喷嘴环整体降温的外置补焊保护工装的制作方法

本技术涉及焊接，尤其涉及一种喷嘴环整体降温的外置补焊保护工装。

背景技术：

1、涡轮喷气发动机是一种依赖于高速燃气流产生推力的热力发动机，喷嘴环作为其核心部件之一，对发动机的性能和可靠性具有重要影响。

2、喷嘴环通常包括环形基座和喷口环，环形基座的上端设有横截面积自下而上逐渐增大的喇叭状扩口结构，喇叭状扩口结构的内壁面通过环绕排布的支撑臂连接至喷口环的下方，支撑臂内部设有气体通道，气体通道在喇叭状扩口结构的外壁面形成进气口，在喷口环的上壁面形成出气口。

3、环形基座作为喷嘴环的连接与定位基础，在装配时用于与发动机其他部件对接固定，在工作状态下，环形基座不仅需要承受高温高压燃气的热冲击，还需承受较大的装配预紧力和工作状态下的气动载荷，因此要求其具有足够的结构强度、良好的密封性能以及均匀的壁厚分布，以避免因热胀冷缩不均而产生局部应力集中，从而保证整个喷嘴环的结构稳定性和密封可靠性。

4、然而，环形基座铸造完成后，受限于铸造工艺，其内壁面难免出现气孔、缩松等铸造缺陷，这些缺陷会严重削弱环形基座的结构强度和密封性能，因此需要进行焊接修补。

5、但是，由于环形基座为薄壁铸件，在焊接修补过程中存在，使修补区域产生较大的热应力和组织应力，焊后极易在修补区域及其周边产生翘曲变形、微裂纹甚至贯穿性开裂，直接导致产品报废。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供喷嘴环整体降温的外置补焊保护工装，以解决上述至少一个技术问题。

2、本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

3、喷嘴环整体降温的外置补焊保护工装，包括两个与喷嘴环的环形基座配套的半圆环；各所述半圆环的两端分别设有对接机构，两个所述半圆环通过两端的对接机构，可拆卸的拼接成整圆结构；所述半圆环的高度设定为：小于所适配的环形基座的高度，差值大于0.2mm，小于0.8mm；所述半圆环的内壁上开设有纵向凹槽阵列和横向凹槽阵列；所述纵向凹槽阵列包括至少两条纵向凹槽；所述横向凹槽阵列包括至少两条横向凹槽；所述纵向凹槽与横向凹槽在交汇处连通；所述半圆环的外壁上设有气源接口；所述气源接口通过孔道，与半圆环的内壁上的纵向凹槽和横向凹槽的交汇处连通，进而，所述气源接口与半圆环上的纵向凹槽阵列和横向凹槽阵列均形成连通；所述半圆环的内壁在高度方向上的半径变化设定为：大于所适配的环形基座的外壁在同一高度的半径，差值大于0.3mm，小于1mm；所述半圆环的内壁在中部以上的位置存在自下而上、适应所适配的环形基座的外壁的变化曲度的，半径逐渐增大的扩口段，从而形成半径逐渐增大的环面；所述横向凹槽沿半圆环的弧长方向贯穿所述半圆环内壁的左右两端；两个所述半圆环拼接后，两个半圆环的两端端面之间留有缝隙；横向凹槽的两端分别贯穿到缝隙处，形成连通。

4、上述设计中，由气源接口经孔道向纵向凹槽阵列和横向凹槽阵列通入保护气，保护气沿纵向凹槽阵列和横向凹槽阵列流动后由两个半圆环两端端面之间的缝隙排出，持续流动的保护气均匀覆盖在适配的环形基座的外壁面，与适配的环形基座外壁面进行充分的热交换，并带走焊接产生的热量，实现对适配的环形基座的均匀降温冷却，提高焊接修补的合格率。

5、同时，半圆环包在支撑臂的进气口外部，使保护气在覆盖环形基座外壁面的同时，能够经支撑臂内部的气体通道由喷口环的出气口排出，实现对喷嘴环内部结构的同时冷却，增加了热交换面积和散热路径，进一步降低了焊接区域的热影响区温度，且两个半圆环拼接后对适配的环形基座形成环向外部约束，在焊接过程中提供结构支撑，抑制了薄壁环形基座在焊接修补过程中的热应力集中和变形开裂风险，提高了焊接修补的合格率和质量可靠性。

6、优选，所述半圆环为采用不锈钢制成的半圆环，且半圆环的内壁具有金属钨镀层。保证了半圆环具有足够的结构强度和较好的导热性以协同气体冷却提升散热效率，利用金属钨镀层的高温稳定性，在半圆环与环形基座之间形成物理隔离，避免焊接高温下粘连在适配的环形基座上，确保半圆环可顺畅拆卸且不损伤环形基座表面。

7、优选，所述气源接口在半圆环的中部位置。

8、优选，所述半圆环端部的所述对接机构，固定在所述半圆环外侧。

9、优选，所述对接机构采用竖条状的金属块，所述金属块上开设有螺栓孔；所述金属块与所述半圆环外侧通过粘合剂进行粘结。不削弱半圆环的结构强度。

10、优选，相邻两个所述金属块之间通过穿设螺栓孔的螺栓固定连接；两个所述金属块固定连接后，两个所述金属块之间留有缝隙，两个所述金属块之间缝隙的宽度不大于1cm，不小于0.1mm；两个所述金属块之间的缝隙分别与两个所述半圆环两端端面之间的缝隙，形成连通。在相邻两个金属块之间的缝隙配合两个半圆环两端端面之间的缝隙形成完整的排气通道，进一步保证了气体流动的稳定性和持续性。

11、优选，所述纵向凹槽和横向凹槽的宽度不小于1mm，不大于5mm；所述横向凹槽的深度和纵向凹槽的深度大于0.5mm，小于5mm。纵向凹槽和横向凹槽具有足够大的流通空间，确保保护气体在凹槽内流动时阻力小、流速均匀。

12、优选，相邻两个纵向凹槽之间间隔为2mm~10mm；相邻两个横向凹槽之间间隔为2mm~10mm。既保证了气体在纵向凹槽和横向凹槽内流动顺畅、分布均匀，又不会削弱半圆环4的结构强度。

13、优选，两个半圆环两端端面之间缝隙的宽度不大于1cm，不小于0.1mm。确保保护气能够顺畅排出的同时也不会导致保护气流失过快而影响冷却效果，确保了保护气体流动的持续性和稳定性。

14、有益效果：本实用新型中，由气源接口经孔道向纵向凹槽阵列和横向凹槽阵列通入保护气，保护气沿纵向凹槽阵列和横向凹槽阵列流动后由两个半圆环两端端面之间的缝隙排出，持续流动的保护气均匀覆盖在适配的环形基座的外壁面，与适配的环形基座外壁面进行充分的热交换，并带走焊接产生的热量，实现对适配的环形基座的均匀降温冷却，提高焊接修补的合格率。

1.喷嘴环整体降温的外置补焊保护工装，其特征在于：包括两个与喷嘴环的环形基座（1）配套的半圆环（4）；

2.根据权利要求1所述的喷嘴环整体降温的外置补焊保护工装，其特征在于：所述半圆环（4）为采用不锈钢制成的半圆环（4），且半圆环（4）的内壁具有金属钨镀层。

3.根据权利要求1所述的喷嘴环整体降温的外置补焊保护工装，其特征在于：所述气源接口（7）在半圆环（4）的中部位置。

4.根据权利要求1所述的喷嘴环整体降温的外置补焊保护工装，其特征在于：所述半圆环（4）端部的所述对接机构，固定在所述半圆环（4）外侧。

5.根据权利要求4所述的喷嘴环整体降温的外置补焊保护工装，其特征在于：所述对接机构采用竖条状的金属块（8），所述金属块（8）上开设有螺栓孔；

6.根据权利要求5所述的喷嘴环整体降温的外置补焊保护工装，其特征在于：相邻两个所述金属块（8）之间通过穿设螺栓孔的螺栓固定连接；

7.根据权利要求1所述的喷嘴环整体降温的外置补焊保护工装，其特征在于：所述纵向凹槽（5）和横向凹槽（6）的宽度不小于1mm，不大于5mm；

8.根据权利要求1所述的喷嘴环整体降温的外置补焊保护工装，其特征在于：相邻两个纵向凹槽（5）之间间隔为2mm~10mm；相邻两个横向凹槽（6）之间间隔为2mm~10mm。

9.根据权利要求1所述的喷嘴环整体降温的外置补焊保护工装，其特征在于：两个半圆环（4）两端端面之间缝隙的宽度不大于1cm，不小于0.1mm。