CN109807537B - 一种微波传输管道的精密装配焊接工装 - Google Patents

Abstract

一种微波传输管道的精密装配焊接工装，包括外卡板、内卡板、长条板和轴。轴的一端固定，另一端为悬臂。两个长条板相互垂直的固定在带孔板上。内卡板的两端和外卡板的两端分别与两个长条板固定连接；该内卡板与外卡板相互平行，并使该外卡板与内卡板二者相对应的表面之间的间距与弯波管外圆周表面两侧用于装夹的定位凸台之间的间距相同。本发明能够调节弯管的装配间隙和错位量，并能够通过旋转实现两条弧形焊缝的自动快速焊接，同时防止弯管的翘曲变形。弯波管弧形焊缝的错位量为0.04mm以内，装配间隙为0.05mm以内，焊缝成形均匀良好，弯波管内腔圆度不大于0.05mm，且焊缝内部质量满足GJB1718A‑2005《电子束焊接》Ⅰ级焊缝要求。

Description

一种微波传输管道的精密装配焊接工装

技术领域

本发明涉及微波传输管道产品的制造领域，是一种金属弯波管的真空电子束装配焊接工装。

背景技术

弯波管由上下两部件构成，需焊接两条弧形焊缝，该产品为精密产品，对内腔精度要求较高，要求焊接后内腔圆度不大于0.1mm，装配质量需满足对口错位量不大于0.05mm且均匀，间隙不大于0.08mm且均匀。前期弯波管采用手工氩弧焊焊接方式，焊缝定位焊后错位量约为0.2mm，焊后经测量弯波管内腔圆度为0.4mm，成形精度无法满足设计要求。经与设计协调沟通，该产品拟采用高精度真空电子束焊接方法。但普通限位式电子束焊接工装(如抱箍)会因工装干涉焊缝造成局部无法施焊，而且焊后会导致弯波管翘曲变形，平面度无法保证。因此设计本装配焊接工装，实现弯波管的高精度装配以及一次性焊接。

现有弯管焊接技术中，其装配定位工装大多仅仅起到了弯管固定作用，无法实现产品的旋转，因而难以应用于真空电子束焊接方法焊接两条弧形纵缝的情况。如专利CN205271287U《一种用于弯管件焊接的装置》中，产品需焊接一条内弧形焊缝，采用具有槽腔的圆弧固定槽固定弯管，但仅仅起到固定作用，方便了工人操作，但无法实现产品的移动或旋转焊接，焊缝的完成要依靠工人的移动，并且该装置无法保证弯管的装配质量。

发明内容

为克服现有技术中存在的不能实现产品的移动或旋转焊接，以及无法保证弯管的装配质量的不足，本发明提出了一种微波传输管道的精密装配焊接工装。

本发明包括外卡板、内卡板、长条板、带孔板和轴。其中，所述轴的一端固定在带孔板的几何中心，该轴的另一端为悬臂。两个所述长条板的一端分别固定在所述带孔板的一个边上，并使两个长条板之间相互垂直。所述内卡板和外卡板均为1/4圆弧形条板；内卡板的两端和外卡板的两端分别与两个长条板的另一端固定连接；该内卡板与外卡板相互平行，并使该外卡板与内卡板二者相对应的表面之间的间距与所述弯波管外圆周表面两侧用于装夹的定位凸台之间的间距相同。

所述内卡板的外弧面的半径和内弧面的半径均与所述弯波管的外弧面半径和内弧面半径相适应。

所述外卡板与内卡板相对应表面均有凹槽，是该外卡板的横截面和内卡板的横截面均为“凹”字形。所述凹槽用于卡装所述弯波管的定位凸台。

所述凹槽宽度为28mm，深度为5mm。

本发明能够调节弯管的装配间隙和错位量，并能够通过旋转实现两条弧形焊缝的自动快速焊接，同时防止弯管的翘曲变形。

本发明中，外卡板和内卡板向对应的表面加工有与弯波管外型面尺寸相配合的卡槽，用于弯波管的装嵌固定。通过位于外卡板上均匀的螺纹孔调节弯波管焊缝的错位量和装配间隙。将弯波管置于该内卡板、外卡板之间并夹紧固定，对弯波管进行刚性约束，防止在焊接过程中因零件移动导致焊缝偏移。随后将螺栓逐渐拧紧，在螺栓拧紧过程中，不断用塞尺测量错位量和间隙，直至满足设计要求，并且对弯波管进一步紧固约束，防止发生翘曲变形。轴装夹在电子束焊机三爪卡盘上，在电子枪固定的情况下，随着三爪卡盘的转动，弯波管在真空室内做圆周运动，这样便可完成两条弧形焊缝的一次性焊接。

本发明中，工装与焊缝无干涉，能够实现两条对称弧形焊缝的一次性焊接，并且焊缝错位量和间隙可调可测。经近十台产品验证，弯波管弧形焊缝的错位量可控制在0.04mm以内，装配间隙可控制在0.05mm以内，焊缝成形均匀良好、呈银白色金属光泽，弯波管内腔圆度不大于0.05mm，且焊缝内部质量满足GJB1718A-2005《电子束焊接》Ⅰ级焊缝要求。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为图1的右视图。

图3为外卡板的结构示意图；其中图3a为主视图，图3b为3a中的A-A向视图。

图4为弯波管产品的结构示意图；其中图4a为主视图，图4b为4a中的A-A向视图。

图中：1.外卡板；2、内卡板；3、长条板；4、带孔板；5、轴；6、内弧形焊缝；7、外弧形焊缝。

具体实施方式

本实施例是用于弯波管的装配焊接工装，包括外卡板1、内卡板2、长条板3、带孔板4和轴5。其中，所述轴5的一端固定在带孔板的几何中心，该轴的另一端为悬臂。所述的长条板3有两个；各长条板的一端分别固定在所述带孔板的一个边上，并使两个长条板之间相互垂直。所述内卡板2为1/4圆弧形条板；该内卡板的两端分别与所述两个长条板的另一端固定连接；所述内卡板的外弧面的半径和内弧面的半径均与所述弯波管的外弧面半径和内弧面半径相适应。所述外卡板1与内卡板的结构相同，亦为1/4圆弧形条板；该外卡板的两端分别通过螺栓与所述内卡板的两端固连，并使该外卡板与内卡板二者相对应的表面之间有间距，该间距与所述弯波管外圆周表面两侧用于装夹的定位凸台之间的间距相同。

所述外卡板1与内卡板2相对应表面均有凹槽，是该外卡板的横截面和内卡板的横截面均为“凹”字形。所述凹槽用于卡装所述弯波管的定位凸台。

本实施例中，所述弯波管为钛合金管，由两个半圆焊接而成，在焊接中，在该弯波管的内圆弧表面和外圆弧表面分别形成内弧形焊缝6和外弧形焊缝7。

所述的外卡板1和内卡板2均为90°圆弧形板材，宽40mm，厚20mm，根据弯波管外型面尺寸，在卡板内侧均加工有宽28mm、深5mm的槽，用于弯波管的装嵌，两个卡板结构成镜像对称，各卡板圆弧的两端通过2个螺栓连接。此外，在外卡板上还均匀分布有三个螺纹孔，采用螺栓对弯波管进行紧固约束，防止在焊接过程中因零件移动导致焊缝偏移，同时在螺栓紧固过程中，调节焊缝错位量和装配间隙直至满足设计要求。长条板3为168mm×30mm×t10mm的不锈钢板，用于内卡板2与带孔板4的连接。带孔板尺寸为80mm×80mm×t15mm，中心孔直径为φ30mm，用于与轴5连接。轴5的长度为200mm，用于与电子束焊机尾座上的三爪卡盘连接。内卡板2与长条板3呈搭接焊缝，长条板3与带孔板为T形角焊缝，将轴5插入带孔板的中心孔中，满焊一圈角焊缝，这样便完成了工装的组焊。值得一提的是，为保证工装的精准性，长条板3、带孔板4和轴5需放置在平台上进行装配、对称定位焊及焊接，以保证长条板3和轴5的垂直度。

使用时，首先将弯波管装嵌至内卡板与外卡板之间，采用螺栓进行夹紧固定，对弯波管进行刚性约束，防止在焊接过程中移动。将螺栓逐渐拧紧，在螺栓拧紧过程中，不断用塞尺测量错位量和间隙，直至满足设计要求，同时起到了对弯波管进一步紧固约束的作用，防止在焊接过程中发生翘曲变形。随后将轴5装夹在三爪卡盘上，这样便完成了弯波管在真空电子束焊机上的夹持。在焊接过程中，工装与弯波管焊缝无干涉，并且随着三爪卡盘的转动，弯波管在真空室内做圆周运动，运动到底点时，进行弯波管内弧形焊缝的焊接，运动到高点时，进行弯波管外弧形焊缝的焊接，这样经过一个圆周运动便实现了弯波管内、外弧形焊缝的一次性焊接。

Claims (4)

1.一种微波传输管道的精密装配焊接工装，其特征在于，包括外卡板、内卡板、长条板、带孔板和轴；其中，所述轴的一端固定在带孔板的几何中心，该轴的另一端为悬臂；两个所述长条板的一端分别固定在所述带孔板的一个边上，并使两个长条板之间相互垂直；所述内卡板和外卡板均为1/4圆弧形条板；内卡板的两端和外卡板的两端分别与两个长条板的另一端固定连接；该内卡板与外卡板相互平行，并使该外卡板与内卡板二者相对应的表面之间的间距与弯波管外圆周表面两侧用于装夹的定位凸台之间的间距相同。

2.如权利要求1所述微波传输管道的精密装配焊接工装，其特征在于，所述内卡板的外弧面的半径和内弧面的半径均与所述弯波管的外弧面半径和内弧面半径相适应。

3.如权利要求1所述微波传输管道的精密装配焊接工装，其特征在于，所述外卡板与内卡板相对应表面均有凹槽，使该外卡板的横截面和内卡板的横截面均为“凹”字形；所述凹槽用于卡装所述弯波管的定位凸台。

4.如权利要求3所述微波传输管道的精密装配焊接工装，其特征在于，所述凹槽宽度为28mm，深度为5mm。

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