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基于脉冲控制的薄壁不锈钢导管纵缝自动氩弧焊制造技术

获奖分类: 陕西省科学技术进步奖

获奖名称: 基于脉冲控制的薄壁不锈钢导管纵缝自动氩弧焊制造技术

获奖年份: 2022

获奖级别: 三等奖

主要完成单位: 陕西飞机工业有限责任公司

主要完成人: 彭飞,吴军豪,张雨浪,牛润军,黄卫,郭绍华,岳卫华

成果简介:

   本项目属于航空制造领域,是一种新型航空焊接工艺技术及设备技术。   
   为解决薄壁导管焊接易出现烧穿、未焊透、咬边缺陷等突出问题,研制了具有自主知识产权的薄壁导管纵缝自动氩弧焊装置,提出了相应的工艺方法,制定了薄壁不锈钢自动氩弧焊工艺标准,实现薄壁不锈钢导管高效、稳定、可靠了焊接。其主要创新点是:根据薄壁导管自动化焊接特点,自主设计纵缝自动氩弧焊装置,包括电气控制机构、龙门式悬臂机架、自动对缝机构及管坯送料机构等,解决了传统自动氩弧焊设备易划伤管坯等问题,实现了薄壁导管精准对缝、稳定高效焊接一体化自动生产,对缝间隙可精准控制在0.3mm以下,单件装夹时间缩短至1min~2min,焊接速度达到2m/min;自行设计了龙门式悬挂自动定心对缝定位芯轴结构,芯轴为空心结构并加工导气孔,对缝装置体积小、重量轻、移动便捷,实现焊缝背面氩气保护,保证焊缝良好成型,提高焊缝耐蚀性;提出了基于脉冲控制的低线能量焊接工艺方法,设计了薄壁导管纵缝自动氩弧焊工艺参数和流程,编制了自动化焊接工艺标准,填补了国内航空制造领域相关标准的空白,二级焊缝一次合格率达到96%以上。   
   导管纵缝自动氩弧焊对缝间隙可精准控制在0.3mm以下,单件装夹时间缩短至1min~2min,焊接速度达到2m/min,导管表面无压伤划伤;采用纵缝自动氩弧焊的δ0.6  mm和δ0.8 mm的0Cr18Ni9不锈钢导管进行目视检验和X射线检验,符合HB5135二级焊缝的质量标准;进行气密性试验,相对压力0.373  MPa,保压时间2 min,试验合格;对比盐雾试验证明加工的导管耐蚀性明显优于传统琴键式压紧自动焊和手工氩弧焊。   
   通过自主研制精准对缝、稳定焊接一体化自动焊接装置,应用基于脉冲控制的低线能量焊接工艺技术,实现薄壁导管纵缝高质量自动化焊接,解决了薄壁导管专用自动化纵缝焊设备采用气动琴键式压紧机构对缝精度低、易划伤管坯、操作复杂问题。关键技术拥有自主只是产权,已授权专利6项,受理专利1项,发表专业论文1篇。该项目研究成果已完成工艺鉴定并应用于多型飞机导管批量生产,对型号飞机导管轻量化设计及制造提供了技术支持,该技术的应用提高了飞机各系统导管的使用安全性,避免了飞机执行任务过程中导管故障问题发生重大事故,延误战机。具有显著的经济和军事效益。

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