一种航空用厚板的电磁脉冲焊接工艺及设备转让专利
申请号 : CN202110420658.8
文献号 : CN113084662B
文献日 : 2022-01-18
发明人 : 王刚 , 王敬文 , 尹立孟 , 姚宗湘 , 陈玉华 , 张丽萍
申请人 : 重庆科技学院
摘要 :
权利要求 :
1.一种航空用厚板的电磁脉冲焊接工艺,包括:工件准备‑工装准备‑电磁脉冲焊接‑焊后处理,其特征在于:还包括:在工装准备后、电磁脉冲焊接前还需要进行预处理,所述预处理包括:磨削加工‑二次磨削‑成型加工,所述磨削加工是在待焊接的边上加工出多条平行的凹槽;
所述二次磨削是相同的磨削操作,对已开出的凹槽进行拓宽,使凹槽达到预定的宽度;
所述成型加工是通过有一定弧度的成型轮对已开出的凹槽进行挤压,使工件凹边最外侧的一条凸条向外弯曲,从而形成接触角;
经过预处理后,两工件相互连接的边上加工带有凹槽的平面相互拼接,再通过电磁脉冲焊接进行焊接。
2.一种航空用厚板的电磁脉冲焊接设备,其特征在于:包括:轨道、框梁,所述轨道与工件边缘平行,所述框梁的顶面垂直设置有连接杆,连接杆的底部固定在框梁上,顶部固定在拱架上,所述拱架是半椭圆形的拱形梁,拱架的脚部与轨道连接,拱架中部的下侧与连接杆的顶部连接;
所述框梁中还设置有:磨削轮组、成型轮、驱动电机,所述磨削轮组包括轴杆以及磨轮,所述磨轮为多个,以相同的间隔固定在轴杆上,轴杆垂直于框梁顶面设置,通过驱动电机驱动其转动,所述成型轮也是与受驱动电机驱动而运动的轴杆连接并随之转动,所述成型轮沿水平面可分为上下两个部分,下部分的高度小于上部分的高度,对已开出的凹槽进行成型加工,所述成型加工是通过有一定弧度的成型轮对已开出的凹槽进行挤压,使工件凹边最外侧的一条凸条向外弯曲,从而形成接触角。
3.根据权利要求2所述的一种航空用厚板的电磁脉冲焊接设备,其特征在于:所述轨道由上轨道组和下轨道组组成,两组轨道的位置相互对称,每组轨道有两条轨。
4.根据权利要求3所述的一种航空用厚板的电磁脉冲焊接设备,其特征在于:所述轨中设置有轨内板、活动轮,所述轨内板位于轨道内且与水平面平行,轨道的顶面设置有与轨道延伸方向相同的开槽,拱架的脚部穿过开槽与轨内板的顶面连接,并能够在开槽内运动,所述轨内板的顶面以及底面上均设置有活动轮,活动轮与轨道的内壁接触。
5.根据权利要求2所述的一种航空用厚板的电磁脉冲焊接设备,其特征在于:所述磨削轮组不止一组,包括:椭磨轮、方磨轮,所述椭磨轮位于更靠近运动方向的一侧,其截面形状是一个椭圆形,所述方磨轮是截面为矩形的磨轮。
6.根据权利要求2所述的一种航空用厚板的电磁脉冲焊接设备,其特征在于:所述成型轮下方还设置有从动轮,所述从动轮的截面形状与方磨轮的截面形状相同。
说明书 :
一种航空用厚板的电磁脉冲焊接工艺及设备
技术领域
背景技术
被分为三类,固态焊、半固态焊、熔化焊,所述熔化焊是目前研究最完善、应用最为广泛的焊
接方式,这种方式的基本方法是先局部加热熔化需要焊接的母材,然后冷却结晶形成焊缝,
这种焊接方式最重要的特点是在相对较短的时间内完成复杂的相变过程,有较大的热影响
区,焊接环境对焊缝的质量有较大的影响。半固态焊是利用某些熔点低于被连接构件的材
料作为连接媒介物质,先加热媒介物质使其熔化而被连接件不熔化,熔化的材料在连接界
面上流散浸润,然后冷却结晶形成结合面的方法,这种焊接方法必须包含加热过程,焊接中
需要保护措施以使熔化的钎料不跟空气接触。固态焊接是利用摩擦、扩散和加压等物理作
用克服两个连接表面的不平度,除去氧化膜及其他污染物,使两个连接表面上的原子相互
接近到晶格距离,从而在固态条件下实现连接的方法固态焊接的种类繁多, 熔化焊接较难
实现。同时,这类金属及其合金普遍都有氧化膜的存在,这也加大了焊接的难度。
焊主要包括爆炸焊、电磁脉冲焊和激光冲击焊等。其中电磁脉冲焊是目前使用较广的一种,
相比于熔化焊,不需要加热,焊接速度快,电容器组充电只需十几秒,生产效率高,而且焊接
接头牢固,稳定且可靠。
厚板进行加工,这是因为壁厚过大所需要的能量就更大,现有技术往往达不到这样的要求,
因此,对于厚板的加工还是采用的传统的熔化焊。
发明内容
行加工,提高了厚板焊接接头的性能,也拓宽了电磁脉冲焊的使用范围。
处理包括:磨削加工‑二次磨削‑成型加工,所述磨削加工是在待焊接的边上加工出多条平
行的凹槽;
上,所述拱架是半椭圆形的拱形梁,拱架的脚部与轨道连接,拱架中部的下侧与连接杆的顶
部连接;
电机驱动其转动,所述成型轮也是与受驱动电机驱动而运动的轴杆连接并随之转动,对已
开出的凹槽进行成型。
连接,并能够在开槽内运动,所述轨内板的顶面以及底面上均设置有活动轮,活动轮与轨道
的内壁接触。
接边磨削成多个凸条,然后再进行拼接,焊接只对最上面的凸条作用,而已经拼接的部分在
焊接冲击力的作用下,会更紧密的结合,从而实现厚板的连接。
附图说明
具体实施方式
解的相同含义。
也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它
步骤或单元。
征的空间位置关系;应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位
之外的在使用或操作中的不同方位。
实施例
一条凸边和一条凹边,在焊接时,工件的凸边与另一工件的凹边配合结合实现连接;
理,焊后处理是成熟的现有技术,因此不做详细说明。
这两个边缘进行加工,所述轨道2与工件11边缘平行,框梁3安装在轨道2上,框梁3上还设置
有磨削轮组32、成型轮33,磨削轮组32对工件11边缘加工出凹槽,而成型轮33组对工件11边
缘形成的凸条适当弯曲,便于装配后形成接触角,磨削与成型同时进行,成型时能够充分利
用磨削产生的热量,更加节能,而且不需要二次加工,框梁3一次运动结束后,稍事调整工件
11位置就可以进行电磁脉冲焊接,提高了生产效率。
有与凸边11上凸条位置相同的凹槽,装配时,凸边11能够与凹边12配合。
的底面不是位于同一个平面,如图2所示,所述加工成凸边11的工件11低于加工凹边12的工
件11,二者之差为凹槽的高度,这样就可以通过运动一次框梁3,同时对两个相邻工件11的
侧面进行加工,效率更高,所述轨道2安装在加工台上,轨道2与工件11凸边11以及凹边12平
行,轨道2由上轨道2组和下轨道2组组成,两组轨道2的位置相互对称,每组轨道2有两条轨,
相比于单轨系统,本实施例的这种双轨系统有更高的稳定性,而且重量被两条轨道2分散,
单一轨道2受到的重力相对较小。
轨道2连接,拱架21中部的下侧与连接杆24的顶部连接,从而对框梁3进行支撑,所述框梁3
的底部连接在另一个拱架21中部的上侧,该拱架21的脚部同样是连接在下轨道2组中的;拱
架21与轨道2的连接方式如图6所示,轨道2中设置有轨内板22、活动轮23,所述轨内板22位
于轨道2内且与水平面平行,轨道2的顶面设置有与轨道2延伸方向相同的开槽,拱架21的脚
部穿过开槽与轨内板22的顶面连接,并能够在开槽内运动,所述轨内板22的顶面以及底面
上均设置有活动轮23,活动轮23与轨道2的内壁接触,拱架21的重力通过活动轮23作用在轨
道2上,活动轮23便于轨内板22在轨道2中运动。
加稳定。
电机31、磨削轮组32与成型轮33之间的连接机构均是成熟的现有技术,因此不做详细说明,
图5中以左侧为框梁3的运动方向,所述磨削轮组32、成型轮33从左到右依次设置在框梁3
中,在驱动电机31的作用下,磨削轮组32开始转动,所述磨削轮组32包括轴杆以及磨轮,所
述磨轮为多个,以相同的间隔固定在轴杆上,轴杆垂直于框梁3顶面设置,驱动电机31与轴
杆连接,驱动轴杆以其轴线为转动轴发生转动,轴杆的转动带动磨轮随之转动,从而进行磨
削,同理,所述成型轮33也是与受驱动电机31驱动而运动的轴杆连接并转动,对已开出的凹
槽进行成型,便与装配,同时将嘴上凹边12最上方的凸条向上弯曲形成,在装配后形成接触
角,由于磨削与成型部分集成在框梁3中,因此磨削产生的热量得到充分利用,高温使得工
件11的硬度下降,成型轮33更容易进行成型,当然,为了保证磨削轮组32的正常运转,磨削
过程中还可以外接冷却水的装置,该部分是成熟的现有技术,使用者根据具体情况灵活选
择并安装,本申请中不做详细说明。
轮,所述椭磨轮321、方磨轮322上磨轮在轴杆上的位置是相同的,椭圆形磨轮开槽受到的阻
力更小,随着框梁3的运动,方磨轮322再将已经开出的槽扩大,便于进行装配,这种先开槽
再扩槽的方法相比于直接开出矩形槽的方法,对磨轮的损耗更小,当然,根据工件11材料的
不同也可以增加或是减少磨削轮组32的数量,对于硬度更高的材料,可以设置多组且截面
形状逐渐增加的磨轮组来进行开槽。
度,也就是说上部分的弧度更大,能够将凹边12最上侧的凸条向上弯曲,所述从动轮4的截
面形状与方磨轮322的截面形状相同,成型轮33以及从动轮4的表面均为光滑表面,将磨削
后的凹槽重新磨平,便于装配。
预定的弯曲角度,从而实现对接触角的调整,更好的配合后续的电磁脉冲焊接。
然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进
行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术
方案的范围。