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《某型機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)apu系統(tǒng)進(jìn)氣道殼體組件焊接技術(shù)研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、某型機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)APU系統(tǒng)進(jìn)氣道殼體組件焊接技術(shù)研究 摘要：某型機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)輔助動(dòng)力系統(tǒng)APU進(jìn)氣道殼體組件為焊接零件。該組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由殼體壁板、法蘭、襯板、角筋、加強(qiáng)筋等43項(xiàng)零件組合焊接而成，基體材料為TC4鈦合金，屬于復(fù)雜構(gòu)型熔焊和電阻焊組合焊接裝配件。為解決此種特型結(jié)構(gòu)復(fù)雜焊接體零件，減少焊接操作難度，進(jìn)行了特型電極及氬弧焊背面保護(hù)夾具的設(shè)計(jì)、制造和試驗(yàn)，通過(guò)試驗(yàn)和成功應(yīng)用，總結(jié)出發(fā)動(dòng)機(jī)輔助動(dòng)力系統(tǒng)APU進(jìn)氣道殼體組件焊接工藝方案及氬弧焊背面保護(hù)夾具，解決了焊機(jī)結(jié)構(gòu)與零件結(jié)構(gòu)相互干涉無(wú)法焊接的問(wèn)題，零件焊縫達(dá)到設(shè)計(jì)和質(zhì)量要求。 關(guān)鍵詞：TC4特
2、型電極氬弧焊保護(hù)焊接夾具 中圖分類號(hào)：V463文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1674-098X（2017）03（b）-0087-02 鈦合金具有比強(qiáng)度高，耐腐蝕、耐低溫以及高溫下具有高的疲勞強(qiáng)度，低的膨脹系數(shù)，良好的可加工性等優(yōu)點(diǎn)。鈦合金制作的零件性能不受環(huán)境限制，在航空工業(yè)中廣泛應(yīng)用?！ ≡摻M件焊接工藝共涉及1.0mm、1.2mm、1.5mm3種厚度鈦合金材料、5種結(jié)合形式，其中電阻焊所占焊接量比重最大。電阻焊是通過(guò)電阻熱使工件結(jié)合面熔化，在下壓力作用下形成熔核，產(chǎn)生牢固接頭的一種焊接工藝。氬弧焊是利用氬氣對(duì)金屬材料的保護(hù)，通過(guò)高電流產(chǎn)生的電弧熱使被
3、焊材料與焊絲達(dá)到冶金結(jié)合的一種焊接工藝。 1APU進(jìn)氣道殼體組件焊接特性 該組件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由殼體壁板、法蘭、襯板、角筋、加強(qiáng)筋等43項(xiàng)零件組合焊接而成，屬于復(fù)雜構(gòu)型熔焊和電阻焊組合焊接裝配件，焊接過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，由于組成進(jìn)氣道殼體的壁板為雙曲面結(jié)構(gòu)，其曲度變化導(dǎo)致各結(jié)構(gòu)件間夾角差異極大，且密封法蘭與對(duì)接法蘭“V”型結(jié)構(gòu)交匯處距離狹小，部分位置的焊點(diǎn)受板材夾角與設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸的限制無(wú)法焊接。全組件有1000余處電阻焊焊點(diǎn)，近1/3焊點(diǎn)利用現(xiàn)有的電阻焊設(shè)備無(wú)法焊接。其次，全組件有14處焊縫由氬弧焊焊接，由于組件空間尺寸較大、結(jié)構(gòu)開(kāi)敞，焊縫反面通氬保護(hù)困難，
4、焊接質(zhì)量無(wú)法保證。 2APU進(jìn)氣道殼體組件焊接特型電極的設(shè)計(jì) 2.1電阻焊焊機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 電阻焊焊機(jī)含上電極、下電極及電極座等部分，常規(guī)上、下電極分別裝卡于上、下電極座上。焊接時(shí)上電極下壓，下電極支撐，共同作用。由于下電極需承受極大下壓力（具體壓力以工件結(jié)合厚度選擇，通常以MPa計(jì)算），因此承力部位基體較粗，要求具有足夠的剛度。另外，焊接時(shí)要求工件待焊平面水平放置，與上、下電極間保持垂直，如傾斜則無(wú)法形成完好的焊點(diǎn)。 該組件因焊機(jī)結(jié)構(gòu)與零件結(jié)構(gòu)干涉無(wú)法焊接的區(qū)域主要有6部分，由此產(chǎn)生的裝卡不到位（工件待焊區(qū)不水平）、電極接觸不到工件表面和上電
5、極無(wú)位移空間等問(wèn)題使制造過(guò)程無(wú)法進(jìn)行?！ ?.2APU進(jìn)氣道殼體組件焊接特型電極的設(shè)計(jì) 針對(duì)不同干涉區(qū)域的尺寸差異和焊機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，需設(shè)計(jì)特型電極，完成該組件的電阻焊制造部分。上、下電極共設(shè)計(jì)6個(gè)型號(hào)。電極材料為紫銅，尺寸由裝卡狀態(tài)確定。通過(guò)彎曲、加長(zhǎng)、降低、偏心等方式，形成電極作用點(diǎn)中心位置的移動(dòng)，以適應(yīng)焊點(diǎn)位置。同時(shí)，在允許范圍內(nèi)調(diào)節(jié)上、下電極支座，以達(dá)到最佳焊接狀態(tài)，且焊接前均進(jìn)行試片焊接，通過(guò)撕破檢驗(yàn)與拉力檢驗(yàn)等方式進(jìn)行驗(yàn)證，以保證焊點(diǎn)質(zhì)量?！ ?.3焊接工藝流程的設(shè)計(jì) 焊接過(guò)程中干涉區(qū)域應(yīng)遵循一定的焊接順序，需設(shè)計(jì)完善的工藝流程，焊接時(shí)特
6、型電極分別組合使用，配合殼體組件的旋轉(zhuǎn)擺放，才能完成焊接。每次電極更換需重新調(diào)試設(shè)備，做焊接試片檢驗(yàn)，耗時(shí)費(fèi)力，焊接時(shí)應(yīng)遵循一定的焊接順序，在盡可能少換電極的前提下完成焊接。焊接流程設(shè)計(jì)已在裝配制造指令中完整體現(xiàn)，經(jīng)實(shí)際驗(yàn)證后已確定焊接順序，并已在工藝流程中完善工序安排，能夠順利地焊接出合格產(chǎn)品?！ ?.4背面保護(hù) 氬弧焊焊接區(qū)域共14處，鈦合金氬弧焊要求對(duì)焊縫正反面均需通氬氣進(jìn)行保護(hù)，防止氫、氧等有害元素對(duì)焊縫的侵蝕和損害。針對(duì)氬弧焊焊接區(qū)域焊縫較短，基本分布于直角角接處的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)背面保護(hù)焊夾具以保證焊接質(zhì)量?！ 『附訒r(shí)，操作者持焊槍于焊縫正面
7、操作，焊槍自帶保護(hù)氣裝置可對(duì)槍頭施焊區(qū)域進(jìn)行通氬保護(hù)，焊縫背部則放置背面保護(hù)焊夾具并用弓形夾夾緊。此背面保護(hù)夾具按照焊縫背面零件結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，夾具體上密布φ1.0mm通氣孔。保護(hù)氣體（氬氣）由前端導(dǎo)管通入夾具體內(nèi)，經(jīng)密布的通氣孔在需保護(hù)位置形成穩(wěn)定均勻的氣體層，達(dá)到保護(hù)效果?！ ≡趯?shí)際制造過(guò)程中，新設(shè)計(jì)的特型電極與背面保護(hù)夾具均產(chǎn)生了最初預(yù)期的使用效果，在對(duì)焊點(diǎn)焊縫進(jìn)行質(zhì)量監(jiān)測(cè)后，驗(yàn)證了特型電極與背面保護(hù)夾具的可靠性與穩(wěn)定性。最終，順利完成對(duì)該復(fù)雜構(gòu)形零件的所有焊接部分的制造工作。 2.5焊接方法 ?。?）焊前預(yù)先通氬氣一段時(shí)間，然后起弧焊接?！ ?/p>
8、（2）采用較大口徑的噴嘴。噴嘴與工件間的距離適當(dāng)縮小以加強(qiáng)保護(hù)。鎢絲伸出噴嘴的長(zhǎng)度宜短，以不妨礙觀察到熔池為
