[发明专利]一种多翼片结构产品的焊接设备及方法

说明书

本发明涉及一种多翼片结构产品的焊接设备及方法，包括振动端和多个同步进给的顶锻端，振动端包括可拆卸连接的振动缸和振动柱，振动柱的两端分别同轴连接两个振动缸，多翼片结构产品的主体安装在振动柱上且可沿振动柱的轴向做高频线性振动；顶锻端包括顶锻工装和顶锻驱动机构，顶锻驱动机构用于驱动顶锻工装沿多翼片结构产品的主体的径向移动，多翼片结构产品的翼片由顶锻工装进行固定分布于多翼片结构产品的主体的周向。本发明还涉及一种多翼片结构产品的焊接方法。该多翼片结构产品的焊接设备的目的是解决传统焊接设备无法实现对多翼片结构产品进行一次性焊接的问题。

技术领域

本发明涉及焊接制造技术领域，具体涉及一种多翼片结构产品的焊接设备及方法。

背景技术

线性摩擦焊(Linear friction welding)为固相连接方法，其焊接过程中，振动侧工件高频往复振动，顶锻侧工件在一定摩擦压力作用下与振动工件接触并发生相互摩擦并产生摩擦热，界面温度快速升高，界面近域两侧基体金属软化并发生塑性流动，在摩擦压力作用下被挤出界面形成飞边；当焊接区的温度分布、变形达到一定程度后，振动工件快速停止振动，工件对齐并施加顶锻压力，界面两侧金属通过相互扩散与再结晶连接在一起，进而完成整个焊接过程。

线性摩擦焊优点为:接头组织为锻造组织，性能稳定可靠，对于钛合金具有良好的焊接适应性，在大气环境下可实现焊接，生产成本低。缺点为：焊接过程需要较大压力，只适合刚性较好的工件焊接，并且焊接过程有飞边产生，需要考虑工艺适应性。

某新型多翼片结构产品的制造目前采用线性摩擦焊技术依次将翼片焊接到筒体上，由于翼片焊接产生焊接飞边，已焊翼片的飞边会对之后其两侧的翼片焊接造成遮挡，因此目前焊接该结构时，一般先间隔焊接一轮翼片，焊后需要拆卸下来进行一次去飞边机加工才可以进行后续翼片的焊接，如果翼片数量为偶数，需要两轮次完成焊接，如果翼片数量为奇数，则需要三轮次才可以完成焊接。

采用现有技术进行翼片焊接，由于翼片是按次序一个一个焊接到筒体上的，第一个问题是焊接产生飞边影响其两侧翼片的正常焊接，第一轮次焊接后需要拆卸进行去飞边加工才能进行两侧翼片的焊接，需要重复装夹调试，周期长；第二个问题是由于焊接的时候焊缝周边会经历一个较高温度的热循环，该热循环作用位置为焊缝周围的局部区域，由于是局部加热，会对焊后构件的型面尺寸产生有害影响。

因此，发明人提供了一种多翼片结构产品的焊接设备及方法。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种多翼片结构产品的焊接设备，通过将线性摩擦焊设备的振动端设为可拆卸式柱体，焊接该多翼片结构产品的主体时，主体安装于振动端的振动柱上，翼片由顶锻工装进行固定分布于四周，焊前翼片离筒体一定距离，焊接开始后筒体在设备带动下做高频线性振动，在液压源控制下对多个顶锻端输出相同的顶锻力，顶锻力作用下翼片在径向同步靠近主体，翼片与主体接触后摩擦生热形成焊缝，在缩短量达到预设位置时停止，完成焊接，解决了传统焊接设备无法实现对多翼片结构产品进行一次性焊接的技术问题。

(2)技术方案

本发明的实施例的第一方面提供了一种多翼片结构产品的焊接设备，包括振动端和多个同步进给的顶锻端，所述振动端包括可拆卸连接的振动缸和振动柱，所述振动柱的两端分别同轴连接两个所述振动缸，多翼片结构产品的主体安装在所述振动柱上且可沿所述振动柱的轴向做高频线性振动；

所述顶锻端包括顶锻工装和顶锻驱动机构，所述顶锻驱动机构用于驱动所述顶锻工装沿所述多翼片结构产品的主体的径向移动，多翼片结构产品的翼片由所述顶锻工装进行固定分布于所述多翼片结构产品的主体的周向。

进一步地，所述顶锻驱动机构包括液压源、油管、顶锻缸和连杆，所述液压源通过所述油管与每一个所述顶锻缸分别连接，每一个所述顶锻缸通过所述连杆分别与对应的所述顶锻工装同轴连接且用于驱动所述顶锻工装进行移动。