CN104646795B - 一种5m直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法 - Google Patents

一种5m直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种5M直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法，可实现高效率的封箱焊接，并且保证用于支撑箱体的内支撑装置能够从人孔法兰中退出。该5M直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法包括：在前底靠近封箱环缝的内表面周向上均匀设置多个止推角片；所述止推角片包括一个周向止推片(1)和一个径向止推片(2)；通过所述前底上的人孔法兰将可拆卸杆系内支撑装置递入前底并组装成形；其中，所述可拆卸杆系内支撑装置包括多个内支撑块；将所述前底和筒段对合，并将所述可拆卸杆系内支撑装置并撑圆；其中，每个内支撑块对应贴紧在一个所述止推角片的周向止推片(1)上；对所述前底和筒段之间的封箱环缝进行焊接。

Description

一种5M直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法
技术领域
本发明涉及焊接领域，尤其涉及一种5M直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法。
背景技术
新一代运载火箭的5米直径贮箱是由前底、前短壳、中间筒段、后底、后短壳组合焊接而成，如图1所示。焊接顺序依次为前短壳和前底焊接(焊接完成后下架，称为前底组合件)→后短壳和后底焊接(焊接完成后称为后底组合件)→后底组合件和中间筒段的焊接→中间筒段间的焊接→最后一节筒段和前底组合件的焊接(封箱焊接)。其中，前底/后底由过渡环、圆环和顶盖焊接而成，圆环由多个瓜瓣拼焊而成。
现有技术对3.5M直径贮箱进行最后的封箱焊接时，由于前底和后底上均开有人孔法兰，因此操作者进出箱体较为方便，可使用固定内支撑装置。然而，5M直径贮箱仅在前底上开有一个小直径人孔法兰，原有的封箱焊接方法已无法适用于5M直径贮箱的封箱焊接，因此急需一种适用于5米直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接的方法。
发明内容
本发明实施例提供一种5M直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法，可实现高效率的封箱焊接，并且保证用于支撑箱体的内支撑装置能够从人孔法兰中退出。
本发明实施例提供一种5M直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法包括：
在前底靠近封箱环缝的内表面周向上均匀设置多个止推角片；所述止推角片包括一个周向止推片(1)和一个径向止推片(2)；
通过所述前底上的人孔法兰将可拆卸杆系内支撑装置递入前底并组装成形；其中，所述可拆卸杆系内支撑装置包括多个内支撑块；
将所述前底和筒段对合，并将所述可拆卸杆系内支撑装置并撑圆；其中，每个内支撑块对应贴紧在一个所述止推角片的周向止推片(1)上；
对所述前底和筒段之间的封箱环缝进行焊接。
本发明实施例提供的一种5M直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法，通过采用可拆卸杆系内支撑装置对封箱环缝进行内撑，在焊接完成之后，操作者可直接在箱体内部将该可拆卸杆系内支撑装置进行拆解，保证了在人孔法兰直径不变的情况下，内支撑装置可从人孔法兰中退出。
附图说明
图1是一种5米直径贮箱的结构示意图。
图2是本发明一实施例所提供的一种5M直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法的流程示意图。
图3所示为本发明一实施例提供的止推角片的分布示意图。
图4a所示为本发明一实施例提供的止推角片的结构主视图。
图4b所示为本发明一实施例提供的止推角片的结构仰视图。
图5所示为本发明一实施例提供的可拆卸杆系内支撑装置的结构示意图。
图6所示为本发明一实施例提供的一种5M直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法的内撑外压原理示意图。
图7所示为本发明一实施例提供的环形琴键外压装置的结构示意图。
附图标记如下：
周向止推片1、径向止推片2、铰链支座3、驱动气缸4、连杆5、琴键压板6、内环周向连杆7、外环周向连杆8、径向连杆9。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
图2是本发明一实施例所提供的一种5M直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法的流程示意图。如图2所示，该方法包括：
步骤101：在前底靠近封箱环缝的内表面周向上均匀设置多个止推角片，如图3所示。止推角片的作用是准确定位可拆卸内支撑装置上内支撑块的支撑位置，保证支撑位置均匀分布在封箱环缝上，提高周向上均匀的内支撑力。
在本发明一实施例中，是在前底的过渡环距封箱环缝焊接端面52mm处焊接(或胶接)24个止推角片。
在本发明一实施例中，止推角片通过焊接或胶结的方式设置在前底内表面。
图4a所示为本发明一实施例提供的止推角片的结构主视图。图4b所示为本发明一实施例提供的止推角片的结构仰视图。如图4a和4b所示，该止推角片包括一个周向止推片1和一个径向止推片2。
其中，周向止推片1用于在周向上贴紧可拆卸内支撑装置上的内支撑块。
在本发明一实施例中，由于筒段的刚性相比箱底过渡环较差，因此在将筒段安装在焊接型架上时，水平放置的筒段会有一定的下垂，从而造成筒段和过渡环的环形端面无法对合。但由于在环缝焊接的过程中，内支撑装置是先安装在箱底过渡环上的，当筒段和过渡环的环形端面无法对合时，内支撑装置的内撑块会和筒段相干涉而无法套入筒段。因此，可在一些内支撑块和止推角片的周向止推片1之间加装垫片，使得内支撑装置发生适应筒段下垂的形变，以此来保证该内支撑装置能够顺利套进筒段。在内支撑装置的所有内撑块顺利套入筒段后，再将这些垫片拆除，并将内支撑装置撑圆，以克服筒段的下垂变形，并为环缝焊接过程提供内支撑。在本发明一实施例中，加装的垫片厚度为15mm。
径向止推片2将可拆卸内支撑装置上的内支撑块从水平方向上贴紧固定，用于防止可拆卸内支撑装置向人孔法兰方向滑落。
在本发明一实施例中，通过三条绑带将可拆卸杆系内支撑装置拉紧在一固定花盘上，使每个内撑块贴紧在一个止推角片的径向止推片2上。该固定花盘可固定在整个封箱焊接设备上。当封箱环缝焊接完成后，在通过人孔法兰将绑带拆除退出即可。
本领域技术人员可以就理解，绑带的数量可根据所要实现的可拆卸杆系内支撑装置的拉紧程度而定，本发明对绑带的具体数量不做限定。
步骤102：通过前底上的人孔法兰将可拆卸杆系内支撑装置递入前底并组装成形；其中，可拆卸杆系内支撑装置包括多个内支撑块。由于5M直径的贮箱仅在前底上有一个人孔法兰，可拆卸杆系内支撑装置可先以分散零件的方式递入前底后再组装成形，此时还并没有将可拆卸杆系内支撑装置撑圆。
步骤103：将前底和筒段对合，并将可拆卸杆系内支撑装置并撑圆；其中，每个内支撑块对应贴紧在一个止推角片的周向止推片1上。
在本发明一实施例中，当可拆卸杆系内支撑装置撑圆时所达到的环形为Φ4992mm理论圆，能够和5M直径贮箱的封箱环缝良好贴合，前底和筒段之间的装配错缝需控制在0.5mm以内。
图5所示为本发明一实施例提供的可拆卸杆系内支撑装置的结构示意图。如图5所示，该可拆卸杆系内支撑装置包括：内支撑环A、外支撑环B和多个支撑机构C；所述内支撑环A为由多个内环周向连杆7构成的环形结构，所述外支撑环B为由多个外环周向连杆8构成的环形结构；所述内支撑环A通过多个径向连杆9与所述外支撑环B连接；所述外支撑环B的周向上设有多个所述支撑机构C；每个所述支撑机构C包括一个顶升机构10和一个支撑块11。
本领域技术人员可以理解，图5所示的可拆卸杆系内支撑装置为一种无心轴可拆卸内撑装置。当然也可将该可拆卸杆系内支撑装置设置为一种带芯轴的可拆卸内撑装置，只要改芯轴能够在焊接结束退出人孔法兰即可。本发明对可拆卸杆系内支撑装置的具体结构不做限定。
步骤104：在本发明一实施例中，在对前底和筒段之间的封箱环缝进行焊接之前，还可通过两个环形琴键外压装置从封箱环缝两侧分别对前底和筒段提高由外向内的压紧力，如图6所示。这样封箱环缝既得到了可拆卸内支撑装置的内支撑力，又可得到环形琴键外压装置的外压力，封箱环缝两侧的前底和筒段不会发生相对移动，保证了封箱环缝焊接的稳定性。同时可防止5M直径的前底和筒段在焊接过程中发生变形。
在本发明一实施例中，将两环形琴键外压装置移动至距封箱环缝25-30mm位置处，进行0.6MPa由外向内的压紧。
图7所示为本发明一实施例提供的环形琴键外压装置的结构示意图。如图7所示，该环形琴键外压装置呈环形，所述环形上设置多个琴键压紧装置；其中，琴键压紧装置包括：铰链支座3、驱动气缸4、连杆5和琴键压板6；所述铰链支座3上设有驱动气缸4；所述驱动气缸4通过所述连杆5与所述琴键压板6连接。
在本发明一实施例中，在对前底和筒段之间的封箱环缝进行焊接之前，还可旋转封箱环缝观察箱底和筒段是否存在装配错缝。如果存在装配错缝即可通过调整两个环形琴键外压装置和/可拆卸杆系内支撑装置来消除装配错缝。
在本发明一实施例中，在对前底和筒段之间的封箱环缝进行焊接之前，还可对封箱环缝两侧的前底和筒段进行平行铣切。为保证筒段或前底在铣切过程中的同轴度，可将筒段撑至Φ4992理论圆，在筒段或前底上画杆系内支撑装置的参考线，以保证平行铣切后内支撑装置的内支撑块上的焊漏槽和封箱环缝的焊接接头对齐。
在本发明一实施例中，采用氦弧打底和氩弧盖面的单面双层焊接工艺对封箱环缝进行焊接。
本领域技术人员可以理解，采用环形琴键外压装置进行外压的步骤并不一定和采用可拆卸杆系内支撑装置进行内撑的步骤同时进行，操作者可根据需要随时调整环形琴键外压装置上某个琴键压板6的外压力以及内支撑装置上某个内撑块11的内撑力，本发明对调整内撑外压的具体步骤不做限定。
本发明实施例提供的一种5M直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法，通过采用可拆卸杆系内支撑装置对封箱环缝进行内撑，在焊接完成之后，操作者可直接在箱体内部将该可拆卸杆系内支撑装置进行拆解，保证了在人孔法兰直径不变的情况下，内支撑装置可从人孔法兰中退出。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，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 (10)

1.一种5M直径弱刚性、小直径人孔贮箱封箱环缝焊接方法，其特征在于，包括：
在前底靠近封箱环缝的内表面周向上均匀设置多个止推角片；所述止推角片包括一个周向止推片(1)和一个径向止推片(2)；
通过所述前底上的人孔法兰将可拆卸杆系内支撑装置递入前底并组装成形；其中，所述可拆卸杆系内支撑装置包括多个内支撑块；
将所述前底和筒段对合，并将所述可拆卸杆系内支撑装置撑圆；其中，每个内支撑块对应贴紧在一个所述止推角片的周向止推片(1)上；
对所述前底和筒段之间的封箱环缝进行焊接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可拆卸杆系内支撑装置包括：内支撑环A、外支撑环B和多个支撑机构C；所述内支撑环A为由多个内环周向连杆(7)构成的环形结构，所述外支撑环B为由多个外环周向连杆(8)构成的环形结构；所述内支撑环A通过多个径向连杆(9)与所述外支撑环B连接；所述外支撑环B的周向上设有多个所述支撑机构C；每个所述支撑机构C包括一个顶升机构(10)和一个支撑块(11)。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：通过绑带将所述可拆卸杆系内支撑装置拉紧在一固定花盘上，使每个内支撑块贴紧在一个所述止推角片的径向止推片(2)上。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进一步包括：在支撑块(11)和止推角片之间加装垫片。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述止推角片通过焊接或胶结的方式设置在所述前底内表面。
6.根据权利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于，进一步包括：通过两个环形琴键外压装置从所述封箱环缝两侧分别对前底和筒段提高由外向内的压紧力。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述环形琴键外压装置呈环形，所述环形上设置多个琴键压紧装置；
其中，所述琴键压紧装置包括：铰链支座(3)、驱动气缸(4)、连杆(5)和琴键压板(6)；所述铰链支座(3)上设有驱动气缸(4)；所述驱动气缸(4)通过所述连杆(5)与所述琴键压板(6)连接。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在对所述前底和筒段之间的封箱环缝进行焊接之前，进一步包括：
旋转所述封箱环缝观察所述箱底和筒段是否存在装配错缝；
通过调整所述两个环形琴键外压装置和/或所述可拆卸杆系内支撑装置来消除所述装配错缝。
9.根据权利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于，在对所述前底和筒段之间的封箱环缝进行焊接之前，进一步包括：
对所述封箱环缝两侧的前底和筒段进行平行铣切。
10.根据权利要求1至5中任一所述的方法，其特征在于，对所述前底和筒段之间的封箱环缝进行焊接包括：
采用氦弧打底和氩弧盖面的单面双层焊接工艺对所述封箱环缝进行焊接。
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