CN104625536B - 一种5m级贮箱球形箱底法兰盘自动焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种5m级贮箱球形箱底法兰盘自动焊接方法，适用于大直径贮箱箱底，而且焊接难度小、对工装设备要求低，装配质量和焊接质量高。其中，构成所述球形箱底的多个瓜瓣(1)中至少有一个瓜瓣(1)需要装配法兰盘(2)，所述方法包括：将需要装配法兰盘(2)的瓜瓣(1)在指定位置上开设法兰安装孔(3)；将成型有法兰安装孔(3)的瓜瓣(1)与工装操作面固定，其中所述工装操作面的外表面为与所述瓜瓣(1)内表面形状匹配的模胎(4)；将法兰盘(2)放置在所述法兰安装孔(3)处，并将所述法兰盘(2)与所述法兰安装孔(3)焊接在一起；重复上述步骤，直至所有需要装配所述法兰盘(2)的瓜瓣(1)均焊接好各自的所述法兰盘(2)；将构成所述球形箱底的所有瓜瓣(1)焊接在一起，形成贮箱球形箱底圆环。

Description

一种5m级贮箱球形箱底法兰盘自动焊接方法

技术领域

本发明涉及火箭贮箱加工领域，特别是一种5m级贮箱球形箱底法兰盘自动焊接方法。

背景技术

贮箱(又称为推进剂贮箱)是航天运载器(包括火箭、航天飞机、导弹等)的重要部件，用于贮存燃料并承受全部的结构载荷，其具有直径大、材料薄、刚性弱的特点。贮箱一般由两个箱底和多个筒段焊接而成，其中，箱底通常为由八块瓜瓣拼接而成的半球形。

在实际应用场景中，需要在贮箱箱底安装法兰盘以供将安装进液(液氢液氧)管、控制管、监控系统线路等。现有的贮箱法兰盘焊接方法通常是：首先将瓜瓣拼接成半球形箱底，之后利用专用工装设备对各个瓜瓣开设法兰盘安装孔，然后利用专用工装设备使半球形箱底悬空，将法兰盘装配至法兰盘安装孔处并固定，再进行手工焊接。

但是，上述这种焊接方法法兰盘需进行手工焊接，焊接质量受人为因素影响较大，且焊接过程需多次起收弧，焊接变形大。特别是当贮箱直径为5m级别时，控制起来难度更大。

发明内容

本发明实施例提供一种5m级贮箱球形箱底法兰盘自动焊接方法，焊接难度小，能够保证法兰盘的装配质量和焊接质量，对工装设备要求低。

本发明实施例提供的一种5m级贮箱球形箱底法兰盘自动焊接方法，其中，构成所述球形箱底的多个瓜瓣(1)中至少有一个瓜瓣(1)需要装配法兰盘(2)，所述方法包括：

将需要装配法兰盘(2)的瓜瓣(1)在指定位置上开设法兰安装孔(3)；

将成型有法兰安装孔(3)的瓜瓣(1)与工装操作面固定，其中所述工装操作面的外表面为与所述瓜瓣(1)内表面形状匹配的模胎(4)；

将法兰盘(2)放置在所述法兰安装孔(3)处，并将所述法兰盘(2)与所述法兰安装孔(3)焊接在一起；

重复上述步骤，直至所有需要装配所述法兰盘(2)的瓜瓣(1)均焊接好各自的所述法兰盘(2)；

将构成所述球形箱底的所有瓜瓣(1)焊接在一起，形成贮箱球形箱底圆环。

利用本发明实施例提及的5m级贮箱球形箱底法兰盘自动焊接方法，首先对单个瓜瓣开设法兰安装孔，然后将法兰盘与单个瓜瓣焊接，最后再将所有瓜瓣焊接在一起，形成贮箱球形箱底。相对现有技术，该方法调整了焊接顺序后，只需要在单瓜瓣上焊接法兰盘，并且这种焊接不需要仰悬半球形箱底，焊接难度降低很多，而且相比于现有技术需要悬空倒挂工装而言，本发明仅仅需要一个其外表面为与瓜瓣内表面形状匹配的模胎的工装即可，对工装设备要求简单。另外，利用本发明实施例的方式，对5m级箱底瓜瓣焊接采取的方向是平行焊，相比于现有技术手动仰焊时大瓜瓣会严重变形，这种平行焊不仅不会产生焊接变形，而且可以借助自动焊枪焊接。

附图说明

图1是本发明实施例5m级大直径贮箱球形箱底的瓜瓣示意图。

图2是本发明实施例5m级贮箱球形箱底法兰盘焊接方法的流程图。

图3是本发明实施例5m级贮箱球形箱底法兰盘焊接方法使用的工装示意图。

图4是本发明实施例5m级贮箱球形箱底法兰盘焊接方法使用的第一压紧装置和第二压紧装置的示意图。

图中附图标记表示为：1、瓜瓣；2、法兰盘；3、法兰安装孔；4、模胎；5、环形凹槽；6、瓜瓣压板；7、瓜瓣压板安装柱；8、第一压紧螺母；9、法兰压板；10、法兰定位柱；11、第二压紧螺母。

具体实施例

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的贮箱球形箱底的法兰盘焊接工艺针对大直径贮箱球形箱底而设计，特别适用于直径为5m的大直径贮箱球形箱底；能够有效解决大直径贮箱球形箱底的法兰盘焊接问题，而且焊接难度小、操作相对简单，装配质量和焊接质量高。

图1是本发明实施例大直径贮箱球形箱底的瓜瓣示意图，如图1所示，本实施例涉及的贮箱球形箱底的中间圆环部分由八块相同大小的瓜瓣组成。在部分瓜瓣上设置有工字形法兰盘。需要焊接法兰盘的瓜瓣1上事先开设有法兰盘安装孔3，该法兰盘安装孔3的设置位置依据不同设计要求会有所区别。法兰盘通过焊接的方式安装在法兰盘安装孔3中。在本发明一实施例中，瓜瓣焊接区厚度在4-10mm范围，法兰盘分布在瓜瓣径向950mm-1500mm的范围内，法兰盘焊接区直径范围是200-350mm。

图2是本发明贮箱球形箱底法兰盘焊接方法的流程图。如图2所示，本实施例的贮箱球形箱底法兰盘焊接方法，包括：

步骤201：将成型有法兰安装孔3的瓜瓣1与工装操作面固定，其中所述工装操作面的外表面为与所述瓜瓣1内表面形状匹配的模胎4；瓜瓣1与工装操作面的模胎4的固定结构如图3所示。

在本发明一实施例中，工装操作面上安装有瓜瓣压板安装柱7，瓜瓣压板安装柱7具有外螺纹，成型有法兰安装孔3的瓜瓣1通过第一压紧装置与所述模胎4固定。具体而言，如图4所示，该第一压紧装置包括瓜瓣压板6和第一压紧螺母8，瓜瓣压板6的四周开设有与瓜瓣压板安装柱7配合的安装孔。在固定瓜瓣1时，首先将瓜瓣1放置在模胎4上，使瓜瓣1的内表面与模胎4的外表面贴合，小端朝前，大端朝后；然后，将瓜瓣压板6安装在瓜瓣压板安装柱7上，使得瓜瓣压板6的安装孔穿过瓜瓣压板安装柱7，使瓜瓣压板6的下表面与瓜瓣1的外表面贴合；将第一压紧螺母8安装在瓜瓣压板安装柱7上，并旋紧使瓜瓣压板6将瓜瓣1压紧。

步骤202：将法兰盘2放置在法兰安装孔3处。

步骤203：将法兰盘2与法兰安装孔3焊接在一起。

在本发明一实施例中，在上述所述步骤202与步骤203之间进一步包括：将所述法兰盘2与模胎4固定；法兰盘2与工装操作面的模胎4的固定结构如图3所示。

具体地，工装操作面上安装有法兰定位柱10，法兰定位柱10具有外螺纹；法兰盘2通过第二压紧装置与法兰安装孔3对齐定位在模胎4上。如图4所示，该第二压紧装置包括法兰压板9和第二压紧螺母11，法兰压板9的中心处开设有与法兰定位柱10配合的装配孔。在固定法兰盘2时，首先将法兰盘2安装在法兰定位柱10上，再将法兰压板9安装在法兰定位柱10上，使法兰压板9的下表面与法兰盘2的上表面贴合；将第二压紧螺母11安装在法兰定位柱10上，并旋紧使法兰压板9将法兰盘2压紧。

步骤204：判断是否所有需要装配法兰盘2的瓜瓣1均焊接好各自的法兰盘2；如果是，则执行步骤205；否则，跳转执行步骤201。

步骤205：将构成球形箱底的所有瓜瓣1焊接在一起，形成贮箱球形箱底圆环。

利用本发明实施例提及的5m级贮箱球形箱底法兰盘自动焊接方法，首先对单个瓜瓣开设法兰安装孔，然后将法兰盘与单个瓜瓣焊接，最后再将所有瓜瓣焊接在一起，形成贮箱球形箱底。相对现有技术，该方法调整了焊接顺序后，只需要在单瓜瓣上焊接法兰盘，并且这种焊接不需要悬空倒挂半球形箱底，焊接难度降低很多，而且相比于现有技术需要悬空倒挂工装而言，本发明仅仅需要一个其外表面为与瓜瓣1内表面形状匹配的模胎4的工装即可，对工装设备要求简单。另外，利用本发明实施例的方式，对5m级箱底瓜瓣焊接采取的方向是平行焊，相比于现有技术手动悬空倒焊时大瓜瓣会严重变形，这种正面焊接不仅不会产生焊接变形，而且可以借助自动焊枪焊接。

在本发明一实施例中，在对法兰盘2和法兰安装孔3的焊接过程中，还可以进一步观察所述法兰盘2位于瓜瓣1内表面的一侧的焊接情况。再回到图4所示，如图4所示，工装操作台的模胎4表面上成型有向下凹进的环形凹槽5，在该环形凹槽5内设置有摄像头以及自动轨道，该摄像头可以沿着环形凹槽5进行周向运动。在焊接过程中，摄像头可以随着焊机轨迹运动，从而实时观察监控法兰盘2位于瓜瓣1内表面的一侧与法兰安装孔3的焊接情况，进一步确保焊接质量。

利用本发明实施例的贮箱球形箱底法兰盘焊接方法，能够实时观察法兰盘位于瓜瓣内表面的一侧与法兰安装孔的焊接情况，也就是说焊接运行轨迹规则可控，能够保证良好的焊接稳定性以及焊缝质量。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种5m级贮箱球形箱底法兰盘焊接方法，其特征在于，构成所述球形箱底的多个瓜瓣(1)中至少有一个瓜瓣(1)需要装配法兰盘(2)，所述方法包括：

将需要装配法兰盘(2)的瓜瓣(1)在指定位置上开设法兰安装孔(3)；

将成型有法兰安装孔(3)的瓜瓣(1)与工装操作面固定，其中所述工装操作面的外表面为与所述瓜瓣(1)内表面形状匹配的模胎(4)；

将法兰盘(2)放置在所述法兰安装孔(3)处，并将所述法兰盘(2)与所述法兰安装孔(3)焊接在一起；

重复上述步骤，直至所有需要装配所述法兰盘(2)的瓜瓣(1)均焊接好各自的所述法兰盘(2)；

将构成所述球形箱底的所有瓜瓣(1)焊接在一起，形成贮箱球形箱底圆环；

其中，所述工装操作面上安装有瓜瓣压板安装柱(7)，成型有法兰安装孔(3)的瓜瓣(1)通过第一压紧装置与所述模胎(4)固定；其中，第一压紧装置包括瓜瓣压板(6)和第一压紧螺母(8)，瓜瓣压板(6)的四周开设有与瓜瓣压板安装柱(7)配合的安装孔，瓜瓣压板安装柱(7)具有外螺纹；

所述将瓜瓣(1)通过第一压紧装置与所述模胎(4)固定包括：

在固定瓜瓣(1)时，将瓜瓣(1)放置在模胎(4)上，使瓜瓣(1)的内表面与模胎(4)的外表面贴合，小端朝前，大端朝后；

然后，将瓜瓣压板(6)安装在瓜瓣压板安装柱(7)上，使瓜瓣压板(6)的下表面与瓜瓣(1)的外表面贴合；将第一压紧螺母(8)安装在瓜瓣压板安装柱(7)上，并旋紧使瓜瓣压板(6)将瓜瓣(1)压紧。

2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在将所述法兰盘(2)与所述法兰安装孔(3)焊接在一起之前，进一步包括：

将所述法兰盘(2)与法兰安装孔(3)对齐，定位在模胎(4)上。

3.根据权利要求2所述的焊接方法，其特征在于，所述工装操作面上安装有法兰定位柱(10)，法兰盘(2)通过第二压紧装置与法兰安装孔(3)对齐，定位在模胎(4)上；

其中，所述第二压紧装置包括法兰压板(9)和第二压紧螺母(11)，法兰压板(9)的中心处开设有与法兰定位柱(10)配合的装配孔，法兰定位柱(10)具有外螺纹；

所述法兰盘(2)通过第二压紧装置与法兰安装孔(3)对齐，定位在模胎(4)上包括：

将法兰盘(2)安装在法兰定位柱(10)上，再将法兰压板(9)安装在法兰定位柱(10)上，使法兰压板(9)的下表面与法兰盘(2)的上表面贴合；将第二压紧螺母(11)安装在法兰定位柱(10)上，并旋紧使法兰压板(9)将法兰盘(2)压紧。

4.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，在将法兰盘(2)放置在所述法兰安装孔(3)处之前，进一步包括：在所述法兰盘(2)与所述法兰安装孔(3)之间预留过盈量。

5.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述将所述法兰盘(2)与所述法兰安装孔(3)焊接在一起包括：

在焊接过程中观察所述法兰盘(2)位于所述瓜瓣(1)内表面的一侧与所述法兰安装孔(3)的焊接情况。

6.根据权利要求5所述的焊接方法，其特征在于，通过设置于所述模胎(4)上的摄像头观察所述法兰盘(2)位于所述瓜瓣(1)内表面的一侧与所述法兰安装孔(3)的焊接情况。