CN104400213A - 一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置及方法。该装置主体为1个拼接支撑环，在拼接支撑环的圆周均布连接了若干个气动撑块；所述的若干个气动撑块分别一一对应连接1个气缸，由气缸推动气动撑块沿拼接支撑环的半径方向伸缩运动；所有气缸带的气管和阀门均统一布置由两块气路连接板连接形成的环形结构上；在拼接支撑环的一侧还设置了定位环；在定位环上、与拼接支撑环的卡环、环瓣、支座、连接梁、连接块、环座相对应位置处设置了定位销轴。本发明能够高效快速的满足贮箱封箱环缝的焊接需要，焊接后内撑装置能够便捷地从直径350mm的人孔法兰中取出，取出后整个装置高精度复位在定位环上，为下次使用做准备。

Description

一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置及方法
技术领域
本发明属于航天设备焊接技术，具体涉及到一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置及方法。
背景技术
搅拌摩擦焊技术由于存在接头质量高、缺陷少、变形小等诸多技术优势，已经成为航天领域中铝合金贮箱焊接的一种非常理想的焊接方法。搅拌摩擦焊接对产品装配后的圆度要求非常高，对厚度方向上的变形非常敏感，因此对内撑机构有更苛刻的要求。要求其自身不但刚性大、强度高，而且撑圆精度高，复位准确，且易操作。对于贮箱封箱环缝的卧式搅拌摩擦焊接，要对产品施加10吨的径向顶锻力，同时还有进给力，并且单条环缝长8米上。在焊接过程中要保证贮箱和内撑无缝贴合。焊接后内撑装置需要从直径350mm的人孔法兰中取出，取出后整个装置还需要高精度复位，为下次使用做准备，因此必须采取特殊的撑紧机构来高效快速的满足贮箱封箱环缝的焊接需要。目前传统的杆系内撑结构无法实现上述焊接需求。
发明内容
本发明针对现有杆系内撑结构无法实现焊接需求，提出了一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置及方法。
实现本发明目的的技术方案：一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置，该装置主体为1个拼接支撑环，在拼接支撑环的圆周均布连接了若干个气动撑块；所述的拼接支撑环中心为1个卡环，卡环外围连接由若干个环瓣连接形成的环形结构；若干个环瓣连接形成的环形结构外围通过若干个支座连接一定数量的连接梁，其中，每个支座一端连接环瓣，另一端对应连接2个连接梁；每个连接梁外连接1个连接块；相邻的两个连接块之间通过1个环座连接；
所述的若干个气动撑块分别一一对应连接1个气缸，由气缸推动气动撑块沿拼接支撑环的半径方向伸缩运动；所有气缸带的气管和阀门均统一布置由两块气路连接板连接形成的环形结构上；
在拼接支撑环的一侧还设置了定位环；在定位环上、与上述卡环、环瓣、支座、连接梁、连接块、环座相对应位置处设置了定位销轴。
如上所述的一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置，其所述的卡环、环瓣、支座、连接梁、连接块、环座均采用碳钢材料，并开减轻孔。
如上所述的一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置，其所述的定位环为铸铝件，并开减轻孔。
如上所述的一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置，其所述的拼接支撑环中，卡环外围连接6个环瓣；6个环瓣连接形成的环形结构外围通过12个支座连接24个连接梁；24个连接梁外围连接24个连接块；24个连接块每相邻两个之间通过24个环座连接。
如上所述的一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置，其所述的24个气动撑块分别对应连接24个气缸。
采用本发明所述的内撑装置的贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑方法，其包括如下步骤：
(a)将拼接支撑环及其上若干个气动撑块推进到贮箱筒段下方；将两块气路连接板连接后推进到拼接支撑环后端组装并锁死；
(b)将贮箱箱底和贮箱筒段对接后，由气缸推动气动撑块沿拼接支撑环的半径方向向外运动，使得若干个气动撑块将贮箱箱底和贮箱筒段撑紧后进行搅拌摩擦焊接；
(c)搅拌摩擦焊接结束后，先将两块气路连接板拆开，从人孔法兰拿出；然后再将若干个气动撑块拆下后从人孔法兰拿出；
(d)然后依次拆下拼接支撑环的环座、连接块、连接梁、支座、环瓣和卡环，同时从人孔法兰拿出；
(e)依次将卡环、环瓣、支座、连接梁、连接块和环座与定位环上的对应销轴定位后组装连接；最后再将若干个气动撑块与定位环上的拼接支撑环组装连接成封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置。
本发明的效果在于：本发明不同于以往的杆系内撑，提供了一种新的贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置，其能够高效快速的满足贮箱封箱环缝的焊接需要，焊接后内撑装置能够便捷地从直径350mm的人孔法兰中取出，取出后整个装置高精度复位在定位环上，为下次使用做准备。本发明中支撑环由卡环、环瓣、支座、连接梁、连接块、环座柔性拼接成刚性体，连接处通过销孔定位，保证基准精度。卡环、环瓣、支座、连接梁、连接块、环座采用碳钢焊件，并开减轻孔，结构紧凑，刚性强，重量轻，拆装方便。采用气动撑紧撑块，减轻工人的工作强度。气路连接板为独立部件，上面布满气管和控制阀，方便统一拆卸。定位环为铸铝件，自重轻，通过销轴定位，实现支撑环高精度复位。
附图说明
图1为本发明所述的贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置立体图；
图2为拼接支撑环结构示意图；
图3为气动撑块连接示意图；
图4为气路连接板示意图；
图5为定位环示意图；
图6为贮箱封箱焊接示意图。
图中：1-定位环；2-拼接支撑环；3-气动撑块；4-卡环；5-环瓣；6-支座；7-连接梁；8-连接块；9-环座；10-贮箱筒段；11-贮箱箱底；12-气路连接板；13-阀门；14-气管；15-销轴；16-气缸。
具体实施方式
下面结合附图和具体实例对本发明所述的一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置作进一步描述。
实施例1
如图1所示，本发明所述的一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置，其特主体为1个拼接支撑环2，在拼接支撑环2的圆周均布连接了24个气动撑块3；
如图2所示，所述的拼接支撑环2中心为1个卡环4，卡环4外围连接由6个环瓣5连接形成的环形结构；6个环瓣5连接形成的环形结构外围通过12个支座6连接一定数量的连接梁7，其中，每个支座6一端连接环瓣5，另一端对应连接2个连接梁7；每个连接梁7外围连接1个连接块8；每两个相邻的连接块8通过连接1个环座9形成环形结构。即6个环瓣5连接形成的环形结构外围通过12个支座6连接24个连接梁7；24个连接梁7外围通过24个连接块8连接24个环座9。
如图3和图4所述，所述的24个气动撑块3分别一一对应连接1个气缸16，由24个气缸推动24个气动撑块3沿拼接支撑环2的半径方向伸缩运动。所有气缸16带的气管14和阀门13均统一布置由两块气路连接板12连接形成的环形结构上。
在拼接支撑环2的一侧还设置了定位环1；如图5所示，在定位环1上、与上述卡环4、环瓣5、支座6、连接梁7、连接块8、环座9相对应位置处设置了定位销轴15。
所述的卡环4、环瓣5、支座6、连接梁7、连接块8、环座9均采用碳钢材料，并开减轻孔。所述的定位环1为铸铝件，并开减轻孔。
实施例2
一种采用实施例1所述内撑装置的贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑方法，如图6所示，其包括如下步骤：
(a)将拼接支撑环2及其上24个气动撑块3推进到贮箱筒段10下方；将两块气路连接板12连接后推进到拼接支撑环2后端组装并锁死；
(b)将贮箱箱底11和贮箱筒段10对接后，由气缸16推动气动撑块3沿拼接支撑环2的半径方向向外运动，使得24个气动撑块3将贮箱箱底11和贮箱筒段10撑紧后进行搅拌摩擦焊接；
(c)搅拌摩擦焊接结束后，先将两块气路连接板12拆开，从人孔法兰拿出；然后再将24个气动撑块3拆下后从人孔法兰拿出；
(d)然后依次拆下拼接支撑环2的环座9、连接块8、连接梁7、支座6、环瓣5和卡环4，同时从人孔法兰拿出；
(e)依次将卡环4、环瓣5、支座6、连接梁7、连接块8和环座9与定位环1上的对应销轴15定位后组装连接；最后再将若干个气动撑块3及气缸16与定位环1上的拼接支撑环2组装连接成封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置。
本发明中支撑环由卡环4、环瓣5、支座6、连接梁7、连接块8、环座9柔性拼接成刚性体。连接处通过销孔定位，保证基准精度。卡环4、环瓣5、支座6、连接梁7、连接块8、环座9采用碳钢焊件，并开减轻孔，结构紧凑，刚性强，重量轻，拆装方便。采用气动撑紧撑块3，减轻工人的工作强度。气路连接板12为独立部件，上面布满气管14和控制阀门13，方便统一拆卸。定位环1为铸铝件，并开减轻孔，自重轻。通过销轴15定位，实现支撑环高精度复位。

Claims (6)

1.一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置，其特征在于：该装置主体为1个拼接支撑环(2)，在拼接支撑环(2)的圆周均布连接了若干个气动撑块(3)；
所述的拼接支撑环(2)中心为1个卡环(4)，卡环(4)外围连接由若干个环瓣(5)连接形成的环形结构；若干个环瓣(5)连接形成的环形结构外围通过若干个支座(6)连接一定数量的连接梁(7)，其中，每个支座(6)一端连接环瓣(5)，另一端对应连接2个连接梁(7)；每个连接梁(7)外连接1个连接块(8)；相邻的两个连接块(8)之间通过1个环座(9)连接；
所述的若干个气动撑块(3)分别一一对应连接1个气缸(16)，由气缸推动气动撑块(3)沿拼接支撑环(2)的半径方向伸缩运动；所有气缸(16)带的气管(14)和阀门(13)均统一布置由两块气路连接板(12)连接形成的环形结构上；
在拼接支撑环(2)的一侧还设置了定位环(1)；在定位环(1)上、与上述卡环(4)、环瓣(5)、支座(6)、连接梁(7)、连接块(8)、环座(9)相对应位置处设置了定位销轴(15)。
2.根据权利要求1所述的一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置，其特征在于：所述的卡环(4)、环瓣(5)、支座(6)、连接梁(7)、连接块(8)、环座(9)均采用碳钢材料，并开减轻孔。
3.根据权利要求1所述的一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置，其特征在于：所述的定位环(1)为铸铝件，并开减轻孔。
4.根据权利要求1所述的一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置，其特征在于：所述的拼接支撑环(2)中，卡环(4)外围连接6个环瓣(5)；6个环瓣(5)连接形成的环形结构外围通过12个支座(6)连接24个连接梁(7)；24个连接梁(7)外围连接24个连接块(8)；24个连接块(8)每相邻两个之间通过24个环座(9)连接。
5.根据权利要求1所述的一种贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置，其特征在于：所述的24个气动撑块(3)分别对应连接24个气缸(16)。
6.一种采用权利要求1至4所述任意一种内撑装置的贮箱封箱环缝搅拌摩擦焊内撑方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：
(a)将拼接支撑环(2)及其上若干个气动撑块(3)推进到贮箱筒段(10)下方；将两块气路连接板(12)连接后推进到拼接支撑环(2)后端组装并锁死；
(b)将贮箱箱底(11)和贮箱筒段(10)对接后，由气缸(16)推动气动撑块(3)沿拼接支撑环(2)的半径方向向外运动，使得若干个气动撑块(3)将贮箱箱底(11)和贮箱筒段(10)撑紧后进行搅拌摩擦焊接；
(c)搅拌摩擦焊接结束后，先将两块气路连接板(12)拆开，从人孔法兰拿出；然后再将若干个气动撑块(3)拆下后从人孔法兰拿出；
(d)然后依次拆下拼接支撑环(2)的环座(9)、连接块(8)、连接梁(7)、支座(6)、环瓣(5)和卡环(4)，同时从人孔法兰拿出；
(e)依次将卡环(4)、环瓣(5)、支座(6)、连接梁(7)、连接块(8)和环座(9)与定位环(1)上的对应销轴(15)定位后组装连接；最后再将若干个气动撑块(3)与定位环(1)上的拼接支撑环(2)组装连接成封箱环缝搅拌摩擦焊内撑装置。
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