CN104416379B - 一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置及方法。该撑紧装置沿支撑环圆周均布若干个通孔，若干个顶紧器的一端分别穿过支撑环上开设的通孔，一一对应连接1个位于支撑环另一侧的连杆；在连杆一侧的支撑环上分为两层设置了若干个相同数量的铣切撑块和焊接撑块；若干个铣切撑块连接形成环形结构紧邻支撑环，在每个铣切撑块的靠近中心的内端均连接一个连杆；若干个焊接撑块连接形成环形结构紧邻铣切撑块，在每个焊接撑块的靠近中心的内端均连接一个连杆。本发明有一个刚性的支撑环做本体；上下两层铣切撑块和焊接撑块通过涨紧器连成刚性体，更好的克服顶锻力。采用连杆机构，撑块后退空间较大。

Description

一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置及方法
技术领域
本发明属于航天设备焊接技术领域，具体涉及到一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置及方法。
背景技术
搅拌摩擦焊技术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。在焊接前要对贮箱对接面进行铣切来保证对接精度。因此必须采取特殊的撑紧装置来高效快速的满足焊接需要。目前，传统的杆系内撑机构无法满足当前需求。
发明内容
本发明针对传统的杆系内撑的不足，提出了一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置及方法。
实现本发明目的的技术方案：一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置，该撑紧装置主体为一个刚性的支撑环；沿支撑环圆周均布若干个通孔，若干个顶紧器的一端分别穿过支撑环上开设的通孔，一一对应连接1个位于支撑环另一侧的连杆；
在连杆一侧的支撑环上分为两层设置了若干个相同数量的铣切撑块和焊接撑块；若干个铣切撑块连接形成环形结构紧邻支撑环，在每个铣切撑块的靠近中心的内端均连接一个连杆；若干个焊接撑块连接形成环形结构紧邻铣切撑块，在每个焊接撑块的靠近中心的内端均连接一个连杆；若干个铣切撑块形成的环形结构和若干个焊接撑块形成的环形结构半径相同并且大于支撑环的半径；相邻的每个铣切撑块和焊接撑块的外端均通过可拆卸涨紧器连接。
如上所述的一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置，其所述的支撑环为铸铝材料制成；沿支撑环圆周均匀开设若干个减轻孔。
如上所述的一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置，其所述的连杆在顶紧器的带动下沿支撑环半径方向伸缩运动，从而带动铣切撑块或焊接撑块沿支撑环半径方向伸缩运动。
如上所述的一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置，其沿支撑环圆周均布24个顶紧器，这24个顶紧器分别连接24个位于支撑环另一侧的连杆；12个铣切撑块连接形成的环形结构紧邻支撑环，这12个铣切撑块的靠近中心的内端分别连接上述12个连杆；12个焊接撑块连接形成的环形结构紧邻铣切撑块，12个焊接撑块的靠近中心的内端分别连接上述12个连杆；通过12组24个涨紧器连接相邻的铣切撑块和焊接撑块的外端。
本发明所述的一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接撑紧方法：
贮箱筒段一在位铣切时，将撑紧装置推入贮箱筒段一内部；松开所有涨紧器，使得相邻铣切撑块和焊接撑块分离；拉紧能够带动铣切撑块运动的顶紧器，通过顶紧器带动与每个铣切撑块连接的连杆沿支撑环半径方向向外运动，从而使得所有铣切撑块运动至贮箱筒段一处，将贮箱筒段一撑圆，然后进行在位铣边；
搅拌摩擦焊接贮箱筒段一与贮箱筒段二时，将贮箱筒段二与铣边后的贮箱筒段一对接；拉紧所有顶紧器，通过顶紧器带动与每个焊接撑块连接的连杆沿支撑环半径方向向外运动，从而使得所有焊接撑块运动至贮箱筒段一与贮箱筒段二对接处，将贮箱筒段一与贮箱筒段二撑圆；拧紧所有涨紧器，使得相邻铣切撑块和焊接撑块连接；然后进行搅拌摩擦焊接。
本发明的效果在于：本发明提供了一种新的贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置及方法，主体非传统的杆系内撑，而是有一个刚性的支撑环做本体。支撑环为铸铝材料，能够减轻自重。撑紧装置的撑块分上下两层(铣切撑块和焊接撑块)，能够实现产品的在位铣切撑紧和搅拌摩擦焊接撑紧。每层由若干个撑块组成，可对产品局部变形通过局部撑块来调节。搅拌摩擦焊接时，上下两层铣切撑块和焊接撑块通过涨紧器连成刚性体，更好的克服顶锻力。采用连杆机构，撑块后退空间较大，能有效避开产品内部突起角片。
附图说明
图1为本发明所述的一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置立体图；
图2为支撑环结构示意图；
图3为铣切撑块和焊接撑块连接示意图；
图4为连杆结构示意图；
图5为撑紧装置上位示意图；
图6为在位铣切时撑紧装置示意图；
图7为筒段对接时撑紧机构示意图；
图8为搅拌摩擦焊接筒段时撑紧机构示意图。
图中：1-支撑环；2-连杆；3-焊接撑块；4-铣切撑块；5-顶紧器；6-涨紧器；7-贮箱筒段一；8-贮箱筒段二。
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环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置及方法作进一步描述。
实施例1
如图1所示，本发明所述的一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置包括支撑环1、铣切撑块4和焊接撑块3、顶紧器5、涨紧器6、连杆2。
如图2所示，该撑紧装置主体为一个刚性的支撑环1；所述的支撑环1为铸铝材料制成；沿支撑环1圆周均匀开设若干个减轻孔。
如图1和图3所示，沿支撑环1圆周均布24个通孔，24个顶紧器5的一端分别穿过支撑环1上开设的通孔，一一对应连接1个位于支撑环1另一侧的连杆2。在24个连杆2一侧的支撑环1上分为两层设置了12个铣切撑块4和12个焊接撑块3。12个铣切撑块4连接形成环形结构紧邻支撑环1，在每个铣切撑块4的靠近中心的内端均连接一个连杆2。12个焊接撑块3连接形成环形结构紧邻铣切撑块4，在每个焊接撑块3的靠近中心的内端均连接一个连杆2。12个铣切撑块4形成的环形结构和12个焊接撑块3形成的环形结构半径相同并且大于支撑环1的半径。通过12组24个涨紧器6连接相邻的铣切撑块4和焊接撑块3的外端。
如图4所示，所述的连杆2在顶紧器5的带动下沿支撑环1半径方向伸缩运动，从而带动铣切撑块4或焊接撑块3沿支撑环1半径方向伸缩运动。
实施例2
一种采用实施例1所述撑紧装置的贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接撑紧方法，其具体如下：
贮箱筒段一7在位铣切时，如图5所示将撑紧装置推入贮箱筒段一7内部；如图6所示，松开所有涨紧器6，使得相邻铣切撑块4和焊接撑块3分离；拉紧能够带动铣切撑块4运动的顶紧器5，通过顶紧器5带动与每个铣切撑块4连接的连杆2沿支撑环1半径方向向外运动，从而使得所有铣切撑块4运动至贮箱筒段一7处，将贮箱筒段一7撑圆，然后进行在位铣边；
搅拌摩擦焊接贮箱筒段一7与贮箱筒段二8时，将贮箱筒段二8与铣边后的贮箱筒段一7对接，如图7所示；如图8所示，拉紧所有顶紧器5，通过顶紧器5带动与每个焊接撑块3连接的连杆2沿支撑环1半径方向向外运动，从而使得所有焊接撑块3运动至贮箱筒段一7与贮箱筒段二8对接处，将贮箱筒段一7与贮箱筒段二8撑圆；拧紧所有涨紧器6，使得相邻铣切撑块4和焊接撑块3连接；然后进行搅拌摩擦焊接。
本发明可以通过更换撑块，满足贮箱筒段和底的焊接。本发明可以在贮箱外部采用定位支撑环作为外部定位基准，该撑紧装置撑紧时受到外部定位支撑环限制，确保受限制时整体圆度、直径等精度满足要求。

Claims (5)

1.一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置，其特征在于：该撑紧装置主体为一个刚性的支撑环(1)；沿支撑环(1)圆周均布若干个通孔，若干个顶紧器(5)的一端分别穿过支撑环(1)上开设的通孔，一一对应连接1个位于支撑环(1)另一侧的连杆(2)；
在连杆(2)一侧的支撑环(1)上分为两层设置了若干个相同数量的铣切撑块(4)和焊接撑块(3)；若干个铣切撑块(4)连接形成环形结构紧邻支撑环(1)，在每个铣切撑块(4)的靠近中心的内端均连接一个连杆(2)；若干个焊接撑块(3)连接形成环形结构紧邻铣切撑块(4)，在每个焊接撑块(3)的靠近中心的内端均连接一个连杆(2)；
若干个铣切撑块(4)形成的环形结构和若干个焊接撑块(3)形成的环形结构半径相同并且大于支撑环(1)的半径；相邻的每个铣切撑块(4)和焊接撑块(3)的外端均通过可拆卸涨紧器(6)连接。
2.根据权利要求1所述的一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置，其特征在于：所述的支撑环(1)为铸铝材料制成；沿支撑环(1)圆周均匀开设若干个减轻孔。
3.根据权利要求1所述的一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置，其特征在于：所述的连杆(2)在顶紧器(5)的带动下沿支撑环(1)半径方向伸缩运动，从而带动铣切撑块(4)或焊接撑块(3)沿支撑环(1)半径方向伸缩运动。
4.根据权利要求1所述的一种贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接复合撑紧装置，其特征在于：沿支撑环(1)圆周均布24个顶紧器(5)，这24个顶紧器(5)分别连接24个位于支撑环(1)另一侧的连杆(2)；12个铣切撑块(4)连接形成的环形结构紧邻支撑环(1)，这12个铣切撑块(4)的靠近中心的内端分别连接12个所述连杆(2)；12个焊接撑块(3)连接形成的环形结构紧邻铣切撑块(4)，12个焊接撑块(3)的靠近中心的内端分别连接所述24个连杆(2)中的其余12个连杆(2)；通过12组24个涨紧器(6)连接相邻的铣切撑块(4)和焊接撑块(3)的外端。
5.一种采用权利要求1至4所述任意一种撑紧装置的贮箱环缝铣切与搅拌摩擦焊接撑紧方法，其特征在于：
贮箱筒段一(7)在位铣切时，将撑紧装置推入贮箱筒段一(7)内部；松开所有涨紧器(6)，使得相邻铣切撑块(4)和焊接撑块(3)分离；拉紧能够带动铣切撑块(4)运动的顶紧器(5)，通过顶紧器(5)带动与每个铣切撑块(4)连接的连杆(2)沿支撑环(1)半径方向向外运动，从而使得所有铣切撑块(4)运动至贮箱筒段一(7)处，将贮箱筒段一(7)撑圆，然后进行在位铣边；
搅拌摩擦焊接贮箱筒段一(7)与贮箱筒段二(8)时，将贮箱筒段二(8)与铣边后的贮箱筒段一(7)对接；拉紧所有顶紧器(5)，通过顶紧器(5)带动与每个焊接撑块(3)连接的连杆(2)沿支撑环(1)半径方向向外运动，从而使得所有焊接撑块(3)运动至贮箱筒段一(7)与贮箱筒段二(8)对接处，将贮箱筒段一(7)与贮箱筒段二(8)撑圆；拧紧所有涨紧器(6)，使得相邻铣切撑块(4)和焊接撑块(3)连接；然后进行搅拌摩擦焊接。
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