確保橢球面環(huán)縫圓滑過(guò)渡成型的焊接工藝及輔助焊接夾具的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種確保燃燒室殼體橢球面環(huán)縫圓滑過(guò)渡成型的焊接工藝，包括如下步驟：1)預(yù)設(shè)焊接坡口結(jié)構(gòu)；2)將接頭及橢球體裝配至輔助焊接夾具上，方法如下：使橢球體和接頭的的待焊端面對(duì)接，且通過(guò)橢球體壓板使橢球體與固定在芯棒上的定位塊下部貼合，通過(guò)接頭壓板使接頭與定位塊上部貼合，并確保橢球體和接頭的環(huán)縫待焊處與設(shè)置在定位塊中部的環(huán)形銅墊上的弧形凹槽相對(duì)應(yīng)；3)分別進(jìn)行定位焊、不加絲打底焊、加絲蓋面焊、不加絲重熔焊；4)緩冷和退火熱處理。本發(fā)明還公開(kāi)了一種為實(shí)現(xiàn)上述方法而設(shè)計(jì)的輔助焊接夾具。本發(fā)明通過(guò)預(yù)設(shè)焊接坡口結(jié)構(gòu)和輔助焊接夾具，能夠反向抵消橢球面因焊接收縮引起的錯(cuò)位，保證焊縫內(nèi)表面較好成型。
【專(zhuān)利說(shuō)明】確保橢球面環(huán)縫圓滑過(guò)渡成型的焊接工藝及輔助焊接夾具

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種確保環(huán)縫焊接圓滑過(guò)渡成型的焊接工藝及輔助焊接夾具，尤其涉及一種確保燃燒室殼體橢球面環(huán)縫焊接圓滑過(guò)渡成型的焊接工藝及輔助焊接夾具。

【背景技術(shù)】
[0002]燃燒室殼體是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的重要部件，用于儲(chǔ)存藥柱并使藥柱點(diǎn)火燃燒，在火箭工作過(guò)程中承受高溫高壓作用，一般由接頭、橢球體、圓筒焊接而成，其橢球體與接頭的環(huán)焊縫采用通常方式焊接后，由于焊接收縮和變形，焊縫位置會(huì)呈現(xiàn)較大的向殼體內(nèi)部的收縮凹陷，影響殼體裝藥量和使用性能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種確保燃燒室殼體橢球面環(huán)縫焊接圓滑過(guò)渡成型的焊接工藝，該工藝方法通過(guò)預(yù)設(shè)錯(cuò)位對(duì)接的坡口形式，進(jìn)行不加絲打底焊、加絲焊、重熔焊三層焊接，保證了燃燒室殼體橢球面環(huán)縫焊接圓滑過(guò)渡成型。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種為實(shí)現(xiàn)上述焊接工藝而設(shè)計(jì)的輔助焊接夾具。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述第一個(gè)目的，本發(fā)明的焊接工藝包括如下步驟:
[0006]I)預(yù)設(shè)焊接坡口結(jié)構(gòu):根據(jù)燃燒室殼體的尺寸要求準(zhǔn)備環(huán)形接頭和橢球體，在接頭和橢球體的待焊端面上分別開(kāi)設(shè)有相互配合焊接的斜面坡口；
[0007]2)將接頭和橢球體裝配至輔助焊接夾具上:先將橢球體穿套在夾具底座中間的芯棒上，且通過(guò)橢球體壓板使橢球體與固定在芯棒上的定位塊下部貼合；然后將接頭穿過(guò)芯棒，使其待焊端面與橢球體的待焊端面對(duì)接，且通過(guò)接頭壓板使接頭與定位塊上部貼合，并確保橢球體和接頭的環(huán)縫待焊處與設(shè)置在定位塊中部的環(huán)形銅墊上的弧形凹槽相對(duì)應(yīng);
[0008]3)定位焊，對(duì)接頭坡口斜面和橢球體坡口斜面進(jìn)行定位焊，定位焊縫長(zhǎng)5?20mm，間隔30?100mm，對(duì)稱(chēng)均勾定位；
[0009]4)松開(kāi)接頭壓板的壓緊螺母；
[0010]5)焊接，采用自動(dòng)鎢極氬弧焊方法焊接，共焊接三遍，第一遍為不加絲打底焊，第二遍為加絲蓋面焊，第三遍為不加絲重熔焊；
[0011]6)緩冷，焊后零件在室溫下自然冷卻后拆除焊接輔助夾具；
[0012]7)焊后進(jìn)行退火熱處理，消除焊接應(yīng)力，即得到燃燒室殼體橢球面。
[0013]進(jìn)一步地，所述步驟I)中，接頭和橢球體的待焊端面均開(kāi)寬度為Imm?2mm的鈍邊和30?40°的單邊坡口，且環(huán)縫待焊處接頭外表面高于橢球體外表面，保證在環(huán)縫對(duì)接處的接頭待焊處截面直徑大于橢球體待焊處截面直徑，使對(duì)接裝配時(shí)接頭的坡口鈍邊搭接于橢球體的坡口斜面上。
[0014]為實(shí)現(xiàn)上述第二個(gè)目的，本發(fā)明設(shè)計(jì)的輔助焊接夾具，它包括夾具底座，所述夾具底座中間設(shè)置有芯棒，所述芯棒下端螺紋與夾具底座上的螺孔相配合，所述芯棒上端螺紋與壓緊螺母相配合，所述芯棒上安裝有定位塊，所述定位塊的中部嵌置有環(huán)形銅墊，所述環(huán)形銅墊上設(shè)置有弧形凹槽；
[0015]它還包括橢球體壓板和接頭壓板；所述橢球體壓板在待焊接的橢球體穿套在芯棒上時(shí)與其壓接配合，并通過(guò)壓板螺栓組件與夾具底座連為一體，從而使橢球體與定位塊下部貼合；所述接頭壓板在待焊接的接頭穿過(guò)芯棒對(duì)接橢球體時(shí)與其壓接配合，并通過(guò)芯棒上的壓緊螺母鎖緊，從而使接頭與定位塊上部貼合，并確保橢球體和接頭的環(huán)縫待焊處與環(huán)形銅墊上的弧形凹槽相對(duì)應(yīng)。
[0016]進(jìn)一步地，所述定位塊上部與接頭貼合處還設(shè)置有可拆卸的調(diào)節(jié)墊片。
[0017]進(jìn)一步地，所述調(diào)節(jié)墊片呈倒碟盤(pán)形。
[0018]本發(fā)明的技術(shù)效果體現(xiàn)在:
[0019]I)預(yù)設(shè)錯(cuò)位對(duì)接的焊接坡口，反向抵消橢球面因焊接收縮引起的錯(cuò)位。
[0020]2)采用專(zhuān)用的輔助焊接夾具，保證焊縫內(nèi)表面成型，控制焊接變形方向。
[0021]3)定位焊后松開(kāi)接頭壓板的壓緊螺母再進(jìn)行環(huán)縫焊接，避免接頭壓緊力使焊縫內(nèi)彎變形；
[0022]5)焊接第一遍為不加絲打底焊，銷(xiāo)熔接頭搭接于橢球體坡口上的尖角。
[0023]6)本發(fā)明提供的方法簡(jiǎn)單易行，可以適應(yīng)大批量生產(chǎn)。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0024]圖1為本發(fā)明利用焊接輔助夾具進(jìn)行焊接時(shí)的裝配簡(jiǎn)圖。
[0025]圖2我圖1中I部分的放大圖。

【具體實(shí)施方式】
[0026]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0027]圖1為本發(fā)明的輔助焊接夾具及裝配簡(jiǎn)圖。圖2為殼體接頭和橢球體環(huán)焊縫部位局部放大圖。
[0028]從圖1、2可以看出，燃燒室殼體接頭I和橢球體2進(jìn)行焊接前，首先要預(yù)設(shè)錯(cuò)位對(duì)接的焊接坡口，結(jié)構(gòu)如圖1、2所示，橢球體2和殼體接頭I的待焊端面均開(kāi)Imm鈍邊，36°角的單邊坡口，保證在環(huán)縫對(duì)接處(即待焊處)，殼體接頭I的截面直徑大于橢球體2的截面直徑，即對(duì)接處橢球體2的內(nèi)壁向下投影位于殼體接頭I的內(nèi)壁向下投影的內(nèi)面(靠近芯棒)，殼體接頭I的外壁向下投影位于橢球體2的外壁向下投影的外面(遠(yuǎn)離芯棒)，使對(duì)接裝配時(shí)接頭的坡口鈍邊搭接于橢球體的坡口斜面上。
[0029]焊接時(shí)，首先將殼體接頭I及橢球體2裝配至焊接輔助夾具，所述輔助焊接夾具由夾座夾具底座3，所述夾具底座3中間設(shè)置有起支撐和定位夾具中心作用的芯棒4，所述芯棒4下端螺紋與夾具底座3上的螺孔相配合，所述芯棒4上端螺紋與壓緊螺母11相配合，所述芯棒4上安裝有起定位殼體接頭I和橢球體2的位置作用的定位塊6，所述定位塊6的中部嵌置有環(huán)形銅墊5，所述環(huán)形銅墊5上設(shè)置有弧形凹槽5.1o
[0030]它還包括橢球體壓板8和接頭壓板7 ;所述橢球體壓板8在待焊接的橢球體2穿套在芯棒4上時(shí)與其壓接配合，并通過(guò)壓板螺栓組件10與夾具底座3連為一體，從而使橢球體2與定位塊6下部貼合；所述接頭壓板7在待焊接的接頭I穿過(guò)芯棒4對(duì)接橢球體2時(shí)與其壓接配合，并通過(guò)芯棒4上的壓緊螺母11鎖緊，從而使接頭I與定位塊6上部貼合，并確保橢球體2和接頭I的環(huán)縫待焊處與環(huán)形銅墊5上的弧形凹槽5.1相對(duì)應(yīng)。
[0031]為了方便調(diào)整殼體接頭I與橢球體2之間的錯(cuò)位高度，所述定位塊6上部與接頭I貼合處還設(shè)置有可拆卸的調(diào)節(jié)墊片9，這樣，可根據(jù)兩零件的來(lái)料狀態(tài)選擇不同厚度的調(diào)節(jié)墊片9或不加調(diào)節(jié)墊片9。
[0032]裝配方法如下:先將橢球體2穿套在夾具底座3中間的芯棒4上，且通過(guò)橢球體壓板8使橢球體2與固定在芯棒4上的定位塊6的下部貼合；然后將接頭I穿過(guò)芯棒4，使其待焊端面與橢球體2的待焊端面對(duì)接，且通過(guò)接頭壓板7使接頭I與定位塊6上部貼合，并確保橢球體2和接頭I的環(huán)縫待焊處與設(shè)置在定位塊6中部的環(huán)形銅墊5上的弧形凹槽5.1相對(duì)應(yīng)；這樣可以使焊接時(shí)熔化的材料在冷卻后形成的焊縫反面(即內(nèi)表面)呈圓弧狀的凸形，起到使焊縫內(nèi)表面快速冷卻成型的作用。
[0033]然后依次進(jìn)行以下步驟:
[0034]I)定位焊，對(duì)接頭I的坡口斜面和橢球體2的坡口斜面進(jìn)行定位焊，定位焊縫長(zhǎng)5?20_，間隔30?100mm，對(duì)稱(chēng)均勾定位；
[0035]2)松開(kāi)接頭壓板7的壓緊螺母11 ;
[0036]3)焊接，采用自動(dòng)鎢極氬弧焊方法焊接，共焊接三遍，第一遍為不加絲打底焊，第二遍為加絲蓋面焊，第三遍為不加絲重熔焊；
[0037]4)緩冷，焊后零件在室溫下自然冷卻后拆除焊接輔助夾具；
[0038]5)焊后進(jìn)行退火熱處理，消除焊接應(yīng)力，即得到燃燒室殼體橢球面。
[0039]在上述輔助焊接夾具的配合下，本發(fā)明方法能夠有效保證燃燒室殼體橢球面環(huán)縫焊接圓滑過(guò)渡成型。
【權(quán)利要求】
1.一種確保燃燒室殼體橢球面環(huán)縫圓滑過(guò)渡成型的焊接工藝，其特征在于:包括如下步驟: 1)預(yù)設(shè)焊接坡口結(jié)構(gòu):根據(jù)燃燒室殼體的尺寸要求準(zhǔn)備環(huán)形接頭和橢球體，在接頭和橢球體的待焊端面上分別開(kāi)設(shè)有相互配合焊接的斜面坡口； 2)將接頭和橢球體裝配至輔助焊接夾具上:先將橢球體穿套在夾具底座中間的芯棒上，且通過(guò)橢球體壓板使橢球體與固定在芯棒上的定位塊下部貼合；然后將接頭穿過(guò)芯棒，使其待焊端面與橢球體的待焊端面對(duì)接，且通過(guò)接頭壓板使接頭與定位塊上部貼合，并確保橢球體和接頭的環(huán)縫待焊處與設(shè)置在定位塊中部的環(huán)形銅墊上的弧形凹槽相對(duì)應(yīng)； 3)定位焊，對(duì)接頭坡口斜面和橢球體坡口斜面進(jìn)行定位焊，定位焊縫長(zhǎng)5?20mm，間隔30?100mm，對(duì)稱(chēng)均勾定位； 4)松開(kāi)接頭壓板的壓緊螺母； 5)焊接，采用自動(dòng)鎢極氬弧焊方法焊接，共焊接三遍，第一遍為不加絲打底焊，第二遍為加絲蓋面焊，第三遍為不加絲重熔焊； 6)緩冷，焊后零件在室溫下自然冷卻后拆除焊接輔助夾具； 7)焊后進(jìn)行退火熱處理，消除焊接應(yīng)力，即得到燃燒室殼體橢球面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述確保燃燒室殼體橢球面環(huán)縫圓滑過(guò)渡成型的焊接工藝，其特征在于:所述接頭和橢球體的待焊端面均開(kāi)寬度為1mm?2mm的鈍邊和30?40°的單邊坡口，且環(huán)縫待焊處接頭外表面高于橢球體外表面，保證在環(huán)縫對(duì)接處的接頭待焊處截面直徑大于橢球體待焊處截面直徑，使對(duì)接裝配時(shí)接頭的坡口鈍邊搭接于橢球體的坡口斜面上。
3.一種為實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1所述焊接工藝而設(shè)計(jì)的輔助焊接夾具，它包括夾具底座(3)，其特征在于:所述夾具底座(3)中間設(shè)置有芯棒(4)，所述芯棒(4)下端螺紋與夾具底座(3)上的螺孔相配合，所述芯棒(4)上端螺紋與壓緊螺母(11)相配合，所述芯棒(4)上安裝有定位塊出)，所述定位塊出)的中部嵌置有環(huán)形銅墊(5)，所述環(huán)形銅墊(5)上設(shè)置有弧形凹槽(5.1); 它還包括橢球體壓板(8)和接頭壓板(7);所述橢球體壓板(8)在待焊接的橢球體(2)穿套在芯棒(4)上時(shí)與其壓接配合，并通過(guò)壓板螺栓組件(10)與夾具底座(3)連為一體，從而使橢球體(2)與定位塊(6)下部貼合；所述接頭壓板(7)在待焊接的接頭(1)穿過(guò)芯棒⑷對(duì)接橢球體⑵時(shí)與其壓接配合，并通過(guò)芯棒⑷上的壓緊螺母(11)鎖緊，從而使接頭(1)與定位塊(6)上部貼合，并確保橢球體(2)和接頭(1)的環(huán)縫待焊處與環(huán)形銅墊(5)上的弧形凹槽(5.1)相對(duì)應(yīng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的輔助焊接夾具，其特征在于:所述定位塊(6)上部與接頭(1)貼合處還設(shè)置有可拆卸的調(diào)節(jié)墊片(9)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的輔助焊接夾具，其特征在于:所述調(diào)節(jié)墊片(9)呈倒碟盤(pán)形。
【文檔編號(hào)】B23K37/04GK104475934SQ201410668122
【公開(kāi)日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2014年11月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月20日
【發(fā)明者】趙冬旭, 李偉, 王明坤, 李青艷 申請(qǐng)人:湖北三江航天江北機(jī)械工程有限公司