一種超薄冷氣導流管精密焊接方法
【專利摘要】一種超薄冷氣導流管精密焊接方法，屬于航空發(fā)動機零部件制造【技術領域】。冷氣導流管位于航空發(fā)動機高壓渦輪導向葉片內，其壁厚只有0.2mm，焊接前需通過鈑金精密成形，焊接時，采用常規(guī)焊接方法經常出現焊接缺陷，例如采用常規(guī)的氬弧焊時，會出現零件嚴重變形的狀況，同時焊縫過寬，且焊縫力學性能不理想，無法滿足冷氣導流管的生產需要。本發(fā)明克服了采用常規(guī)焊接方法經常出現的焊接缺陷，有效避免了焊漏、燒穿現象的發(fā)生，能夠形成質量良好的窄焊縫，同時避免焊接變形，保證冷氣導流管的葉盆、葉背的空間型面尺寸。本發(fā)明還具有可操作性強及有效提高零件成品率的特點。
【專利說明】
一種超薄冷氣導流管精密焊接方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于航空發(fā)動機零部件制造【技術領域】，特別是涉及一種超薄冷氣導流管精密焊接方法。

【背景技術】
[0002]冷氣導流管作為航空發(fā)動機的重要組成部件，并位于高壓渦輪導向葉片內，由外部管路引入的冷氣會通過冷氣導流管腔壁群孔，對帶有氣膜孔的高壓渦輪導向葉片進行沖擊冷卻，從而降低高壓渦輪導向葉片的表面溫度，進而提高高壓渦輪導向葉片的使用壽命。
[0003]冷氣導流管厚度只有0.2mm,并通過鈑金精密成形，其尺寸精度和變形量的要求是非常高的，冷氣導流管的葉盆、葉背均為空間型面，同時也有尺寸要求。經鈑金精密成形后冷氣導流管還需要進行焊接作業(yè)，才能形成閉合的空腔。
[0004]但是，采用常規(guī)焊接方法經常會出現如下焊接缺陷:
[0005]①容易出現焊漏、燒穿等現象；
[0006]②難以形成質量良好的窄焊縫；
[0007]③難以控制焊接變形，進而破壞冷氣導流管的葉盆、葉背的空間型面尺寸。
[0008]例如，當相關技術人員采用了常規(guī)的氬弧焊時，便出現了零件嚴重變形的狀況，同時焊縫過寬，且焊縫力學性能不理想，無法滿足冷氣導流管的生產需要。


【發(fā)明內容】

[0009]針對現有技術存在的問題，本發(fā)明提供一種超薄冷氣導流管精密焊接方法，能夠避免焊漏、燒穿現象的發(fā)生，能夠形成質量良好的窄焊縫，同時避免焊接變形，保證冷氣導流管的葉盆、葉背的空間型面尺寸。
[0010]為了實現上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案:一種超薄冷氣導流管精密焊接方法，包括如下步驟:
[0011]步驟一:零件焊接前，首先對焊縫兩側接頭端面進行拋光處理，再對接頭端面兩側1mm區(qū)域內進行拋光處理，去除表面的氧化層，最后利用丙酮除去接頭端面處的油污；
[0012]步驟二:將零件裝夾到焊接定位夾具內，焊接定位夾具包括下模支座和壓板，壓板與下模支座之間通過垂直壓緊螺栓相連，在壓板側部安裝有側向壓緊螺栓；
[0013]將零件的非焊縫型面?zhèn)瘸路胖迷谙履Ｖё男筒蹆?，然后在零件中插入定位芯棒，通過旋緊垂直壓緊螺栓初步壓緊零件，然后旋轉側向壓緊螺栓，直到側向壓緊螺栓頂住零件，繼續(xù)旋緊側向壓緊螺栓，實現對零件焊縫間隙的微調節(jié)，同時又對零件施加了側向約束，當焊縫間隙到達要求后，徹底擰緊垂直壓緊螺栓實現零件的焊前定位；
[0014]步驟三:利用微束等離子焊接零件，采用ABB機器人夾持焊槍，保證焊槍的壓縮噴嘴中心正對焊縫，壓縮噴嘴頂端距離焊縫高度為1.6mm，然后選取起弧點和收弧點，確保起弧點處的焊縫間隙不大于0.04mm，然后輸入焊接指令；先按照焊接指令空運行，觀察焊槍行走軌跡，確認無誤后，再按照焊接指令進行實際焊接；
[0015]步驟四:焊接工序完成后，檢測焊縫外觀，確保焊縫與母材圓滑過渡，確保焊縫兩側接頭表面無裂紋、燒穿及焊瘤，且焊后錯位并大于0.08mm。
[0016]所述定位芯棒的外型面尺寸與零件型面尺寸相同，且與零件焊縫處相對應的定位芯棒外型面進行磨平處理，磨平高度為0.75mm。
[0017]本發(fā)明的有益效果:
[0018]本發(fā)明克服了采用常規(guī)焊接方法經常出現的焊接缺陷，有效避免了焊漏、燒穿現象的發(fā)生，能夠形成質量良好的窄焊縫，同時避免焊接變形，保證冷氣導流管的葉盆、葉背的空間型面尺寸。本發(fā)明還具有可操作性強及有效提高零件成品率的特點。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為一種超薄冷氣導流管的橫截面示意圖；
[0020]圖2為冷氣導流管焊前裝配定位示意圖；
[0021]圖3為冷氣導流管的焊縫及基體組織金相圖；
[0022]圖中，I一零件，2—定位芯棒，3—壓板，4一下模支座，5—垂直壓緊螺栓，6—側向壓緊螺栓，7—焊縫。

【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步的詳細說明。
[0024]實施例
[0025]零件I為待焊冷氣導流管，其由厚度為0.2mm的GH625合金冷軋帶鈑金而成，GH625合金屬于固溶強化型鎳基高溫合金，且以鑰、鈮為主要強化元素，具有優(yōu)良的耐腐蝕和抗氧化性能。
[0026]所述的一種超薄冷氣導流管精密焊接方法，包括如下步驟:
[0027]步驟一:零件I焊接前，首先對焊縫7兩側接頭端面進行拋光處理，再對接頭端面兩側1mm區(qū)域內進行拋光處理，去除表面的氧化層，最后利用丙酮除去接頭端面處的油污；
[0028]步驟二:將零件I裝夾到焊接定位夾具內，焊接定位夾具包括下模支座4和壓板3，壓板3與下模支座4之間通過垂直壓緊螺栓5相連，在壓板3側部安裝有側向壓緊螺栓6 ；
[0029]將零件I的非焊縫型面?zhèn)瘸路胖迷谙履Ｖё?的型槽內，然后在零件I中插入定位芯棒2，通過旋緊垂直壓緊螺栓5初步壓緊零件I，然后旋轉側向壓緊螺栓6，直到側向壓緊螺栓6頂住零件1，繼續(xù)旋緊側向壓緊螺栓6，實現對零件I焊縫7間隙的微調節(jié)，同時又對零件I施加了側向約束，當焊縫7間隙到達要求后，徹底擰緊垂直壓緊螺栓5實現零件I的焊前定位；
[0030]所述定位芯棒2的外型面尺寸與零件I型面尺寸相同，且與零件I焊縫處相對應的定位芯棒2外型面進行磨平處理，磨平高度為0.75mm ;通過實際焊接測試確定，利用經過磨平處理后的定位芯棒定位零件I后，在焊接過程中可以避免因零件材料彈性導致的焊接開裂現象；
[0031]步驟三:利用微束等離子焊接零件，采用ABB機器人夾持焊槍，保證焊槍的壓縮噴嘴中心正對焊縫7，壓縮噴嘴頂端距離焊縫高度為1.6mm，然后選取起弧點pi和收弧點p2，確保起弧點Pl處的焊縫7間隙不大于0.04mm，然后輸入焊接指令，具體指令如下:
[0032]ArcLStart pi, v20, seaml, weldl, fine, tweldgun ；
[0033]ArcLStart p2, v20, seaml, weldl, fine, tweldgun ；
[0034]先按照焊接指令空運行，觀察焊槍行走軌跡，確認無誤后，再按照焊接指令進行實際焊接；
[0035]步驟四:焊接工序完成后，檢測焊縫外觀，確保焊縫與母材圓滑過渡，確保焊縫兩側接頭表面無裂紋、燒穿及焊瘤，且焊后錯位并大于0.08mm。
[0036]按照上述焊接方法焊接的超薄冷氣導流管，以HB/Z61-1998檢查焊縫，表面沒有線性顯示。
[0037]按照上述焊接方法焊接的超薄冷氣導流管，解剖零件焊縫處，其焊縫及基體組織金相圖如圖3所示，從圖3中可以看出其熱影響區(qū)奧氏體晶粒有長大情況，靠近熔合線附近的焊縫為針狀枝晶組織，焊縫中心為粗大等軸晶，因此在整個焊縫及熱影響區(qū)未見任何冶金缺陷，證明了本發(fā)明的焊接方法有效的解決了常規(guī)焊接方法的焊接缺陷。
[0038]出廠前，再由標準芯棒模具對冷氣導流管進行校形。
[0039]實施例中的方案并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍，凡未脫離本發(fā)明所為的等效實施或變更，均包含于本案的專利范圍中。
【權利要求】
1.一種超薄冷氣導流管精密焊接方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟一:零件焊接前，首先對焊縫兩側接頭端面進行拋光處理，再對接頭端面兩側1mm區(qū)域內進行拋光處理，去除表面的氧化層，最后利用丙酮除去接頭端面處的油污；步驟二:將零件裝夾到焊接定位夾具內，焊接定位夾具包括下模支座和壓板，壓板與下模支座之間通過垂直壓緊螺栓相連，在壓板側部安裝有側向壓緊螺栓； 將零件的非焊縫型面?zhèn)瘸路胖迷谙履Ｖё男筒蹆?，然后在零件中插入定位芯棒，通過旋緊垂直壓緊螺栓初步壓緊零件，然后旋轉側向壓緊螺栓，直到側向壓緊螺栓頂住零件，繼續(xù)旋緊側向壓緊螺栓，實現對零件焊縫間隙的微調節(jié)，同時又對零件施加了側向約束，當焊縫間隙到達要求后，徹底擰緊垂直壓緊螺栓實現零件的焊前定位； 步驟三:利用微束等離子焊接零件，采用ABB機器人夾持焊槍，保證焊槍的壓縮噴嘴中心正對焊縫，壓縮噴嘴頂端距離焊縫高度為1.6mm，然后選取起弧點和收弧點，確保起弧點處的焊縫間隙不大于0.04mm，然后輸入焊接指令；先按照焊接指令空運行，觀察焊槍行走軌跡，確認無誤后，再按照焊接指令進行實際焊接； 步驟四:焊接工序完成后，檢測焊縫外觀，確保焊縫與母材圓滑過渡，確保焊縫兩側接頭表面無裂紋、燒穿及焊瘤，且焊后錯位并大于0.08mm。
2.根據權利要求1所述的一種超薄冷氣導流管精密焊接方法，其特征在于:所述定位芯棒的外型面尺寸與零件型面尺寸相同，且與零件焊縫處相對應的定位芯棒外型面進行磨平處理，磨平高度為0.75mm。
【文檔編號】B23K10/02GK104439665SQ201410589075
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權日:2014年10月28日
【發(fā)明者】高山, 宋文清, 石豎鯤, 曲伸, 帥焱林 申請人:沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司