CN104999208B - 一种飞机襟翼滑轨结构件的真空电子束焊接方法 - Google Patents

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Abstract

一种飞机襟翼滑轨结构件真空电子束焊的焊接夹具，该结构件包括一个有多个腹腔的滑轨本体和多块与腹腔对应的需要焊接的腹板，该夹具的本体是一个平板状的刚性结构，在本体上设有多个与滑轨本体外形对应的定位连接孔、定位块以及多个与滑轨本体腹腔对应的窗孔，该窗孔的边界大于对应滑轨本体腹腔的边界，本体的两端中部各设有一个轴状的连接头，另有两个支脚位于本体的两端，支脚的顶端是耳片槽，该连接头分别支撑在两端支脚顶端的耳片槽内并用插销固定。

Description

一种飞机襟翼滑轨结构件的真空电子束焊接方法
技术领域
本申请涉及航空制造的电子束焊接领域，具体是一种飞机襟翼滑轨结构件的真空电子束焊接方法和焊接夹具。
背景技术
飞机襟翼滑轨结构件是用于飞机内外主襟翼相对运动，提升或降低机翼升力的结构件，该滑轨的材料为超高强度钢，为了减轻构件本身的重量和增加结构的刚性，在滑轨本体中间部位掏空形成多个腹腔，然后在腹腔的两面嵌入腹板进行焊接而成。
由于结构件本身刚性强，加之形状复杂,又有相邻的多个腔体两侧需要焊接薄的腹板，焊接部位较多，连续焊缝较长，导致焊接难度大，焊接变形很难控制。尤其是导轨面的变形不能超过0.3mm，所以焊接过程一旦导致大的焊接变形，后续精加工无法保证构件的壁厚要求，另外，滑轨组件中的焊缝均为封闭型焊缝，虽然腹板是嵌入到本体中,但是焊接过程难免因为受热不均匀而导致腹板变拱或一角翘起，而且介于电子束焊接特性，中间的腹板也无法通过夹具体固定，也是问题之一。
所以需要使用合适的焊接夹具定位以保证结构件外形的相对位置固定不变，防治焊接变形是生产中的技术难点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种飞机超高强度钢襟翼滑轨结构件电子束焊接的焊接方法和焊接夹具。
一种飞机襟翼滑轨结构件的真空电子束焊方法，该结构件包括一个有多个腹腔的滑轨本体和多块与腹腔对应的需要焊接的腹板，其特征在于：1)有一个焊接夹具，该夹具的本体是一个平板状的刚性结构，在本体上设有多个与滑轨本体外形对应的定位连接孔、定位块以及多个与滑轨本体腹腔对应的窗孔，该窗孔的边界大于对应滑轨本体腹腔的边界，本体的两端中部各设有一个轴状的连接头，另有两个支脚位于本体的两端，支脚的顶端是耳片槽，该连接头分别支撑在两端支脚顶端的耳片槽内并用插销固定；2)将滑轨本体用紧固件通过定位连接孔、定位块固定在夹具本体的一侧表面，滑轨本体的腹腔对应在夹具本体的窗孔上；3)按照相邻间隔的顺序采用真空电子束焊将对应的腹板焊接在滑轨本体腹腔的一侧表面；再将夹具本体180度翻转固定，使滑轨本体向下，通过夹具本体上的窗孔依然按照相邻间隔的顺序采用真空电子束焊，将对应的腹板焊接在滑轨本体腹腔的另一侧表面；4)再将夹具本体180度翻转固定，使滑轨本体向上，依照步骤3)的原理，按照相邻间隔的顺序将对应的腹板焊接在剩余的滑轨本体腹腔的一侧表面后，翻转夹具本体180度固定，最后将对应的腹板焊接在剩余的滑轨本体腹腔的另一侧表面。
本发明的优点在于：1)本发明提出的焊接夹具可以将工件进行180度翻转固定，实现对工件一次装夹，两面焊接的工序，减少装夹次数，提高焊接质量。2)本发明提出的对工件腹腔采用：“相邻间隔”的焊接顺序，可以有效防止工件的焊接变形。
以下结合实施例附图对本申请作进一步详细描述。
附图说明
图1是飞机襟翼滑轨结构件本体示意
图2是本申请提出的焊接夹具结构示意
图3是飞机襟翼滑轨结构件一侧焊接状态示意
图4是图3的翻转状态示意
图中编号说明：1滑轨本体、2腹腔、2-1第一腹腔、2-2第二腹腔、2-3第三腹腔、2-4第四腹腔、2-5第五腹腔、2-6第六腹腔、3夹具本体、4定位连接孔、5定位块、6窗孔、7支脚、8插销、9连接头、10压紧件、11紧固件、12压块、13腹板、14焊缝
具体实施方式
参见附图，实施例示出了一种飞机襟翼滑轨结构件的焊接方法及焊接夹具。飞机滑轨主要由截面“工”字型滑道、实心和中空腹板、连接轴以及加强筋等组成，其材料为难加工的超高强度钢。襟翼滑轨的滑轨本体1如图1所示，其上有相邻的六个腹腔2，第一腹腔2-1、第二腹腔2-2、第三腹腔2-3、第四腹腔2-4、第五腹腔2-5和第六腹腔2-6，工艺要求在每个腹腔的两侧需要焊接与腹腔形状匹配的薄的腹板13。
为了控制焊接中的变形和提高加工效率，本申请专门设计了一种飞机襟翼滑轨焊接夹具，如图2所示。该夹具本体3是一个平板状的刚性结构，在夹具本体3上设有多个与滑轨本体外形对应的定位连接孔4、定位块5以及多个与滑轨本体腹腔对应的窗孔6，该窗孔6的边界大于滑轨本体腹腔2的边界至少约15mm，以便于在夹具本体的反面实施焊接。本体3的两端中部各设有一个轴状的连接头9，另有两个支脚7位于本体的两端，支脚7的顶端是耳片槽，耳片上设有连接孔，夹具本体两端的轴状连接头9分别支撑在两端支脚7的顶端耳片槽内，另有插销8通过连接头9和耳片上的连接孔将夹具本体与支脚固定。
焊接前，将滑轨本体1用紧固件11和压紧件10通过定位连接孔4、定位块5固定在夹具本体的一侧表面，使滑轨本体的腹腔2对应在夹具本体的窗孔6上；3)按照相邻间隔的顺序采用真空电子束焊将对应的腹板13焊接在滑轨本体腹腔2的一侧表面；即焊接顺序为，先焊接第一腹腔2-1一侧的腹板，再焊接第三腹腔2-3一侧的腹板，再焊接第五腹腔2-5一侧的腹板。然后，将夹具本体180度翻转固定，使滑轨本体1向下，通过夹具本体3上的窗孔6依然按照相邻间隔的顺序采用真空电子束焊，将对应的腹板焊接在滑轨本体腹腔的另一侧表面，即先焊接第一腹腔2-1另一侧的腹板，再焊接第三腹腔2-3另一侧的腹板，再焊接第五腹腔2-5另一侧的腹板；4)再将夹具本体180度翻转固定，使滑轨本体向上，依照步骤3)的原理，按照相邻间隔的顺序将对应的腹板焊接在剩余的滑轨本体腹腔的一侧表面后，即焊接第二腹腔2-2一侧的腹板，再焊接第四腹腔2-4一侧的腹板，再焊接第六腹腔2-6一侧的腹板。再翻转夹具本体180度固定，最后将对应的腹板焊接在剩余的滑轨本体腹腔的另一侧表面，即焊接第二腹腔2-2另一侧的腹板，再焊接第四腹腔2-4另一侧的腹板，再焊接第六腹腔2-6另一侧的腹板。
腹腔2两侧焊接的每一块腹板13都是一个封闭的焊缝14，对于封闭的焊缝，焊接过程难免因为受热不均匀而导致腹板变拱或一角翘起，而且介于电子束焊接特性，中间的腹板也无法通过夹具本体进行固定，只有通过腹板中间载重的方式来解决腹板中间凸起或翘曲，实施中，先将腹板13置放在对应的腹腔2的一侧表面，再在腹板的上表面再压制一个重约15-20公斤重的压块12进行腹板定位，焊接时在焊缝的直线段采用多点直线插补，在焊缝的圆弧段采用多点圆弧插补，将点距控制在一定范围内即可满足电子束焊接的要求。

Claims (1)

1.一种飞机襟翼滑轨结构件的真空电子束焊方法，该结构件包括一个有多个腹腔的滑轨本体和多块与腹腔对应的需要焊接的腹板，其特征在于：1)有一个焊接夹具，夹具本体是一个平板状的刚性结构，在夹具本体上设有多个与滑轨本体外形对应的定位连接孔、定位块以及多个与滑轨本体腹腔对应的窗孔，该窗孔的边界大于对应滑轨本体腹腔的边界，夹具本体的两端中部各设有一个轴状的连接头，另有两个支脚位于夹具本体的两端，支脚的顶端是耳片槽，该连接头分别支撑在两端支脚顶端的耳片槽内并用插销固定；2)将滑轨本体用紧固件通过定位连接孔、定位块固定在夹具本体的一侧表面，滑轨本体的腹腔对应在夹具本体的窗孔上；3)按照相邻间隔的顺序采用真空电子束焊将对应的腹板焊接在滑轨本体腹腔的一侧表面；再将夹具本体180度翻转固定，使滑轨本体向下，通过夹具本体上的窗孔依然按照相邻间隔的顺序采用真空电子束焊，将对应的腹板焊接在滑轨本体腹腔的另一侧表面；4)再将夹具本体180度翻转固定，使滑轨本体向上，依照步骤3)的原理，按照相邻间隔的顺序将对应的腹板焊接在剩余的滑轨本体腹腔的一侧表面后，翻转夹具本体180度固定，最后将对应的腹板焊接在剩余的滑轨本体腹腔的另一侧表面。
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