CN106342017B - 运载火箭的箭体筒段环缝焊接支撑装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及运载火箭的箭体制造设备，公开了一种运载火箭的箭体筒段环缝焊接支撑装置，包括内框架[1]的周围布置有向外辐射状的多个辅助支撑[2]，辅助支撑[2]的外端依次设置有整体框架[5]和弧形撑板[7]，两者的内部连接处设置有整体气囊[4]，通过限位块[6]限位；在弧形撑板[7]的外端嵌入安装有焊漏板[8]。本发明取得了有效、均匀、整齐、快速的撑开被焊工件，且贴合度良好的有益效果。

Description

运载火箭的箭体筒段环缝焊接支撑装置

技术领域

本发明涉及运载火箭的箭体制造设备，特别涉及一种运载火箭的箭体筒段环缝焊接支撑装置。

背景技术

运载火箭的箭体结构采用大型薄壁铝合金装焊而成，主要构件为前、后短壳，前、后箱底和中间筒段，其中，每个中间筒段由4块圆弧形壁板焊接成，最后，将筒段彼此对接，连接处进行环缝焊接，完成贮箱环缝成形。

由上所述，筒段具有直径大、壁薄等特点。而薄壁焊接容易产生变形，故装焊后的圆段和直径均存在一定程度的差异。同时由于铝合金的流动性较强，在焊接过程中为保证背面成形，需要使用内支撑辅助背面焊缝成形。因此，在筒段对接焊时，需采用内撑装置以控制焊接变形和辅助背面焊缝成形。现有技术中，使用的内撑结构一般由6至8瓣弧板组成，弧板的外径同产品内径的理论尺寸相同，每块弧板由一个气缸组件控制，最终全部撑开后形成圆环状支撑。由于每个气缸组件独立工作，故撑开后每个弧板推出的时间差异较大，并且与产品型面贴合也较差。同时，由于产品自身的圆度以及两个对接筒段直径存在差异，局部环缝经常存在空隙。如需改变现状，必须要缩短弧板和气撑的长度，增加弧板和气撑的数量，改造原低压气路为高压气路以拥有足够的撑力，但是，这些改进的技术方案，将进一步增加控制系统的难度，使得生产成本偏高。

目前没有发现同本发明类似技术的说明或报道，也尚未收集到国内外类似的资料。

发明内容

为了解决现有技术的辅助焊接支撑装置撑开后每个弧板推出的时间差异大，与产品型面贴合差等问题，本发明的目的在于提供一种运载火箭的箭体筒段焊接支撑装置，利用本发明，在拥有足够撑开力的同时，使得工件各部分均匀受力，且控制方式简单可靠。

为了达到上述发明目的，本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是提供一种运载火箭的箭体筒段环缝焊接支撑装置，该装置包括：

一个圆形的内框架，设置于该支撑装置的内圆中心位置，与焊接系统的主轴连接；在内框架的周围布置有向外辐射状的多个辅助支撑，辅助支撑的外端设置有整体框架；整体框架的外端镶嵌有弧形撑板，两者通过回程拉簧装置拉紧，整体框架和弧形撑板的内部连接处设置有整体气囊，形成弹性连接，通过限位块限位；上述弧形撑板、限位块和回程拉簧装置依次装入整体框架，其中限位块用连接螺钉固定在整体框架上，回程拉簧装置的两端用连接螺钉分别固定于整体框架和弧形撑板上；在弧形撑板的外端嵌入安装有焊漏板。

本发明运载火箭的箭体筒段环缝焊接支撑装置，由于采取上述的技术方案，改变原先的气缸支撑组件为气囊结构，改单个气缸独立运动为整体联动刚性装置，其次，减小单个支撑的长度，增加支撑的数量，各活动支撑弧板间采用小间隙配合确保内撑对中。因此，该装置拥有足够的刚性，利用中心轴固定本装置后，可以很好的与焊缝中心对中，并且装卸方便、快速、高效。鉴于该装置均匀分布设置有18块支撑，依靠气囊内撑结构强有力的稳定涨力，因此，解决了现有技术存在的辅助焊接支撑装置撑开后每个弧板推出的时间差异大，与产品型面贴合差等问题，取得了有效、均匀、整齐、快速的撑开被焊工件，且贴合度良好的有益效果。

附图说明

图1是现有技术，表示辅助焊接支撑装置的结构；

图2是本发明运载火箭的箭体筒段焊接支撑装置的结构示意图；

图3为图2中A-A线的剖视图。

具体实施方式

图1是现有技术，表示辅助焊接支撑装置的结构；如图1所示，现有技术使用的内撑结构一般由6至8瓣弧板组成，弧板的外径同产品内径的理论尺寸相同，每块弧板由一个气缸组件控制，将上述6至8瓣弧板全部撑开后形成圆环状支撑。由于每个气缸组件独立工作，故撑开后每个弧板推出的时间差异较大，并且与产品型面贴合也较差。影响了产品的焊接质量。

下面结合附图说明本发明的优选实施例。

图2是本发明运载火箭的箭体筒段焊接支撑装置的结构示意图；图3为图2中A-A线的剖视图。如图2和图3的实施例所示，该装置包括：内框架1，辅助支撑2，回程拉簧装置3，整体气囊4，整体框架5，限位块6、弧形撑板7、焊漏板8、连接螺钉B1、紧定螺钉B2以及气囊进气口B。其配置连接关系如下：

该支撑装置的内圆中心位置设置有一个圆形的内框架1，与焊接系统的主轴连接；在内框架1的周围布置有向外辐射状的多个辅助支撑2，辅助支撑2为圆管型钢，与整体框架5连接；整体框架5的外端镶嵌有弧形撑板7，两者通过回程拉簧装置3拉紧，它们的内部连接处设置有整体气囊4，形成弹性连接，通过限位块6限位；辅助支撑2分别与内框架1和整体框架5拼焊后车削，形成整体为圆状的整体支撑框架；上述弧形撑板7、限位块6和回程拉簧装置3依次装入整体框架，其中限位块6用连接螺钉B1固定在整体框架5上，回程拉簧装置3的两端用连接螺钉B1分别固定于整体框架5和弧形撑板7上；在弧形撑板7的外端嵌入安装有焊漏板8；焊漏板8为不锈钢结构，用于焊接时直接支撑接触焊缝；上述弧形撑板7及焊漏板8各为18块。每相邻两块之间的间隙为0.5mm。在整体框架5与18块弧形撑板7之间，设置有一个整体气囊4，其头部具有快速接头，与供气装置连接，用于气囊充气，尾部直接封闭；整体气囊4充气后，可以使得弧形撑板7连带焊漏板8拉动回程拉簧装置3后同时撑起，当达到限位位置后停止。

图3是本发明装置中整体框架的侧向剖视图。如图3的实施例所示，在上述整体框架5的外端部，镶嵌有18块弧形撑板7，每块弧形撑板7中镶嵌有焊漏板8。

下面进一步对本发明的工作过程进行描述。首先将本装置与焊接系统的中心轴连接盘(具备水平移动的功能)安装，并移动至环缝中心，将供气装置与气囊连接，供气后气囊充气并使得弧形撑板连带焊漏板克服回程拉簧装置拉力后整体撑开，达到支撑待焊件的功能。其中限位装置用于防止支撑后周长过大而损坏工件。

由上所述，本发明运载火箭的箭体筒段环缝焊接支撑装置，改变了现有技术的气缸支撑组件为气囊结构，改单个气缸独立运动为整体联动刚性装置，其次，减小单个支撑的长度，增加支撑的数量，各活动支撑弧板间采用小间隙配合确保内撑对中。因此，该装置拥有足够的刚性，利用中心轴固定本装置后，可以很好的与焊缝中心对中，并且装卸方便、快速、高效。

Claims (5)

1.一种运载火箭的箭体筒段环缝焊接支撑装置，其特征是：该装置包括：一个圆形的内框架[1]，设置于该支撑装置的内圆中心位置，与焊接系统的主轴连接；在内框架[1]的周围布置有向外辐射状的多个辅助支撑[2]，辅助支撑[2]的外端设置有整体框架[5]；整体框架[5]的外端镶嵌有弧形撑板[7]，两者通过回程拉簧装置[3]拉紧，整体框架[5]和弧形撑板[7]的内部连接处设置有整体气囊[4]，形成弹性连接，通过限位块[6]限位；其中限位块[6]用连接螺钉[B1]固定在整体框架[5]上，回程拉簧装置[3]的两端用连接螺钉[B1]分别固定于整体框架[5]和弧形撑板[7]上；在弧形撑板[7]的外端嵌入安装有焊漏板[8]。

2.如权利要求1所述的箭体筒段环缝焊接支撑装置，其特征在于：所述的辅助支撑[2]为圆管型钢，辅助支撑[2]分别与内框架[1]和整体框架[5]拼焊后车削，形成整体为圆状的整体支撑框架。

3.如权利要求1所述的箭体筒段环缝焊接支撑装置，其特征在于：所述的焊漏板[8]为不锈钢结构，焊接时直接支撑接触焊缝。

4.如权利要求1所述的箭体筒段环缝焊接支撑装置，其特征在于：所述的弧形撑板[7]及焊漏板[8]各为18块；每相邻两块之间的间隙为0.5mm。

5.如权利要求1所述的箭体筒段环缝焊接支撑装置，其特征在于：所述的整体气囊[4]，其头部具有快速接头，与供气装置连接，用于气囊充气，尾部直接封闭。