[发明专利]一种用于薄壁合金带材精密焊接的夹具

说明书

技术领域

本发明属于焊接技术领域，具体涉及一种用于薄壁合金带材精密焊接的夹具。

背景技术

新型航空发动机的封严圈、W环和导流管均为精密成形件，其对尺寸精度和变形量的要求很高，采用常规焊接方法难以实现它们的可靠连接和成形。如封严圈零件的直径大、设计尺寸严格，液涨成形对焊缝质量要求高，工业上曾经采用过激光焊方法进行对接焊，但焊缝成形较差且焊缝两端存在局部烧穿，因此，该零件长期依靠进口满足发动机研制需求。

采用微束等离子焊接方法解决了上述技术问题，微束等离子焊是一种精密焊接方法，其具有焊缝成形质量高、焊缝宽度窄（通常焊缝宽度与板厚相当）以及焊后变形量小等特点，特别适合对接厚度在0.3mm以下的薄壁合金带材的焊接。但是，对于厚度在0.3mm以下的薄壁合金带材焊接有十分严格的装配要求，其对接间隙最大不能超过母材厚度的20%，错边量最大不能超过母材厚度的40%，否则极易形成烧穿，因此，用于超薄合金带材焊接的夹具对焊后成形及其质量起着十分关键的作用。

    目前常用的琴键式焊接夹具是在单层压板上设置有一个类似于琴键形状的压头，用来专门压紧焊接带材，但是这样结构存在的缺点是对于超薄带材本身会带来损伤，而且单层压板结构不利于随时根据待焊接的带材调节夹具的夹持松紧度。

发明内容

针对现有的焊接夹具不能满足薄壁合金带材精密焊接需求的问题，本发明提供一种用于薄壁合金带材精密焊接的夹具，能够满足超薄材料的对接装配要求，且焊缝成形质量高、变形量极小，焊缝力学性能数据达到了母材相应性能指标。

本发明的用于薄壁合金带材精密焊接的夹具包括上层压板、下层压板、铜垫板和底座，上层压板装配在下层压板上，铜垫板镶嵌在底座上，上层压板和下层压板两端开有通槽，通过贯穿通槽的固定螺栓固定在底座上，其中所述的上层压板是两块长方形压板，下层压板是两块具有楔形压板头的长方形压板，两块下层压板的楔形压板头相对设置，与位于下层压板下方的铜垫板共同形成压紧机构，铜垫板中央沿长度方向铣有2mm宽的焊接成型槽，并每隔50mm钻有直径为1mm的背面氩气保护孔，同时在两个楔形压板头上铣有防干涉槽；所述的上层压板靠近压紧机构的一侧边缘，每隔40mm装配有一个顶紧螺栓，下层压板上对应于每两个顶紧螺栓的中间位置上，沿下层压板宽度方向开有槽。

其中所述的通槽沿压板宽度方向的长度大于固定螺栓的直径8mm。

所述的防干涉槽距铜垫板表面3mm，宽度为2.5mm 。

所述的下层压板上槽的宽度为7mm，深度为下层压板厚度的2/3 。

本发明的特点和有效果是：

（1）本发明的压板是双层结构，在上层压板靠近焊接定位槽一侧边缘装有一排螺栓，螺栓间距40mm，向下拧螺栓顶紧下层板，能保证压板与对接接头的可靠贴合压紧；上层压板和下层压板的两端开有通槽，且通槽的直径大于顶紧螺栓的直径8mm，这样压板间距可进行0～8mm自由调节，对于焊接厚度在1.5mm以下的板材、超薄带材均适用，有利于保证焊前装配精度和焊接工艺参数优化；

（2）本发明的下层压板是整体压紧结构，同传统的琴键式夹具相比有利于保证对接接头在压板下压时的整体刚性，并避免琴键压头对超薄带材的损伤，同时，在下层压沿宽度方向开槽，这样减少了下层板对应顶紧螺栓位置的局部刚性，保证了压板对于对接接头均匀、可靠压紧，压紧力可通过压紧螺栓进行调节；

（3）下层压板的楔形压板头上铣有防干涉槽，以焊接0.2mm带材为例，压板间距为3mm，再加上共计5mm防干涉槽，这样可以使用最大焊枪喷嘴为8mm，有利于加强对焊缝的氩气保护效果。

附图说明

图1是本发明的用于薄壁合金带材精密焊接的夹具的结构主视图；

图2是本发明的用于薄壁合金带材精密焊接的夹具的结构俯视图；

图3是本发明的用于薄壁合金带材精密焊接的夹具的结构右视图；

其中，1：上层压板；2：下层压板；3：铜垫板；4：底座；5：固定螺栓；6：顶紧螺栓；7：槽；8：通槽；9：防干涉槽；10：焊接成型槽。

具体实施方式