本發(fā)明涉及用于鈦合金可調(diào)反變形的焊接夾具，屬于焊接領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

鈦及其合金具有優(yōu)良的耐蝕性、小的密度、高的比強度及較好的韌性和焊接性，在航空、航天、造船、化工等工業(yè)部門中得到廣泛應(yīng)用。焊接作為鈦合金加工中的重要技術(shù)手段，有著提高材料利用率、減輕結(jié)構(gòu)重量、降低成本等方面獨特的優(yōu)勢。因此鈦合金焊接方面的研究工作一直被國內(nèi)外焊接工作者重視。鈦及鈦合金的主要焊接方法有鎢極氬弧焊、熔化極氬弧焊、等離子弧焊、電子束焊、激光焊、擴散焊等。目前國內(nèi)在鈦合金產(chǎn)品焊接中運用最多的是鎢極氬弧焊，包括手工、自動或半自動氬弧焊。

常溫下，鈦合金能與氧生成致密的氧化膜保證其穩(wěn)定性及耐蝕性。但當(dāng)溫度升高，鈦合金吸收氫、氧、氮的量明顯增大。鈦合金焊接時，鈦與氫、氧、氮結(jié)合使焊接接頭的塑性及韌性急劇下降，容易產(chǎn)生裂紋，影響接頭的焊接質(zhì)量。因此，為了避免這些缺陷的產(chǎn)生，在焊前要對鈦合金板材進(jìn)行徹底清洗，嚴(yán)格控制基體及焊接材料中的氫、氧、氮含量。此外，在工業(yè)中運用最多的方法是在反面通惰性氣體保護(hù)來防止空氣的侵入，以保證獲得質(zhì)量高性能好的焊接接頭。

由于鈦合金的彈性模量低，只有鋼的60％，并且高溫強度高，所以鈦合金焊接另外一種主要的缺陷是變形，將嚴(yán)重影響焊接產(chǎn)品的適用性。在焊接時，近縫高溫區(qū)金屬在橫向的熱膨脹受到附近溫度較低金屬阻礙，被擠壓而產(chǎn)生橫向的壓縮變形，冷卻后構(gòu)件在垂直焊縫方向發(fā)生收縮變形，且焊接熱輸入越大，橫向變形量也越大。鈦的熔化溫度高、熱容量大、電阻系數(shù)大、彈性模量小、熱導(dǎo)率比鋁、鐵等金屬低，焊接后產(chǎn)生變形的傾向更大。在同樣的焊接應(yīng)力條件下，鈦及鈦合金的焊接變形比不銹鋼高1倍，因此焊接時如果采用墊板和壓板將待焊工件壓緊來減小焊接變形，在剛性固定去除后，焊件的變形回彈可能性較大，且焊件中存在一定的內(nèi)應(yīng)力，無法保證焊接接頭的平直性。反變形法是焊接生產(chǎn)中最常用的方法，在裝配時給予一個相反方向的變形與焊接變形相抵消，還可以減小內(nèi)應(yīng)力，對鈦合金焊接具有較高的實用性，但反變形量的調(diào)整通常采用局部墊塊的方法，不僅墊的位置和高度難以調(diào)整，并且由于不能有效的形成氣保護(hù)層，焊接的保護(hù)效果也不好。

在施焊過程中，焊接溫度高達(dá)5000～10000℃，鈦及其合金與氧、氫和氮發(fā)生快速反應(yīng)。在鈦合金結(jié)構(gòu)件的焊接過程中，對于焊接件的散熱尤其重要，直接關(guān)系到焊接質(zhì)量。中國公開號為CN101288929A的發(fā)明專利提供了一種能夠提高鈦合金結(jié)構(gòu)件自動焊接質(zhì)量的夾具，在工件表面與壓板之間安裝了紫銅壓板，提高了散熱性，減少焊件的變形，提高焊接質(zhì)量。但本發(fā)明中并沒有提供鈦合金焊接中的背面保護(hù)，且通過剛性固定法控制焊件變形的效果并不十分理想。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種用于鈦合金可調(diào)反變形的焊接夾具，能夠提供鈦合金焊接時的反面保護(hù)，確保背面成形質(zhì)量，有效地減少焊接變形。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一種用于鈦合金可調(diào)反變形的焊接夾具，包括底座和位于底座上裝夾平臺，所述裝夾平臺的中間開有第一方形凹槽，在第一方形凹槽內(nèi)固定有反面襯墊，反面襯墊的兩側(cè)開設(shè)有第二方形凹槽，在第二方形凹槽內(nèi)放置有反變形墊條，鈦合金試板放置在裝夾平臺上，鈦合金試板上放置有左壓板和右壓板，裝夾平臺上安裝有快速夾鉗，快速夾鉗通過壓緊左壓板和右壓板從而壓緊鈦合金試板，所述反面襯墊、通氣管、反變形墊條、左壓板和右壓板均為易散熱材料制成。

作為優(yōu)選，所述反面襯墊開有一排用于提供背保護(hù)的通氣孔，反面襯墊與通氣管連接，通過通氣管向通氣孔輸送保護(hù)氣體。

作為優(yōu)選，所述反面襯墊上開有確保背面成形質(zhì)量的圓形凹槽，通氣孔位于圓形凹槽內(nèi)。反面襯墊的作用是托住熔化的金屬，加工成圓形凹槽熔化的金屬冷卻后成形均勻美觀。

作為優(yōu)選，所述反變形墊條下方設(shè)有一排螺紋頂針。

作為優(yōu)選，所述易散熱材料為紫銅。

在本發(fā)明中，反變形墊條的高度是在焊接之前進(jìn)行調(diào)節(jié)的，通常在試板平放的情況下進(jìn)行焊接，由于熱輸入的影響會導(dǎo)致試板發(fā)生中間下凹兩邊向上翹的變形，所以為了抵消這個變形，在焊接前提前給其一個反的變形量，這種變形是鈦合金試板整體發(fā)生的變形。

通過螺紋頂針的轉(zhuǎn)動來調(diào)節(jié)的反變形墊條高度是可以根據(jù)焊接熱輸入來確定的，比如8mm厚的板采用鎢極氬弧焊進(jìn)行焊接，試板平放，熱輸入為10KJ/cm，焊完之后試板變形角度為3°，在下次施焊時可以通過調(diào)節(jié)反變形墊條的高度，使試板沿變形反方向3°之后再進(jìn)行施焊。這里要說明的是當(dāng)采用同樣的焊接工藝參數(shù)，焊接熱輸入基本上是不變的，所以根據(jù)實際生產(chǎn)經(jīng)驗就可以確定在焊接前調(diào)節(jié)反變形的高度是多少，對于同種大小的試板，采用同種焊接方法，在相同焊接工藝下，反變形是無需反復(fù)調(diào)整的。有益效果：本發(fā)明的用于鈦合金可調(diào)反變形的焊接夾具，具有以下優(yōu)點：

(1)本發(fā)明的鈦合金可調(diào)反變形焊接夾具，能夠根據(jù)焊接熱輸入及實際生產(chǎn)經(jīng)驗對反變形量進(jìn)行上下調(diào)整，操作簡便；

(2)本發(fā)明的鈦合金可調(diào)反變形焊接夾具，通氣管可接保護(hù)氣，提供鈦合金焊接時的反面保護(hù)，反面襯墊開有圓形凹槽，保證背面成形質(zhì)量；

(3)本發(fā)明的鈦合金可調(diào)反變形焊接夾具中反面襯墊、通氣管、反變形墊條及上壓板材質(zhì)均為紫銅，能夠提高鈦合金焊接時的散熱量，減小焊接變形；

(4)本發(fā)明的鈦合金可調(diào)反變形焊接夾具底座采用鏤空設(shè)計，減少了夾具的重量，同時方便抬取。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中銅墊板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)下視示意圖。

圖4為反面襯墊的結(jié)構(gòu)示意圖

具體實施方式

如圖1至圖4所示，本發(fā)明的一種用于鈦合金可調(diào)反變形的焊接夾具，包括底座1和位于底座1上裝夾平臺2，所述裝夾平臺2的中間開有第一方形凹槽，在第一方形凹槽內(nèi)固定有反面襯墊4，所述反面襯墊4開有一排用于提供背保護(hù)的通氣孔9，反面襯墊4與通氣管3連接，通過通氣管3向通氣孔9輸送保護(hù)氣體，反面襯墊4上開有確保背面成形質(zhì)量的圓形凹槽11，反面襯墊4的兩側(cè)放置有反變形墊條5，所述反變形墊條5下方設(shè)有一排螺紋頂針10，螺紋頂針10位于底座上，鈦合金試板7放置在裝夾平臺2上，鈦合金試板7上放置有左壓板和右壓板6，裝夾平臺2上安裝有快速夾鉗8，快速夾鉗8型號為MP-201-B，快速夾鉗8通過壓緊左壓板和右壓板6從而壓緊鈦合金試板7，所述反面襯墊4、通氣管3、反變形墊條5、左壓板和右壓板6均為易散熱材料制成，易散熱材料優(yōu)選為紫銅。

本發(fā)明在使用時，首先將裝夾平臺2安裝在底座1上，將反面襯墊4放置在第一方形凹槽內(nèi)，將反變形墊條5放置在第一方形凹槽內(nèi)，通過左壓板和右壓板6將鈦合金試板7壓緊在裝夾平臺2上，鈦合金試板7位于反變形墊條5上，焊接準(zhǔn)備完畢，可以開始焊接。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當(dāng)指出：對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。