一种钛合金座圈顶甲板环形焊缝焊接整体保护装置的制作方法

本发明属于焊接工装领域，具体为一种钛合金座圈顶甲板环形焊缝焊接整体保护装置。

背景技术：

通钛及钛合金具有很多优良性能，是航空、航天工业的重要结构材料，钛及钛合金焊接是钛制产品的重要制造手段。钛或钛合金本身具有良好的焊接性能，由于钛及钛合金具有熔点高、导热性差、线膨胀系数小，电阻率大等突出特点，使得钛及钛合金在焊接过程中，液态熔池金属尺寸大、高温停留时间长和冷却速度慢，同时由于钛及钛合金化学性质非常活泼，在固态下能吸收气体，加热至300℃时吸氢，400℃吸氧，600℃吸氮，所以极易和氢、氧、氮等元素发生化学反应，使得焊接接头的力学性能急剧下降，易产生冷裂纹、气孔等焊接缺陷，导致焊接质量无法满足要求，因此，焊接时对熔池及温度超过300℃的焊缝和热影响区（包括熔池背面）都要加以妥善保护。现有的气体保护装置需要两名焊工进行操作，一名焊工负责使用焊枪及保护拖罩对正面焊缝及热影响区300℃以上的受热部位进行保护，熔池背面需要保护罩进行保护，由于座圈座由于直径较大，且与顶甲板焊接时需要压紧固定，导致背面操作工人无法看到正面焊接工人的实际焊接点，这种焊接的气体保护装置对两名焊接工人的相互配合提出来较高的要求，一旦气体保护罩跟进速度和焊接速度不适应就会影响焊接质量。另外，焊接过程需要两个焊工完成，生产效率较低。

技术实现要素：

本发明的目的是针对以上问题，提供一种钛合金座圈顶甲板环形焊缝焊接整体保护装置，该保护罩结构简单，制造容易，单人操作，可实现对焊缝熔池和热影响区的有效保护，同时对焊接变形有一定的控制效果，提高焊接质量和焊接生产效率。

为实现以上目的，本发明采用的技术方案是：一种钛合金座圈顶甲板环形焊缝焊接整体保护装置，它包括用于放置座圈和顶甲板的夹具体，所述夹具体下设置有多个支撑架，座圈和顶甲板通过在其周边设置多个压板来压紧，所述夹具体上还设置了用于放置座圈座的座圈垫板，所述座圈座上的环形面开有环形气道；所述座圈座内设置有座圈，所述座圈座与座圈同轴设置，且座圈外圈与座圈座内圈之间形成环形间隙；所述座圈座外柱面上的设置有4个进气管嘴，其中两个进气管嘴连通到环形气道，另外两个进气管嘴连通到环形间隙。

进一步的，所述环形间隙的长度为30mm。

进一步的，还包括设置在座圈内的支撑辅具，所述支撑辅具包括8块弧形板；所述弧形板依次拼接成圆筒型；每个弧形板内弧面的两侧及中央分别与三爪式推杆的三个支柱连接；所述三爪式推杆连接液压缸；所述液压缸的缸体上部和下部分别通过内环形管和外环形管固定，在安装时，所述弧形板外弧面与座圈内壁接触。

本发明的有益效果：本发明焊接保护装置对焊接过程保护效果良好，焊缝呈银白色，焊缝表面成型良好，对焊缝进行x射线探伤，焊缝内部无缺陷，焊缝质量i级。

附图说明

图1为本发明主视图。

图2为本发明俯视图。

图3为本发明夹具体主视图。

图4为本发明夹具体俯视图。

图5为本发明图1中a局部放大示意图。

图6为本发明座圈剖视图。

图7为本发明座圈座剖视图。

图8为本发明支撑辅具示意图。

图9为本发明图2中b局部放大示意图。

图中：1、顶甲板；2、座圈；3、座圈座；4、压板；5、夹具体；6、座圈垫板；7、环形气道；8、进气管嘴；9、弧形板；10、三爪式推杆；11、液压缸；12、内环形管；13、外环形管；14、支撑架；15、环形间隙；16、支撑辅具。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。

如图1-图9所示，本发明的具体结构为：一种钛合金座圈顶甲板环形焊缝焊接整体保护装置，它包括用于放置座圈2和顶甲板1的夹具体5，所述夹具体5下设置有多个支撑架14，座圈2和顶甲板1通过在其周边设置多个压板4来压紧，所述夹具体5上还设置了用于放置座圈座3的座圈垫板6，所述座圈座3上的环形面开有环形气道7；所述座圈座3内设置有座圈2，所述座圈座3与座圈2同轴设置，且座圈2外圈与座圈座3内圈之间形成环形间隙15；所述座圈座3外柱面上的设置有4个进气管嘴8，其中两个进气管嘴8连通到环形气道7，另外两个进气管嘴8连通到环形间隙15。

优选的，所述环形间隙15的长度为30mm。

优选的，还包括设置在座圈2内的支撑辅具16，所述支撑辅具16包括8块弧形板9；所述弧形板9依次拼接成圆筒型；每个弧形板9内弧面的两侧及中央分别与三爪式推杆10的三个支柱连接；所述三爪式推杆10连接液压缸11；所述液压缸11的缸体上部和下部分别通过内环形管12和外环形管13固定，在安装时，所述弧形板9外弧面与座圈2内壁接触。

本发明的具体实施方式为：座圈2及顶甲板1采用倒装的形式装配，座圈2内部采用支撑辅具16支撑，支撑辅具16上设置的弧形板9在液压缸11的作用下紧紧贴合在座圈2内壁上，防止焊接时内圈的变形，座圈2、顶甲板1四周采用压板4压紧，防止焊接时变形；其中2根进气管安装在连通到环形间隙15的进气管嘴8上，对座圈座3与顶甲板1之间的背面熔池整体进行保护，2根进气管安装在连通环形气道7的进气管嘴8上，对环形气道7与顶甲板1处背面熔池整体进行保护，焊接前，通入保护气体将罩体内部的空气排出，焊接时，座圈2与顶甲板1、环形气道7与顶甲板1的焊缝熔池背面整体通气保护，只需一名焊工即可操作，氩气从背面的座圈座3内喷出，对背面熔池和热影响区进行保护，有效解决了焊接时两人相互配合的弊端，提高了焊接质量和效率。

经试验证明，本发明焊接保护装置对焊接过程保护效果良好，焊缝呈银白色，焊缝表面成型良好，对焊缝进行x射线探伤，焊缝内部无缺陷，焊缝质量i级。

本发明保护装置结构简单，制造容易，可单人操作，实现对焊缝熔池和热影响区的有效保护，且保护效果稳定，提高了焊接质量和生产效率。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本发明的保护范围。

技术特征：

技术总结
本发明公布了一种钛合金座圈顶甲板环形焊缝焊接整体保护装置，它包括用于放置座圈和顶甲板的夹具体，所述夹具体下设置有多个支撑架，座圈和顶甲板通过在其周边设置多个压板来压紧，所述夹具体上还设置了用于放置座圈座的座圈垫板，所述座圈座上的环形面开有环形气道；所述座圈座内设置有座圈，所述座圈座与座圈同轴设置，且座圈外圈与座圈座内圈之间形成环形间隙；所述座圈座外柱面上的设置有4个进气管嘴，其中两个进气管嘴连通到环形气道，另外两个进气管嘴连通到环形间隙;该保护罩结构简单，制造容易，单人操作，可实现对焊缝熔池和热影响区的有效保护，同时对焊接变形有一定的控制效果，提高焊接质量和焊接生产效率。

技术研发人员：孙钟亮;陈娟;莫竞芳;屈胜;张冬庆;李正勇;张粉萍;余伟
受保护的技术使用者：江麓机电集团有限公司
技术研发日：2018.09.07
技术公布日：2018.11.30