通的一个进水接头22和一个出水接头23。
所述撑紧环3的顶部设置有与所述第一水平部131的下表面以及部分所述第一连接部132的内表面对应的型面。
所述驱动盘4包括用于与所述撑紧环3连接的螺纹盘41，所述螺纹盘41通过连杆42连接有操作盘43。
先将所述驱动盘4与所述撑紧环3连接，然后将所述撑紧环3置于所述支撑环2内，通过一个穿过所述螺纹盘41的导向销6使所述撑紧环3和所述支撑环2同轴，之后将所述机匣零件1置于所述支撑环2上，使所述第二水平部133的下表面与所述支撑环2的顶部贴合，之后将所述压环5置于所述机匣零件1上，通过所述第一水平部131上方的所述第二薄壁件12将所述机匣零件1夹紧。之后旋转所述操作盘43，通过所述螺纹盘41驱动所述撑紧环3向上移动，直到所述撑紧环3的顶部与所述第一水平部131的下表面以及部分所述第一连接部132的内表面紧密贴合。
步骤B，通过所述进水接头22和所述出水接头23接通水路，使所述水槽21内保持水体流动，进水压力可设置为0.8MPa。
将所述第二水平部133的上表面在周向上均分为顺序编号为z1-z16的16段区域，按照z1-z9-z5-z13-z3-z11-z7-z15-z2-z10-z6-z14-z4-z12-z8-z16的顺序进行堆焊操作。
待全部16段区域焊接完成后，旋转所述操作盘43，通过所述螺纹盘41驱动所述撑紧环3向下移动，直到所述撑紧环3的顶部与所述第一水平部131的下表面以及部分所述第一连接部132的内表面脱离接触，拆下所述压环2，取出所述机匣零件1，完成对所述机匣零件1的焊接修复。
在焊接过程中，焊接参数可设定为：焊接电流为50-60A，焊接速度为42mm/min。
在本发明中，所述支撑环2的顶部能够与所述第二水平部133的下表面的几乎全部区域紧密贴合，而且所述支撑环2内设置有环形的水槽21，因此在焊接过程中，焊接部位产生的热量可以有效的传导至所述水槽21，并被水流带走，从而可很好的避免所述第二水平部133的热变形。
参见图3和图4所示，为了更好的展现所述支撑环2的组成结构，在图4中省略了图3中的进水接头22，所述支撑环2可以是由底盘24和顶环25焊接制成，这样在生产时，可以直接在所述顶环25与所述底盘24相接的端面加工环形槽，侧壁加工进水孔和出水孔，当所述顶环25与所述底盘24焊接连接后，所述底盘24就可以对环形槽形成封闭，从而成型所述水槽21，然后分别在进水孔和出水孔连接接头，即可成型所述进水接头22和所述出水接头23。这样可大大降低工艺难度，减少成本。此外，所述顶环25可选用黄铜材料制备，这样更有利于热传导。
参见图4所示，在加工用于成型所述水槽21的环形槽时，考虑到接头插入进水孔和出水孔时，会可能有一部分结构进入到环形槽中，因此，在进水孔和出水孔位置处的环形槽还可以在加工一个弧形的退让槽211，这样就可以确保不对接头的装配产生影响。
所述撑紧环3可以在所述驱动盘4的驱动下垂直运动，因此也就可保障所述撑紧环3的顶部与所述第一水平部131的下表面以及部分所述第一连接部132的内表面的紧密贴合。从而可有效避免所述第一水平部131与所述第一连接部132之间的连接处的变形。也就可以有效控制所述机匣零件1的整体变形。
参见图2和图3所示，所述螺纹盘41与所述撑紧环3的内孔通过螺纹连接，通过所述连杆42，操作时只需要转动所述操作盘43即可带动所述螺纹盘41旋转，从而控制所述撑紧环3的垂直运动。图中虽然显示设置了三根所述连杆3，只要强度足够，只设置两根也是可以的，所述连杆3的高度只需保证所述操作盘43能够位于装配完成后所述顶环25之外，便于操作即可。
所述支撑环2、所述撑紧环3和所述压环5直接还可设置多个导向销(柱)和定位销，这样能够利于装配。
图5为焊接区域的分区原理示意图。参见图5所示，将所述第二水平部133的上表面(也即是堆焊涉及的厚度约1mm，堆焊宽度为5mm左右的圆环区域)在周向上均分为顺序编号为z1-z16的16段区域，按照z1-z9-z5-z13-z3-z11-z7-z15-z2-z10-z6-z14-z4-z12-z8-z16的顺序进行堆焊操作。这样可最大程度的降低焊接产生的热量对相邻区域后继焊接过程中带来的热变形影响。
参见图5中的箭头方向所示，焊机在进行焊接时的运动轨迹为指向所述机匣零件1的轴心的直线，每条焊缝的有效宽度约2mm，在形成相邻的焊缝时，焊机的运行方向相反，也就是说，在焊接过程中，往复的焊接过程形成相邻的两个焊缝。这样可使得焊接区域覆盖均匀，且可在径向上使热变形的影响更加平均。
本发明还提供了用于上述方法的装置，其包括同轴设置的支撑环2、撑紧环3、驱动盘4和压环5，所述支撑环2与所述驱动盘4通过中心轴位置的导向销6可旋转连接，所述驱动盘4与所述撑紧环3螺纹连接，所述压环5与所述支撑环2连接。所述支撑环2的顶部设置有与所述第二水平部133的下表面对应的型面，所述支撑环2内设置有环形的水槽21，所述支撑环2外壁对称设置有与所述水槽21连通的一个进水接头22和一个出水接头23。所述撑紧环3的顶部设置有与所述第一水平部131的下表面以及部分所述第一连接部132的内表面对应的型面。
在一个优选实施例中，所述驱动盘4包括通过连杆42连接的螺纹盘41和操作盘43，所述支撑环2与所述螺纹盘41和所述操作盘43均通过中心轴位置的导向销6可旋转连接，所述螺纹盘41与所述撑紧环3螺纹连接。
在一个优选实施例中，所述支撑环2可以是由底盘24和顶环25焊接制成。所述顶环25设置有用于成型所述水槽21的环形槽，所述顶环25侧壁设置有与环形槽连通的进水孔和出水孔。
在一个优选实施例中，所述顶环由黄铜制成。
本发明所提供的机匣零件焊接修复方法，可有效控制焊接变形，提升焊接速度，提高生产效率。本发明提供了用于上述方法的装置。
本领域技术人员应当理解，虽然本发明是按照多个实施例的方式进行描述的，但是并非每个实施例仅包含一个独立的技术方案。说明书中如此叙述仅仅是为了清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体加以理解，并将各实施例中所涉及的技术方案看作是可以相互组合成不同实施例的方式来理解本发明的保护范围。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化、修改与结合，均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种机匣零件焊接修复方法，所述机匣零件由从内至外的顺序连接的第一薄壁件、第二薄壁件和第三薄壁件焊接而成，所述第三薄壁件包括顺序设置的第一水平部、第一连接部和第二水平部，所述第二水平部的下表面设置有向下的第一凸出部，所述方法用于对所述第二水平部的上表面进行堆焊修复，其包括如下步骤，
步骤A，提供一个支撑环、一个撑紧环、一个驱动盘和一个压环，
所述支撑环的顶部设置有与所述第二水平部的下表面对应的型面，所述支撑环内设置有环形的水槽，所述支撑环外壁对称设置有与所述水槽连通的一个进水接头和一个出水接头，
所述撑紧环的顶部设置有与所述第一水平部的下表面以及部分所述第一连接部的内表面对应的型面，
所述驱动盘包括用于与所述撑紧环连接的螺纹盘，所述螺纹盘通过连杆连接有操作盘，
先将所述驱动盘与所述撑紧环连接，然后将所述撑紧环置于所述支撑环内，通过一个穿过所述螺纹盘的导向销使所述撑紧环和所述支撑环同轴，之后将所述机匣零件置于所述支撑环上，使所述第二水平部的下表面与所述支撑环的顶部贴合，之后将所述压环置于所述机匣零件上，通过所述第一水平部上方的所述第二薄壁件将所述机匣零件夹紧，之后旋转所述操作盘，通过所述螺纹盘驱动所述撑紧环向上移动，直到所述撑紧环的顶部与所述第一水平部的下表面以及部分所述第一连接部的内表面紧密贴合，
步骤B，通过所述进水接头和所述出水接头接通水路，使所述水槽内保持水体流动，对所述第二水平部的上表面进行堆焊操作，待焊接完成后，旋转所述操作盘，通过所述螺纹盘驱动所述撑紧环向下移动，直到所述撑紧环的顶部与所述第一水平部的下表面以及部分所述第一连接部的内表面脱离接触，拆下所述压环，取出所述机匣零件，完成对所述机匣零件的焊接修复。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B中，进水压力设置为0.8MPa。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤B中，在进行堆焊操作时，将所述第二水平部的上表面在周向上均分为顺序编号为z1-z16的16段区域，按照z1-z9-z5-z13-z3-z11-z7-z15-z2-z10-z6-z14-z4-z12-z8-z16的顺序进行堆焊操作。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在步骤B中，焊机在进行焊接时的运动轨迹为指向所述机匣零件的轴心的直线，在形成相邻的焊缝时，焊机的运行方向相反。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤B中，每条焊缝宽度为2mm。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在步骤B中，焊接参数为：焊接电流为50-60A，焊接速度为42mm/min。
7.一种用于权利要求1所述的方法的装置，其特征在于，其包括同轴设置的支撑环、撑紧环、驱动盘和压环，所述支撑环与所述驱动盘通过中心轴位置的导向销可旋转连接，所述驱动盘与所述撑紧环螺纹连接，所述压环与所述支撑环连接，所述支撑环的顶部设置有与所述第二水平部的下表面对应的型面，所述支撑环内设置有环形的水槽，所述支撑环外壁对称设置有与所述水槽连通的一个进水接头和一个出水接头，所述撑紧环的顶部设置有与所述第一水平部的下表面以及部分所述第一连接部的内表面对应的型面。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述驱动盘包括通过连杆连接的螺纹盘和操作盘，所述支撑环与所述螺纹盘和所述操作盘均通过中心轴位置的导向销可旋转连接，所述螺纹盘与所述撑紧环螺纹连接。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述支撑环由底盘和顶环焊接制成，所述顶环设置有用于形成所述水槽的环形槽，所述顶环侧壁设置有与环形槽连通的进水孔和出水孔。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述顶环由黄铜制成。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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