專利名稱：一種運載火箭貯箱箱底環(huán)縫焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種可用于運載火箭貯箱箱底環(huán)縫焊接的裝置。
背景技術(shù)：
貯箱是運載火箭箭體結(jié)構(gòu)中最大的結(jié)構(gòu)部件，作為壓力容器用來貯存液氫/液氧 推進劑，同時作為火箭的主承力結(jié)構(gòu)，起著支撐熱防護系統(tǒng)(即絕熱防護層)以及為其他系 統(tǒng)儀器設(shè)備提供安裝基礎(chǔ)和空間的作用。如圖Ia-Ib所示，貯箱兩端的橢球底稱為箱底，均采用零件拼焊，焊接方法為鎢極 氬弧焊或變極性等離子焊。箱底拼焊的零件有圓環(huán)3(6塊瓜瓣)、頂蓋2、型材框4和法蘭 1等(圖1)。圓環(huán)3與型材框4之間的焊縫稱為環(huán)縫(如圖Ia所示)。由于箱底為橢球體，焊接邊區(qū)域是曲面，因此焊接裝夾困難。在箱底自動化焊接過 程中，要求圓環(huán)3與型材框4靠近環(huán)縫的焊接邊必須可靠固定，準確對齊，且在焊接過程中 不出現(xiàn)錯邊等現(xiàn)象。

實用新型內(nèi)容目前的運載火箭環(huán)縫焊接裝置主要用于箱底手工焊接，存在工裝笨重，操作繁瑣， 工藝準備時間長等諸多缺點，且不能可靠壓緊零件的焊接邊，達不箱底自動化焊接要求，故 本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種可用于自動焊的箱底環(huán)縫焊接裝置。本實用新型對箱底環(huán)縫焊接邊固定的主要思路是外壓內(nèi)頂，即從箱底的外側(cè)將 圓環(huán)和型材框的焊接邊壓緊，從箱底的內(nèi)側(cè)將圓環(huán)和型材框的焊接邊頂緊。為此，本實用新 型提供的箱底環(huán)縫焊接裝置，包括焊接邊內(nèi)側(cè)頂緊裝置和焊接邊外側(cè)壓緊裝置，其中焊接邊外側(cè)壓緊裝置包括手輪、頂桿安裝盤、螺柱、雙向調(diào)節(jié)螺桿、內(nèi)胎、圓環(huán)壓圈 和圓環(huán)，頂桿安裝盤中央設(shè)有一通孔，可穿過內(nèi)胎上的螺柱，放置在內(nèi)胎上；手輪與螺柱采 用螺紋副連接，通過轉(zhuǎn)動手輪，將頂桿安裝盤固定住，使其在內(nèi)胎軸向不發(fā)生移動；圓環(huán)壓 圈設(shè)置在圓環(huán)上，圓環(huán)壓圈內(nèi)壁和圓環(huán)的外壁橢球母線方程相同，二者貼合良好；頂桿安裝 盤的圓周上均布有16根雙向調(diào)節(jié)螺桿；雙向調(diào)節(jié)螺桿的一端與頂桿安裝盤采用螺接，另一 端頂在圓環(huán)壓圈上；通過轉(zhuǎn)動雙向調(diào)節(jié)螺桿上的雙頭螺母，雙向調(diào)節(jié)螺桿可縮短或伸長，將 圓環(huán)壓圈壓緊，從而實現(xiàn)從箱底外側(cè)將圓環(huán)焊接邊壓緊；焊接邊內(nèi)側(cè)頂緊裝置包括型材框壓圈、螺栓、螺母和型材框，型材框壓圈設(shè)置在型 材框上，型材框壓圈內(nèi)壁和型材框外壁的橢球母線方程相同，二者貼合良好；型材框壓圈的 圓周上均布有12個通孔，內(nèi)胎的相應(yīng)位置亦設(shè)有相同的12個通孔；兩組通孔對齊，放置型 材框壓圈；螺栓穿過兩組通孔，安裝好螺母；通過擰緊螺母，型材框壓圈逐漸從外側(cè)將型材 框壓緊。本實用新型上述箱底環(huán)縫焊接裝置中還包括氣動漲圈本體，氣動漲圈本體的剖截 面為C型，采用M24螺栓組件螺接在內(nèi)胎上。本實用新型上述箱底環(huán)縫焊接裝置中，氣動漲圈本體上螺接有彈簧座、限位塊和撐板；氣囊和滑塊均嵌在氣動漲圈本體的C型槽內(nèi)；拉桿座、焊漏板均螺接在滑塊上；氣囊 的一頭封死，另一頭設(shè)有充氣嘴，充氣嘴通壓縮空氣；拉桿上套有壓縮彈簧，拉桿插入彈簧 座，一端和拉桿座固定。本實用新型的操作流程包括如下步驟將型材框和圓環(huán)都吊裝到內(nèi)胎上；將型材 框壓圈放置到型材框上，擰緊螺栓，使型材框壓圈從外側(cè)壓緊型材框的焊接邊；將圓環(huán)壓圈 放置到圓環(huán)上，頂桿安裝盤吊裝到內(nèi)胎上。通過調(diào)整雙向調(diào)節(jié)螺桿，使圓環(huán)壓圈從外側(cè)壓緊 圓環(huán)的焊接邊；氣動漲圈充氣，在氣動漲圈圓周上均布的滑塊逐漸撐出，從內(nèi)側(cè)頂緊圓環(huán)和 型材框的焊接邊；開始環(huán)縫焊接；焊接結(jié)束，氣動漲圈放氣，再以此拆除上述裝置和工件。相對于現(xiàn)有技術(shù)，該實用新型解決了運載火箭貯箱箱底環(huán)縫自動焊接過程中的難 題，有力保證了新一代運載火箭研制的順利推進。

圖Ia是常見的運載火箭貯箱箱底的結(jié)構(gòu)示意圖。圖Ib是圖Ia的A-A剖視圖。圖2a_2c是本實用新型箱底環(huán)縫焊接裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3a是本實用新型箱底環(huán)縫焊接裝置中氣動漲圈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3b是圖3a中A部位的放大圖。圖Ia中1為法蘭；2為頂蓋；3為圓環(huán)(6塊瓜瓣拼焊而成)；4為型材框；圖2a_2c中1為手輪；2為頂桿安裝盤；3為螺柱；4為雙向調(diào)節(jié)螺桿(16根)；5 為內(nèi)胎；6為圓環(huán)壓圈；7為型材框壓圈；8為螺栓(12個)；9為螺母(12個)；10為氣動漲 圈；11為型材框；12為圓環(huán)(僅顯示1/2) ；13為調(diào)壓裝置；14為出氣管；15為雙頭螺母。圖3a_3b中1為M24螺栓組件；2為氣動漲圈本體；3為氣囊；4為滑塊5為彈簧 座；6為焊漏板；7為壓縮彈簧；8為拉桿；9為拉桿座；10為限位塊；11為撐板；12為內(nèi)胎； 13為充氣嘴。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和具體實施例，進一步闡述本實用新型。這些實施例應(yīng)理解為僅用 于說明本實用新型而不用于限制本實用新型的保護范圍。在閱讀了本實用新型記載的內(nèi)容 之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本實用新型作各種改動或修改，這些等效變化和修飾同樣落 入本實用新型權(quán)利要求所限定的范圍。如圖2a_2c所示，本實用新型較佳實施例提供的箱底環(huán)縫焊接裝置由兩個部分組 成焊接邊內(nèi)側(cè)頂緊裝置和焊接邊外側(cè)壓緊裝置，焊接邊外側(cè)壓緊裝置從箱底的外側(cè)將圓 環(huán)12和型材框11的焊接邊壓緊，焊接邊內(nèi)側(cè)頂緊裝置從箱底的內(nèi)側(cè)將圓環(huán)12和型材框的 焊接邊頂緊，其中焊接邊外側(cè)壓緊裝置包括手輪1、頂桿安裝盤2、螺柱3、雙向調(diào)節(jié)螺桿4、內(nèi)胎5、圓 環(huán)壓圈6、型材框壓圈7和螺栓等，頂桿安裝盤2中央有一通孔，可穿過內(nèi)胎5上的螺柱3， 放置在內(nèi)胎5上。手輪1與螺柱3采用螺紋副連接，通過轉(zhuǎn)動手輪1，將頂桿安裝盤2固定 住，使其在內(nèi)胎5軸向不發(fā)生移動。圓環(huán)壓圈6放置在圓環(huán)12上，圓環(huán)壓圈6內(nèi)壁和圓環(huán) 12的外壁橢球母線方程相同，二者貼合良好。頂桿安裝盤2的圓周上均布有16根雙向調(diào)節(jié)螺桿4。雙向調(diào)節(jié)螺桿4的一端與頂桿安裝盤2采用螺接，另一端尖頭頂在圓環(huán)壓圈6上。 通過轉(zhuǎn)動雙向調(diào)節(jié)螺桿4上的雙頭螺母15，雙向調(diào)節(jié)螺桿4可縮短或伸長，將圓環(huán)壓圈6壓 緊，從而最終實現(xiàn)從箱底外側(cè)將圓環(huán)12焊接邊壓緊。焊接邊內(nèi)側(cè)頂緊裝置包括型材框壓圈7、螺栓8、螺母9和型材框11，型材框壓圈7 放置在型材框11上。型材框壓圈7內(nèi)壁和型材框11外壁的橢球母線方程相同，二者貼合 良好。型材框壓圈7的圓周上均布有12個通孔，內(nèi)胎5的相應(yīng)位置亦鉆有相同的12個通 孔。在放置型材框壓圈7時，須將兩組孔對齊。螺栓8穿過兩組通孔，安裝好螺母9。通過 擰緊螺母9，型材框壓圈7逐漸從外側(cè)將型材框11壓緊。本實用新型另一優(yōu)選實施例中，從箱底內(nèi)側(cè)頂緊圓環(huán)和型材框的焊接邊主要依靠 氣動漲圈，如圖2b所示，氣動漲圈本體10螺接在內(nèi)胎上。如圖3所示，氣動漲圈本體2的剖截面為C型，采用M24螺栓組件1螺接在內(nèi)胎12 上。螺接在氣動漲圈本體2的零件包括彈簧座5、限位塊10、撐板11。氣囊3和滑塊4均 嵌在氣動漲圈本體2的C型槽內(nèi)。拉桿座9、焊漏板6均螺接在滑塊4上。氣囊3的結(jié)構(gòu) 形式和消防水帶一致，一頭封死，另一條有充氣嘴13。充氣嘴13通壓縮空氣。拉桿8上套 有1個壓縮彈簧7，拉桿8插入彈簧座5，一端和拉桿座9固定。撐板11主要用于支撐圓環(huán) (如圖2中12)。
以下結(jié)合附圖具體說明氣動漲圈的動作流程如圖3所示，壓縮空氣通過充氣嘴13，充入氣囊3內(nèi)，氣囊3內(nèi)的氣壓升高，逐漸漲 大；在氣囊3的推動下，嵌在氣動漲圈本體2C型槽內(nèi)的滑塊4逐漸撐出；同時壓縮彈簧7被 逐漸壓縮；當(dāng)滑塊4的底部碰到限位塊10時，滑塊4停止運動，從箱底內(nèi)側(cè)頂緊圓環(huán)和型材 框的焊接邊；當(dāng)充氣嘴13放氣時，氣囊3內(nèi)的氣壓降低，壓縮彈簧7伸長，在壓縮彈簧7的 彈力下，滑塊4逐漸縮回氣動漲圈本體2之C型槽。同時，氣囊3被壓扁。
權(quán)利要求1.一種運載火箭貯箱箱底環(huán)縫焊接裝置，其特征是，包括焊接邊內(nèi)側(cè)頂緊裝置和焊接 邊外側(cè)壓緊裝置，其中焊接邊外側(cè)壓緊裝置包括手輪、頂桿安裝盤、螺柱、雙向調(diào)節(jié)螺桿、內(nèi)胎、圓環(huán)壓圈和圓 環(huán)，頂桿安裝盤中央設(shè)有一通孔，可穿過內(nèi)胎上的螺柱，放置在內(nèi)胎上；手輪與螺柱采用螺 紋副連接，通過轉(zhuǎn)動手輪，將頂桿安裝盤固定住，使其在內(nèi)胎軸向不發(fā)生移動；圓環(huán)壓圈設(shè) 置在圓環(huán)上，圓環(huán)壓圈內(nèi)壁和圓環(huán)的外壁橢球母線方程相同，二者貼合良好；頂桿安裝盤的 圓周上均布有16根雙向調(diào)節(jié)螺桿；雙向調(diào)節(jié)螺桿的一端與頂桿安裝盤采用螺接，另一端頂 在圓環(huán)壓圈上；通過轉(zhuǎn)動雙向調(diào)節(jié)螺桿上的雙頭螺母，雙向調(diào)節(jié)螺桿可縮短或伸長，將圓環(huán) 壓圈壓緊，從而實現(xiàn)從箱底外側(cè)將圓環(huán)焊接邊壓緊；焊接邊內(nèi)側(cè)頂緊裝置包括型材框壓圈、螺栓、螺母和型材框，型材框壓圈設(shè)置在型材框 上，型材框壓圈內(nèi)壁和型材框外壁的橢球母線方程相同，二者貼合良好；型材框壓圈的圓周 上均布有12個通孔，內(nèi)胎的相應(yīng)位置亦設(shè)有相同的12個通孔；兩組通孔對齊，放置型材框 壓圈；螺栓穿過兩組通孔，安裝好螺母；通過擰緊螺母，型材框壓圈逐漸從外側(cè)將型材框壓 緊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的箱底環(huán)縫焊接裝置，其特征是，還包括氣動漲圈本體，氣動漲 圈本體的剖截面為C型，采用M24螺栓組件螺接在內(nèi)胎上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的箱底環(huán)縫焊接裝置，其特征是，氣動漲圈本體上螺接有彈簧 座、限位塊和撐板；氣囊和滑塊均嵌在氣動漲圈本體的C型槽內(nèi)；拉桿座、焊漏板均螺接在 滑塊上；氣囊的一頭封死，另一頭設(shè)有充氣嘴，充氣嘴通壓縮空氣；拉桿上套有壓縮彈簧， 拉桿插入彈簧座，一端和拉桿座固定。
專利摘要本實用新型公開了一種運載火箭貯箱箱底環(huán)縫焊接裝置，由兩個部分組成焊接邊內(nèi)側(cè)頂緊裝置和焊接邊外側(cè)壓緊裝置，焊接邊外側(cè)壓緊裝置從箱底的外側(cè)將圓環(huán)和型材框的焊接邊壓緊，焊接邊內(nèi)側(cè)頂緊裝置從箱底的內(nèi)側(cè)將圓環(huán)和型材框的焊接邊頂緊。本實用新型專利主要用于在自動焊接過程中，可靠固定焊接工件的焊接邊，在保證焊接質(zhì)量的前提下，可顯著提高焊接效率。
文檔編號B23K37/053GK201776592SQ20102050663
公開日2011年3月30日 申請日期2010年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月24日
發(fā)明者徐愛杰, 李來平, 楊學(xué)勤, 林立芳, 毛旦平, 沈彩霞, 羅志強, 陳杰, 韋超, 黃雅月 申請人:上海航天精密機械研究所