航空发动机排气机匣焊接方法.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201911135719.5 (22)申请日 2019.11.19 (71)申请人 中国航发贵州黎阳航空动力有限公 司 地址 550000 贵州省贵阳市白云区黎阳路 1111号 (72)发明人 余勇解为刚郑忠俊叶武 郭飞张旭赵劲黎剑 (74)专利代理机构 贵阳睿腾知识产权代理有限 公司 52114 代理人 张祥军 (51)Int.Cl. B23K 28/02(2014.01) B23Q 15/00(2006.01) (54)发明名称 一种航空发动机排气机匣焊接方法 (57)摘要 。

2、本发明公开了一种航空发动机排气机匣焊 接方法， 通过合理安排组成内环和外环的外环前 安装边(1)、 支板(2)、 筒体前段(3)、 安装座(4)、 内环安装边(5)、 筒体后段(6)、 中心锥斜段(7)、 外环后安装边(8)、 排气管(9)和加强环(10)的焊 接顺序、 焊接方式、 装配顺序、 基准选择等， 从而 克服了该排气机匣加工精度要求高、 焊缝多、 空 间紧凑的问题， 提高了焊接质量， 满足了后续机 械加工的要求。 权利要求书2页 说明书4页 附图2页 CN 110732795 A 2020.01.31 CN 110732795 A 1.一种航空发动机排气机匣焊接方法， 其特征在于， 。

3、包括如下步骤： 1.1将外环前安装边(1)与筒体前段(3)的焊接边对接； 1.2将步骤1.1的对接处通过氩弧焊焊接成组合件 ； 1.3车修组合件 的外环前安装边(1)基准面(1A)； 1.4以基准面(1A)为基准车修基准面(1B)； 1.5以基准面(1B)为基准加工组合件 上的安装座(4)、 支板(2)的焊接工艺底孔(3A)； 1.6通过支板(2)将组合件 与内环安装边(5)通过氩弧焊连接成组合件； 1.8将中心锥斜段(7)和排气管(9)的焊接边对接； 1.9将步骤1.8的对接处通过氩弧焊连接成组合件； 1.10保证加强环(10)在组合件上的相对位置， 并通过氩弧焊将两者连接； 1.11将组合。

4、件与组合件的焊接边对接； 1.12将步骤1.11的对接处通过氩弧焊连接成组合件； 1.14将筒体后段(6)与组合件的焊接边对接； 1.15将步骤1.14的对接处通过氩弧焊连接形成组合件； 1.17将安装座(4)紧靠在筒体前段(3)的外表面， 将安装座(4)固定， 并保证安装座(4) 的中心排气孔(4A)与筒体前段(3)的焊接工艺底孔(3A)的中心在同一径向上； 1.18将步骤1.17的搭接处通过氩弧焊连接； 1.19将外环后安装边(8)与组合件进行搭接； 1.20对步骤1.19的搭接处通过电阻焊连接完成零件的焊接。 2.根据权利要求1所述的一种航空发动机排气机匣焊接方法， 其特征在于： 所述步。

5、骤 1.1中外环前安装边(1)与筒体前段(3)的焊接边对接后需校正并保证对接处间隙0.3mm、 错边量0.3mm， 用氩弧焊点对称定位25至30点。 3.根据权利要求1所述的一种航空发动机排气机匣焊接方法， 其特征在于： 所述步骤 1.5中采用数控机床加工焊接工艺底孔(3A)。 4.根据权利要求1所述的一种航空发动机排气机匣焊接方法， 其特征在于： 所述步骤 1.6中， 氩弧焊连接前保证支板(2)上的第一面(2A)与筒体前段(3)上的第二面(3B)以及支 板(2)上的第三面(2B)和内环安装边(5)上的第四面(5A)间隙0.3mm， 同时需要在筒体前 段(3)的焊接工艺底孔(3A)中沿着径向插。

6、入芯棒， 保证芯棒穿过支板(2)的内腔(2C)中且不 干涉。 5.根据权利要求1所述的一种航空发动机排气机匣焊接方法， 其特征在于： 所述步骤 1.8中中心锥斜段(7)和排气管(9)的焊接边对接后需校正并保证对接处的间隙0.3mm， 错 边量0.3mm。 6.根据权利要求1所述的一种航空发动机排气机匣焊接方法， 其特征在于： 所述步骤 1.10中通过划线保证加强环(10)在组合件上的相对位置。 7.根据权利要求1所述的一种航空发动机排气机匣焊接方法， 其特征在于： 所述步骤 1.11中组合件与组合件的焊接边对接后需校正并保证对接处间隙0.3mm， 错边量 0.3mm。 8.根据权利要求1所述的。

7、一种航空发动机排气机匣焊接方法， 其特征在于： 所述步骤 1.14中筒体后段(6)与组合件的焊接边对接后需校正并保证对接处的间隙0.3mm， 错边 权利要求书 1/2 页 2 CN 110732795 A 2 量0.3mm。 9.根据权利要求1所述的一种航空发动机排气机匣焊接方法， 其特征在于： 所述步骤 1.17中， 用刚性固定装置将安装座(4)固定， 同时保证安装座(4)与筒体前段(3)贴合处的间 隙0.2mm。 10.根据权利要求1所述的一种航空发动机排气机匣焊接方法， 其特征在于： 所述步骤1.6与步骤1.8之间还包括步骤1.7： 对组合件进行焊接质量检验； 所述步骤1.12与步骤1.。

8、14之间还包括步骤1.13： 对步骤1.12形成的焊缝进行焊接质量 检验； 所述步骤1.15与步骤1.17之间还包括步骤1.16： 对步骤1.15形成的焊缝进行焊接质量 检验； 所述步骤1.18之后对1.18搭接形成的焊缝进行焊接质量检验。 权利要求书 2/2 页 3 CN 110732795 A 3 一种航空发动机排气机匣焊接方法 技术领域 0001 本发明属于航空发动机钣焊制造技术领域， 特别是一种航空发动机排气机匣组合 焊接方法。 背景技术 0002如图1所示， 为一种发动机的关键部件排气机匣， 其外形为直径高270mm， 由多个钣金件、 安装边及安装座等零件组合焊接而成， 该组件空间紧。

9、凑， 焊缝多， 涉及到氩 弧焊及电阻焊两种焊接工艺。 零件的加工精度要求高， 安装边的尺寸精度为0.03mm， 形位公 差精度为0.01mm。 组件焊接后的状态对后期机械加工能否满足设计要求至关重要。 0003 排气机匣以前的组合焊接方法不成熟， 组焊时定位精度不高， 组焊后变形较大， 导 致机械加工后排气机匣经常出现超差情况， 无法满足设计要求， 直接影响着航空发动机后 期的装配。 为了提高组合焊接的质量、 控制好焊接后的零件状态满足后续机械加工的要求， 需要摸索出一条高效、 稳定、 合理的焊接工艺路线， 保证产品质量， 为航空发动机的快速发 展奠定坚实的基础。 发明内容 0004 本发明旨。

10、在针对排气机匣， 提出一种航空发动机排气机匣的组合焊接方法， 有效 控制排气机匣组合焊接件的变形， 以保证排气机匣最终交付产品满足设计要求。 0005 本发明采用的技术方案如下： 0006 航空发动机排气机匣的结构由内环部份、 外环部份及支板等组成。 外环部份外环 前安装边与筒体前段通过氩弧焊连接， 筒体后段与筒体前段通过氩弧焊连接， 筒体后段与 外环后安装边通过电阻焊连接； 内环部份内环安装边与中心锥斜段通过氩弧焊连接， 中心 锥斜段与排气管通过氩弧焊连接， 中心锥斜段与加强环通过氩弧焊连接； 内环、 外环两个部 分通过支板氩弧焊连接。 在外环上氩弧焊焊接安装座， 零件上加工的中心排气孔， 。

11、需要延伸 穿过空间狭小的支板贯穿至内环安装边。 0007 排气机匣的组合焊接步骤如下： 0008 1.1将外环前安装边与筒体前段的焊接边对接， 并校正保证对接处间隙0.3mm、 错边量0.3mm， 用氩弧焊点对称定位25至30点； 0009 1.2将步骤1.1的对接处通过氩弧焊焊接成组合件 ； 0010 1.3车修组合件 的外环前安装边基准面1A； 0011 1.4以1A为基准车修基准面1B； 0012 1.5以基准面1B为基准用数控机床加工组合件 上的安装座、 支板的焊接工艺底孔 3A； 0013 1.6通过支板将组合件 与内环安装边通过氩弧焊连接成组合件， 氩弧焊连接前 保证支板上的第一面。

12、2A与筒体前段上的第二面3B以及支板上的第三面2B和内环安装边上 的第四面5A间隙0.3， 同时需要在筒体前段的焊接工艺底孔3A中沿着径向插入芯棒， 保证 说明书 1/4 页 4 CN 110732795 A 4 芯棒穿过支板的内腔2C中且不干涉； 0014 1.7对组合件进行相关的焊接质量检验； 0015 1.8将中心锥斜段和排气管的焊接边对接， 并校正保证对接处的间隙0.3， 错边 量0.3； 0016 1.9将步骤1.8的对接处通过氩弧焊连接成组合件； 0017 1.10划线保证加强环在组合件上的相对位置， 并通过氩弧焊将两者连接； 0018 1.11将组合件与组合件的焊接边对接， 并校。

13、正保证对接处间隙0.3， 错边量 0.3； 0019 1.12将步骤1.11的对接处通过氩弧焊连接成组合件； 0020 1.13对步骤1.12形成的焊缝进行焊接质量检验； 0021 1.14将筒体后段与组合件的焊接边对接， 并校正保证对接处的间隙0.3， 错边 量0.3； 0022 1.15将步骤1.14的对接处通过氩弧焊连接形成组合件； 0023 1.16对步骤1.15形成的焊缝进行焊接质量检验； 0024 1.17将安装座紧靠在筒体前段的外表面， 用刚性固定装置将安装座固定， 并保证 安装座的中心排气孔4A与筒体前段的焊接工艺底孔3A的中心在同一径向上， 同时保证贴合 处的间隙0.2； 0。

14、025 1.18将步骤1.17的搭接处通过氩弧焊连接， 将外环后安装边与组合件进行搭 接， 对搭接处通过电阻焊连接完成零件的焊接； 0026 1.19对1.18搭接形成的焊缝进行焊接质量检验； 0027 1.20零件的焊接结束。 0028 与现有技术相比， 本发明给出了一种航空发动机排气机匣组合焊接的工艺方法， 该方法是通过不断的摸索和总结， 形成的一种效率高、 质量稳定以及焊接合理的工艺方法。 本发明提高了排气机匣的焊接效率， 节约了废损成本。 附图说明 0029 图1是排气机匣焊接顺序说明示意图； 0030 图2是排气机匣焊缝分布说明示意图； 0031 图3是内外环两部分的连接装置横截面示。

15、意图。 具体实施方式 0032 以下结合附图对本发明的技术方案作进一步说明， 但所要求的保护范围并不局限 于所述。 0033 如图1， 航空发动机排气机匣的结构由内环部份、 外环部份及支板等组成。 外环部 份外环前安装边1与筒体前段3通过氩弧焊连接， 筒体后段6与筒体前段3通过氩弧焊连接， 筒体后段6与外环后安装边8通过电阻焊连接； 内环部份内环安装边5与中心锥斜段7通过氩 弧焊连接， 中心锥斜段7与排气管9通过氩弧焊连接， 中心锥斜段7与加强环10通过氩弧焊连 接； 内环、 外环两个部分通过支板2氩弧焊连接。 在外环上氩弧焊焊接安装座4， 零件上加工 的中心排气孔， 需要延伸穿过空间狭小的支。

16、板贯穿至内环安装边5。 说明书 2/4 页 5 CN 110732795 A 5 0034 如图13， 航空发动机排气机匣组合焊接的方法按照下述步骤执行： 0035 1.1、 按图2， 支撑基准A， 定心基准B， 涨紧焊缝对接处A1， 压紧筒体前段3端面3C装 夹好零件， 并校正保证焊缝对接处间隙0.3mm， 错边量0.3mm； 0036 1.2、 检查焊接装置工作正常后， 调整焊机参数， 氩弧焊接焊缝1， 形成组合件 ； 0037 1.3、 对图2中的焊缝1进行焊缝的相关检查； 0038 1.4、 车修图1基准面1A， 以基准面1A为基准车修基准面1B， 以1B面为基准钻喷管筒 体前段3上的。

17、焊接工艺底孔3A， 焊接工艺底孔3A与图3中的孔2C大小一致； 0039 1.5、 支撑基准A， 定心基准B， 压紧端面B1固定组合件 ， 支撑基准C， 定心基准D， 压 紧端面C1固定图1中的内环安装边5； 0040 1.6、 将图1中的支板2按图示位置装入组合件 和内环安装边5之间， 按图3(内外环 连接部位C-C剖面示意图)， 支撑基准D1， 定位基准D2、 D3固定装夹支板2， 保证支板剖面中心 线与零件的轴线方向成一个角度10 ， 同时保证支板2与主体壁面间隙不大于0.3mm， 不符合 时校正支板2； 0041 1.7、 按图1， 支板2定位焊焊接时， 需在焊接工艺底孔3A与孔2C中。

18、插入芯棒， 保证两 孔的位置在一条径向上， 同时芯棒插入支板2时不能出现干涉， 不满足时校正支板2的孔2C， 保证后续钻焊接工艺底孔3A贯穿到内环壁上的内环安装边5上时， 不损坏支板2； 0042 1.8、 调整焊接参数， 氩弧焊定位支板2， 沿边缘对称均匀定位6点； 0043 1.9、 支板2的位置固定后， 取下刚性装夹定位装置， 再正式氩弧焊焊接支板2， 焊接 后形成组合件； 0044 1.10、 对焊缝5进行相关质量检验； 0045 1 .11、 将中心锥斜段7与排气管9的焊接边对接， 并校正保证对接处的间隙 0.3mm， 错边量0.3mm， 用氩弧焊对称定位8点， 焊点均匀分布； 00。

19、46 1.12、 氩弧焊焊接步骤1.11形成对接面， 形成组合件； 0047 1.13、 在组合件上划加强环10的位置刻线， 刻线深度0.2mm， 校正保证加强环 10与主体的间隙0.3mm， 通过氩弧焊均匀定位4至6点； 0048 1.14、 将步骤1.13的对接处通过氩弧焊焊接成组合件； 0049 1.15、 对组合件的氩弧焊焊缝4和氩弧焊焊缝6进行焊接质量检验； 0050 1.16、 将组合件的焊接边与组合件的焊接边对接， 并校正保证对接处间隙 0.3mm、 错边量0.3mm， 用氩弧焊对称定位10至14点； 0051 1.17、 对步骤1.16的对接处(氩弧焊焊缝3处)通过氩弧焊焊接形。

20、成组合件； 0052 1.18、 对组合件的焊缝3进行焊接质量检验； 0053 1.19、 将筒体后段6的焊接边与组合件的焊接边对接， 并校正保证间隙0.3mm， 错边量0.3mm， 用氩弧焊定位10至12点； 0054 1.20、 对步骤1.19的对接处(氩弧焊接焊缝2处)进行氩弧焊焊接形成组合件； 0055 1.21、 对氩弧焊接焊缝2进行焊接质量检验； 0056 1.22、 数控加工外环前安装边1和内环安装边5， 以及安装座4符合设计图要求； 0057 1.23、 车修筒体后段6的端面6A； 0058 1.24、 在筒体后段6上划外环后安装边8的位置刻线； 0059 1.25、 校正保证外环后安装边8与筒体后段6的间隙0.3mm， 并通过电阻焊将两者 说明书 3/4 页 6 CN 110732795 A 6 进行连接； 0060 1.26、 零件的焊接工艺结束。 说明书 4/4 页 7 CN 110732795 A 7 图1 图2 说明书附图 1/2 页 8 CN 110732795 A 8 图3 说明书附图 2/2 页 9 CN 110732795 A 9 。