CN113210898A - 用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装及其焊接工艺 - Google Patents

用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装及其焊接工艺 Download PDF

Info

Publication number
CN113210898A
CN113210898A CN202110435200.XA CN202110435200A CN113210898A CN 113210898 A CN113210898 A CN 113210898A CN 202110435200 A CN202110435200 A CN 202110435200A CN 113210898 A CN113210898 A CN 113210898A
Authority
CN
China
Prior art keywords
section
jacket
wall
tire
pressing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202110435200.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113210898B (zh
Inventor
杨瑞康
袁宇
宣智超
韩建业
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Landspace Technology Co Ltd
Original Assignee
Landspace Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Landspace Technology Co Ltd filed Critical Landspace Technology Co Ltd
Priority to CN202110435200.XA priority Critical patent/CN113210898B/zh
Priority claimed from CN201910159991.0A external-priority patent/CN109834396B/zh
Publication of CN113210898A publication Critical patent/CN113210898A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113210898B publication Critical patent/CN113210898B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/70Auxiliary operations or equipment
    • B23K26/702Auxiliary equipment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02Plasma welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/003Cooling means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • B23K37/0426Fixtures for other work
    • B23K37/0435Clamps
    • B23K37/0443Jigs
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/20Hydro energy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Tyre Moulding (AREA)

Abstract

本申请提供了一种用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装,其包括:芯轴组件、夹套胎、压环组件和压合组件;芯轴组件、夹套胎、压环组件和压合组件配合使用,对推力室中喷管夹套段的内外壁进行定位、压紧和压合,以辅助推力室中喷管夹套段内外壁的焊接。与现有喷管焊接所需的多套单一工装相比,本申请复合工装不仅功能更全,而且能够大大减少单一工装的数量,进一步减少焊接前的准备工序、简化生产工艺、降低喷管的生产成本。

Description

用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装及其焊接工艺
本申请为申请日为2019年03月04日,申请号为201910159991.0,名称为“用于推力室焊接的复合工装及推力室焊接工艺”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本申请属于火箭发动机制造技术领域,具体涉及一种用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装及其焊接工艺。
背景技术
喷管是液体火箭发动机中负责将燃气膨胀加速喷出,获得反推力的部件。为了承受燃气的高温,喷管一般采用冷却夹套结构,利用推进剂在喷管结构内数百个微小通道流过时带走燃气的热量,保证喷管结构金属材料不被燃气烧蚀、烧毁。喷管的冷却夹套结构由铣槽内壁和外壁组成,该结构的各部分可以在分别制造后通过采用焊接、螺栓连接等方式连接在一起。
现有喷管冷却夹套结构的制造方法主要有:真空加压钎焊、扩散焊、电铸以及焊接。现有的喷管制造过程中需要多套工装来保证各部分的焊接。所用工装包括压合工装、钎焊工装、焊接工装与电铸工装等一系列的配套工装。在现有喷管的生产过程中,这些工装各自承担其自身的功能,不具有通用性,从而导致喷管的制造过程中存在以下问题:焊接前的准备工序多、工艺复杂、实现难度较大、设备昂贵、调试/试制周期长、生产能耗较大、接头力学性能低于母材等。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题,本申请提供了一种用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装及其焊接工艺。
根据本申请实施例的第一方面,本申请提供了一种用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装,其包括:芯轴组件、夹套胎、压环组件和压合组件;
所述芯轴组件、夹套胎、压环组件和压合组件配合使用,对推力室中喷管夹套段的内外壁进行定位、压紧和压合,以辅助推力室中喷管夹套段内外壁的焊接。
上述用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装中,所述芯轴组件沿所述夹套胎的长度方向固定设置在所述夹套胎的内部中轴线上,所述夹套胎用于对喷管夹套段内外壁进行定位;
所述压环组件用于将喷管夹套段内外壁压紧在所述夹套胎上;
所述压合组件用于将喷管夹套段内外壁压紧贴合。
上述用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装中,所述芯轴组件包括中心轴、芯轴螺母和大端装夹钢套;所述夹套胎包括夹套胎I段和夹套胎II段;
所述夹套胎II段采用圆台结构,所述夹套胎I段连接在所述夹套胎II段的小口径端;
所述中心轴的一端沿所述夹套胎的长度方向依次穿过所述夹套胎I段和夹套胎II段,通过所述大端装夹钢套固定在所述夹套胎II段的大口径端;所述中心轴的另一端通过所述芯轴螺母与所述压合组件进行固定连接。
进一步地,所述夹套胎I段上设置有气路液路管嘴,所述气路液路管嘴用于向所述夹套胎II段中通入焊接所需工质。
进一步地,所述夹套胎II段包括外筒、内筒和肋条;
沿所述夹套胎II段的长度方向,所述外筒和内筒同轴设置,所述外筒和内筒之间周向固定设置有多根所述肋条;且各所述肋条的宽度随着所述外筒的形状变化。
进一步地,所述压环组件包括夹套外压环、压环螺栓和压环螺母;
两所述夹套外压环平行套设在靠近所述夹套胎II段的大口径端的所述夹套胎II段的外壁上,用于将喷管夹套段内外壁压紧在所述夹套胎II段上;
所述压环螺栓和压环螺母沿周向设置在所述夹套外压环上,用于对压紧在所述夹套胎II段上的喷管夹套段内外壁进行调平和夹紧。
进一步地,所述压合组件包括压合盖板、盖板轴套、压合垫环和第一调整螺栓;
所述压合盖板通过所述盖板轴套组装在所述中心轴靠近所述夹套胎II段的小口径端的一端,所述压合盖板的开口端边缘设置在待焊的喷管夹套段内外壁的外侧,且通过所述压合垫环和第一调整螺栓用于将待焊的喷管夹套段内外壁压紧贴合,并调整到预设要求的压合状态;
所述压合垫环设置在所述压合盖板的开口端边缘内侧与待焊的喷管夹套段之间;所述第一调整螺栓设置在所述压合盖板形成开口端的两个侧壁上,通过所述第一调整螺栓实现喷管夹套段内外壁压合的找正。
根据本申请实施例的第二方面,本申请还提供了一种用于所述的用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装的焊接工艺,其包括以下步骤:
利用芯轴组件、夹套胎、压环组件和压合组件对推力室中喷管夹套段的内外壁进行定位、夹紧和压合,并对喷管夹套段内外壁的纵肋焊缝进行焊接;
将纵肋焊缝焊接完成的喷管夹套段内外壁从夹套胎上取下,完成下胎。
上述用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装的焊接工艺中,所述利用芯轴组件、夹套胎、压环组件和压合组件对推力室中喷管夹套段的内外壁进行定位、夹紧和压合,并对喷管夹套段内外壁的纵肋焊缝进行焊接的过程为:
将待焊件喷管夹套段内外壁装夹到夹套胎Ⅱ段上,并通过夹套外压环压紧;配合高度尺,通过周向分布的压环螺母和压环螺栓对喷管夹套段内外壁进行调平与夹紧;
在中芯轴靠近夹套胎II段的小口径端的一端依次装入盖板轴套、压合盖板和芯轴螺母,在压合盖板的边缘与夹套胎I段之间装入压合垫环,通过压合盖板将待焊件喷管夹套段内外壁压紧贴合,通过压合盖板边缘的第一调整螺栓将压合盖板调整到预设的压合状态;
通过气路液路管嘴通入冷却水,沿夹套胎II段的长度方向上预设的焊缝轨迹,完成纵肋焊缝在冷却条件下的焊接。
根据本申请的上述具体实施方式可知,至少具有以下有益效果:采用本申请用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装能够同时实现推力室中喷管夹套段的内外壁压合、喷管夹套段的纵向肋焊缝的焊接,与现有技术中喷管焊接所需的多套单一工装相比,本申请复合工装不仅功能更全,而且能够大大减少单一工装的数量,进一步减少焊接前的准备工序、简化生产工艺、降低喷管的生产成本等。
应了解的是,上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的,其并不能限制本申请所欲主张的范围。
附图说明
下面的所附附图是本申请的说明书的一部分,其示出了本申请的实施例,所附附图与说明书的描述一起用来说明本申请的原理。
图1为本申请具体实施方式提供的用于焊接的复合工装在短芯轴状态下的使用状态示意图。
图2是本申请具体实施方式提供的用于焊接的复合工装在长芯轴状态下的使用状态示意图。
图3为本申请具体实施方式提供的复合工装短芯轴状态下喷管夹套段的纵肋焊缝的相对位置示意图。
图4为本申请具体实施方式提供的用于焊接的复合工装中推力室的身部与喷管夹套段的内外壁的连接关系示意图。
附图标记说明:
1、芯轴组件;11、中心轴;12、芯轴螺母;13、大端装夹钢套;
2、夹套胎;21、夹套胎I段;211、路液路管嘴;212、紧胎螺栓;22、夹套胎II段;221、外筒;222、内筒;223、肋条;224、减重孔;
3、压环组件;31、夹套外压环;32、压环螺栓;33、压环螺母;
4、压合组件;41、压合盖板;42、盖板轴套;43、压合垫环;44、第一调整螺栓;
5、施压组件;51、施压上板;52、施压下板;53、O型橡胶圈;54、第二调整螺栓。
10、喷管夹套段的内外壁;101、焊缝轨迹;20、推力室的身部;30、外壁搭接环。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下面将以附图及详细叙述清楚说明本申请所揭示内容的精神,任何所属技术领域技术人员在了解本申请内容的实施例后,当可由本申请内容所教示的技术,加以改变及修饰,其并不脱离本申请内容的精神与范围。
本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,但并不作为对本申请的限定。另外,在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
关于本文中所使用的“第一”、“第二”、…等,并非特别指称次序或顺位的意思,也非用以限定本申请,其仅为了区别以相同技术用语描述的元件或操作。
关于本文中所使用的方向用语,例如:上、下、左、右、前或后等,仅是参考附图的方向。因此,使用的方向用语是用来说明并非用来限制本创作。
关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等,均为开放性的用语,即意指包含但不限于。
关于本文中所使用的“及/或”,包括所述事物的任一或全部组合。
关于本文中的“多个”包括“两个”及“两个以上”;关于本文中的“多组”包括“两组”及“两组以上”。
关于本文中所使用的用语“大致”、“约”等,用以修饰任何可以细微变化的数量或误差,但这些微变化或误差并不会改变其本质。一般而言,此类用语所修饰的细微变化或误差的范围在部分实施例中可为20%,在部分实施例中可为10%,在部分实施例中可为5%或是其他数值。本领域技术人员应当了解,前述提及的数值可依实际需求而调整,并不以此为限。
某些用以描述本申请的用词将于下或在此说明书的别处讨论,以提供本领域技术人员在有关本申请的描述上额外的引导。
图1为本申请具体实施方式提供的用于焊接的复合工装在短芯轴状态下的使用状态示意图。图2为本申请具体实施方式提供的用于焊接的复合工装在长芯轴状态下的使用状态示意图。
如图1、图2和图4所示,本申请用于焊接的复合工装包括芯轴组件1、夹套胎2、压环组件3、压合组件4和施压组件5。在短芯轴状态下,芯轴组件1、夹套胎2、压环组件3和压合组件4配合使用,对推力室中喷管夹套段的内外壁10进行定位、夹紧和压合,从而便于对喷管夹套段的纵肋焊缝进行焊接;在长芯轴状态下,芯轴组件1、夹套胎2、压环组件3和施压组件5配合使用,对推力室的身部20与喷管夹套段的内壁进行装夹,从而便于完成推力室的身部20与喷管夹套段的内壁的环焊缝焊接,以及喷管夹套段的外壁搭接环30的环焊缝焊接;最终完成对推力室的身部20与喷管夹套段的对接焊接。
本申请用于焊接的复合工装中,芯轴组件1沿夹套胎2的长度方向固定设置在夹套胎2的内部中轴线上,夹套胎2用于对喷管夹套段内外壁进行定位。压环组件3用于将喷管夹套段内外壁压紧在夹套胎2上。压合组件4用于在复合工装的短芯轴状态下将喷管夹套段内外壁压紧贴合。施压组件5用于在复合工装的长芯轴状态下将推力室的身部20与喷管夹套段焊缝对接的间隙调整到预设值。
通过本申请用于焊接的复合工装能够同时实现推力室中喷管夹套段的内外壁10压合、喷管夹套段的纵向肋焊缝的焊接、喷管夹套段与推力室的身部20的内壁环焊缝焊接以及喷管夹套段的外壁搭接环30的环焊缝焊接。相对于现有喷管焊接所需的夹套压合工装、夹套钎焊工装、夹套身部内壁焊接工装、夹套身部外壁搭接环30焊接工装等多套单一工装,本申请用于焊接的复合工装能够大大减少单一工装的数量,减少多套单一工装的占地与管理,降低多套单一工装使用出错的风险,进一步降低喷管的生产成本。
在本实施例中,芯轴组件1包括中心轴11、芯轴螺母12和大端装夹钢套13,夹套胎2包括夹套胎I段21和夹套胎II段22。
其中,夹套胎II段22采用圆台结构,夹套胎I段21连接在夹套胎II段22的小口径端。具体地,夹套胎I段21通过紧胎螺栓212与夹套胎II段22进行连接。夹套胎I段21上还设置有气路液路管嘴211,气路液路管嘴211用于向夹套胎II段22中通入焊接所需冷却水或保护气等工质。
中心轴11的一端沿夹套胎2的长度方向依次从夹套胎I段21和夹套胎II段22穿过后,通过大端装夹钢套13固定在夹套胎II段22的大口径端。中心轴11的另一端通过芯轴螺母12与压合组件4或施压组件5进行固定连接。
具体地,中心轴11可以采用短芯轴或长芯轴。短芯轴和长芯轴可以为独立的两根芯轴,长芯轴还可以是短芯轴通过联轴器加长得到的长芯轴。
夹套胎I段21采用不锈钢材料制成,其能够保证待焊件装夹的精度,同时保证其自身的抗磨损性。夹套胎II段22采用铝、铝合金、铜合金或铁等材料制成,具有良好的散热性能。夹套胎2采用分体胎设计,在实现定位的同时,还能够保证留有焊接收缩预留量,从而实现喷管夹套焊接收缩变形后再次上胎装夹。
具体地,夹套胎II段22包括外筒221、内筒222和肋条223。其中,沿夹套胎II段22的长度方向,外筒221和内筒222同轴设置,外筒221和内筒222之间周向固定设置有多根肋条223,且各肋条223的宽度随着外筒221的形状变化。为便于对夹套胎II段22进行减重,各肋条223上均设置有多个减重孔224。
在本实施例中,压环组件3包括夹套外压环31、压环螺栓32和压环螺母33。两夹套外压环31平行套设在靠近夹套胎II段22的大口径端的夹套胎II段22的外壁上,用于将喷管夹套段内外壁压紧在夹套胎II段22上。压环螺栓32和压环螺母33沿周向设置在夹套外压环31上,用于对压紧在夹套胎II段22上的喷管夹套段内外壁进行调平和夹紧。
在本实施例中,压合组件4包括压合盖板41、盖板轴套42、压合垫环43和第一调整螺栓44。压合盖板41通过盖板轴套42组装在中心轴11靠近夹套胎II段22的小口径端的一端,压合盖板41的开口端边缘设置在待焊的喷管夹套段内外壁的外侧,且通过压合垫环43和第一调整螺栓44用于将待焊的喷管夹套段内外壁压紧贴合,并调整到预设要求的压合状态。压合垫环43设置在压合盖板41的开口端边缘内侧与待焊的喷管夹套段之间,以缓解对喷管夹套段的损坏。第一调整螺栓44设置在压合盖板41形成开口端的两个侧壁上,通过第一调整螺栓44能够实现喷管夹套段内外壁压合的找正,从而保证喷管夹套段内外壁焊接前的贴合状态。
在本实施例中,施压组件5包括施压上板51、施压下板52、O型橡胶圈53和第二调整螺栓54。施压上板51和施压下板52沿夹套胎II段22的小口径端到大口径端的方向,设置在中心轴11靠近夹套胎II段22的小口径端的一端,施压下板52通过O型橡胶圈53用于与推力室的身部20的圆柱形端连接。第二调整螺栓54周向设置在施压上板51上,用于配合施压上板51和施压下板52将推力室的身部20与喷管夹套段焊缝对接的间隙调整到预设值。
施压下板52采用O型橡胶圈53进行定中,能够实现2mm内的自适应定中。通过施压上板51上的8颗第二调整螺栓54能够对推力室对接环缝的间隙进行调整,保证焊接前对间隙的要求。
本申请用于焊接的复合工装采用可换芯轴的设计,能够在装夹状态下更换芯轴,从而能够省去工装反复装夹的过程,减少复合工作重复定位的误差,提高焊接精度。夹套胎II段22采用圆台型定位支撑,能够有效地减少焊接装夹定位的工作量,提高焊接定位的精度。
本申请用于焊接的复合工装,可以适用于对待焊部件进行激光焊接和等离子焊接等各类高能离子束焊接。
基于本申请提供的用于焊接的复合工装,本申请还提供了一种推力室焊接工艺,其包括以下步骤:
S1、在复合工装的短芯轴状态下,对推力室中喷管夹套段的内外壁10进行定位、夹紧和压合,并对喷管夹套段内外壁的纵肋焊缝进行焊接,其具体过程为:
S11、将待焊件喷管夹套段内外壁装夹到夹套胎Ⅱ段22上,并通过夹套外压环31压紧。配合高度尺,通过周向分布的压环螺母33和压环螺栓32对喷管夹套段内外壁进行调平与夹紧。
S12、在短芯轴靠近夹套胎II段22的小口径端的一端依次装入盖板轴套42、压合盖板41和芯轴螺母12,在压合盖板41的边缘与夹套胎I段21之间装入压合垫环43,通过压合盖板41将待焊件喷管夹套段内外壁压紧贴合,通过压合盖板41边缘的16个第一调整螺栓44将压合盖板41调整到预设的压合状态。
S13、通过气路液路管嘴211通入冷却水,按照图3所示焊缝位置,沿夹套胎II段22的长度方向上预设的焊缝轨迹101,完成纵肋焊缝在冷却条件下的焊接。
S2、将纵肋焊缝焊接完成的喷管夹套段内外壁从夹套胎2上取下,完成下胎,其具体过程为:
S21、依次卸下芯轴螺母12、压合盖板41、盖板轴套42、压合垫环43和第一调整螺栓44。
S22、依次卸下压环螺母33、夹套外压环31和压环螺栓32,将喷管夹套段内外壁卸下,完成下胎。
S3、在复合工装的长芯轴状态下,对推力室的身部20与喷管夹套段的内壁进行装夹,并对推力室的身部20与喷管夹套段进行对接焊接,其具体过程为:
S31、复合工装在变位机锥形定位面及卡爪装夹状态下,将短芯轴更换为长芯轴。
S32、将纵肋焊缝焊接完成的喷管夹套段内外壁装重新夹到夹套胎2Ⅱ段上,并通过夹套外压环31压紧。配合高度尺,通过周向分布的压环螺母33和压环螺栓32对喷管夹套段内外壁进行调平与夹紧。
S33、将加工好的待焊件推力室的身部20、O型橡胶圈53、施压下板52、施压上板51、第二调整螺栓54和芯轴螺母12依次从中心轴11靠近夹套胎II段22小口径段的一端装入,通过调整施压上板51上的8颗第二螺栓将推力室的身部20与喷管夹套段焊缝对接的间隙调整到预设值。
S34、穿过施压上板51与施压下板52上对应设置的预留孔,通过气路液路管嘴211向夹套胎II段中通入焊接保护气,对推力室的身部20与喷管夹套段的内壁进行环焊缝焊接。
S35、停止通入保护气,穿过施压上板51与施压下板52上对应设置的预留孔,通过气路液路管嘴211向夹套胎II段22中通入焊接冷却水,对喷管夹套段的外壁搭接环30进行环焊缝焊接。至此,完成对推力室的身部20与喷管夹套段的对接焊接。
S4、将完成焊接的推力室从夹套胎2上取下,完成下胎,其具体过程为:
S41、依次卸下芯轴螺母12、第二调整螺栓54、施压上板51、施压下班和O型橡胶圈53。
S42、依次卸下压环螺母33、夹套外压环31和压环螺栓32,将推力室的身部20和喷管夹套段内外壁卸下,完成下胎。
在上述推力室的焊接工艺过程中,夹套胎II段22采用热导率高的铝胎、铝合金胎、铜合金胎和铁胎等中的一种,并增加冷却液膜的设计,能够显著降低焊接过程的温升,有效地降低喷管夹套段内外壁纵肋焊缝焊接过程中的焊接应力。同时,通过气路液路管嘴211向夹套胎II段22中通入焊接所需冷却水或保护气等工质,能够在搭接环的焊接过程中实现气冷与水冷两种冷却方式的选择,有效地降低搭接环的环焊缝焊接的热变形。
在上述推力室的焊接工艺过程中,复合工装在变位机锥形定位面及卡爪装夹状态下,将短芯轴更换为长芯轴,再依次将加工好的推力室的身部20和施压组件5装入,通过调整施压上板51上的8颗第二螺栓,将推力室的身部20与喷管夹套段焊缝对接的间隙调整到预设值,通过气路液路管嘴211向夹套胎II段22中通入焊接保护气,进行推力室的身部20与喷管夹套段内壁的异种金属焊接。然后通入冷却水,完成喷管夹套段外壁搭接环30的焊接,通过可卸胎螺栓将推力室下胎,完成推力室的身部20与喷管夹套段的焊接,能够消除吊装将喷管夹套段内壁焊缝拉裂的风险。
以上所述仅为本申请示意性的具体实施方式,在不脱离本申请的构思和原则的前提下,任何本领域的技术人员所做出的等同变化与修改,均应属于本申请保护的范围。

Claims (9)

1.一种用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装,其特征在于,包括:芯轴组件、夹套胎、压环组件和压合组件;
所述芯轴组件、夹套胎、压环组件和压合组件配合使用,对推力室中喷管夹套段的内外壁进行定位、压紧和压合,以辅助推力室中喷管夹套段内外壁的焊接。
2.根据权利要求1所述的用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装,其特征在于,所述芯轴组件沿所述夹套胎的长度方向固定设置在所述夹套胎的内部中轴线上,所述夹套胎用于对喷管夹套段内外壁进行定位;
所述压环组件用于将喷管夹套段内外壁压紧在所述夹套胎上;
所述压合组件用于将喷管夹套段内外壁压紧贴合。
3.根据权利要求1或2所述的用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装,其特征在于,所述芯轴组件包括中心轴、芯轴螺母和大端装夹钢套;所述夹套胎包括夹套胎I段和夹套胎II段;
所述夹套胎II段采用圆台结构,所述夹套胎I段连接在所述夹套胎II段的小口径端;
所述中心轴的一端沿所述夹套胎的长度方向依次穿过所述夹套胎I段和夹套胎II段,通过所述大端装夹钢套固定在所述夹套胎II段的大口径端;所述中心轴的另一端通过所述芯轴螺母与所述压合组件进行固定连接。
4.根据权利要求3所述的用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装,其特征在于,所述夹套胎I段上设置有气路液路管嘴,所述气路液路管嘴用于向所述夹套胎II段中通入焊接所需工质。
5.根据权利要求3所述的用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装,其特征在于,所述夹套胎II段包括外筒、内筒和肋条;
沿所述夹套胎II段的长度方向,所述外筒和内筒同轴设置,所述外筒和内筒之间周向固定设置有多根所述肋条;且各所述肋条的宽度随着所述外筒的形状变化。
6.根据权利要求3所述的用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装,其特征在于,所述压环组件包括夹套外压环、压环螺栓和压环螺母;
两所述夹套外压环平行套设在靠近所述夹套胎II段的大口径端的所述夹套胎II段的外壁上,用于将喷管夹套段内外壁压紧在所述夹套胎II段上;
所述压环螺栓和压环螺母沿周向设置在所述夹套外压环上,用于对压紧在所述夹套胎II段上的喷管夹套段内外壁进行调平和夹紧。
7.根据权利要求3所述的用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装,其特征在于,所述压合组件包括压合盖板、盖板轴套、压合垫环和第一调整螺栓;
所述压合盖板通过所述盖板轴套组装在所述中心轴靠近所述夹套胎II段的小口径端的一端,所述压合盖板的开口端边缘设置在待焊的喷管夹套段内外壁的外侧,且通过所述压合垫环和第一调整螺栓用于将待焊的喷管夹套段内外壁压紧贴合,并调整到预设要求的压合状态;
所述压合垫环设置在所述压合盖板的开口端边缘内侧与待焊的喷管夹套段之间;所述第一调整螺栓设置在所述压合盖板形成开口端的两个侧壁上,通过所述第一调整螺栓实现喷管夹套段内外壁压合的找正。
8.一种如权利要求1-7所述的用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装的焊接工艺,其特征在于,包括以下步骤:
利用芯轴组件、夹套胎、压环组件和压合组件对推力室中喷管夹套段的内外壁进行定位、夹紧和压合,并对喷管夹套段内外壁的纵肋焊缝进行焊接;
将纵肋焊缝焊接完成的喷管夹套段内外壁从夹套胎上取下,完成下胎。
9.根据权利要求8所述的推力室焊接工艺,其特征在于,所述利用芯轴组件、夹套胎、压环组件和压合组件对推力室中喷管夹套段的内外壁进行定位、夹紧和压合,并对喷管夹套段内外壁的纵肋焊缝进行焊接的过程为:
将待焊件喷管夹套段内外壁装夹到夹套胎Ⅱ段上,并通过夹套外压环压紧;配合高度尺,通过周向分布的压环螺母和压环螺栓对喷管夹套段内外壁进行调平与夹紧;
在中芯轴靠近夹套胎II段的小口径端的一端依次装入盖板轴套、压合盖板和芯轴螺母,在压合盖板的边缘与夹套胎I段之间装入压合垫环,通过压合盖板将待焊件喷管夹套段内外壁压紧贴合,通过压合盖板边缘的第一调整螺栓将压合盖板调整到预设的压合状态;
通过气路液路管嘴通入冷却水,沿夹套胎II段的长度方向上预设的焊缝轨迹,完成纵肋焊缝在冷却条件下的焊接。
CN202110435200.XA 2019-03-04 2019-03-04 用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装及其焊接工艺 Active CN113210898B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110435200.XA CN113210898B (zh) 2019-03-04 2019-03-04 用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装及其焊接工艺

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910159991.0A CN109834396B (zh) 2019-03-04 用于推力室焊接的复合工装及推力室焊接工艺
CN202110435200.XA CN113210898B (zh) 2019-03-04 2019-03-04 用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装及其焊接工艺

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910159991.0A Division CN109834396B (zh) 2019-03-04 2019-03-04 用于推力室焊接的复合工装及推力室焊接工艺

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113210898A true CN113210898A (zh) 2021-08-06
CN113210898B CN113210898B (zh) 2022-07-26

Family

ID=66885167

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110435147.3A Active CN113210897B (zh) 2019-03-04 2019-03-04 用于推力室身部焊接的复合工装及其焊接工艺
CN202110435200.XA Active CN113210898B (zh) 2019-03-04 2019-03-04 用于推力室喷管夹套段焊接的复合工装及其焊接工艺

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110435147.3A Active CN113210897B (zh) 2019-03-04 2019-03-04 用于推力室身部焊接的复合工装及其焊接工艺

Country Status (1)

Country Link
CN (2) CN113210897B (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113732545A (zh) * 2021-08-11 2021-12-03 安徽展铭智能科技有限公司 一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人
CN114131223A (zh) * 2021-10-29 2022-03-04 首都航天机械有限公司 一种激光焊接管束式喷管的接头状态调整装置
CN116038171A (zh) * 2023-03-30 2023-05-02 北京星河动力装备科技有限公司 再生冷却推力室及其制作方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005201374A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 既設管路の補修などのための管路覆装方法および管状体覆装用一式資材
CN101113791A (zh) * 2006-07-24 2008-01-30 金济定 球阀阀芯及其制造工艺
CN101412122A (zh) * 2008-11-26 2009-04-22 大连理工大学 液体火箭发动机喷管冷却通道立式加工方法
CN104089499A (zh) * 2014-06-27 2014-10-08 龙口丛林中德车体系统工程有限公司 液化天然气汽化器及其生产设备和方法
CN204430598U (zh) * 2015-01-26 2015-07-01 佛吉亚(青岛)排气系统有限公司 汽车排气管焊接的仿形压管装置
CN107695683A (zh) * 2017-09-27 2018-02-16 南京晨伟机械设备制造有限公司 一种车铣用工装
CN109202502A (zh) * 2018-10-25 2019-01-15 西安航天发动机有限公司 一种发动机扩张段铣槽夹具及使用方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5613299A (en) * 1994-11-09 1997-03-25 Ring; Peter J. Method of fabricating a rocket thrust chamber
GB2402643A (en) * 2003-06-10 2004-12-15 Rolls Royce Plc A welding process using a cooling chamber
JP2010064099A (ja) * 2008-09-10 2010-03-25 Japan Aerospace Exploration Agency 円筒形状物体のろう付けあるいは拡散接合による接合方法
CN104475934A (zh) * 2014-11-20 2015-04-01 湖北三江航天江北机械工程有限公司 确保椭球面环缝圆滑过渡成型的焊接工艺及辅助焊接夹具
CN106762227B (zh) * 2016-12-26 2018-02-06 西安航天发动机厂 一种液体火箭发动机推力室身部高温钎焊防变形转轴
CN107322246B (zh) * 2017-08-23 2019-05-14 湖北三江航天江北机械工程有限公司 固体火箭发动机大喷管粘接压配工艺

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005201374A (ja) * 2004-01-15 2005-07-28 Dai Ichi High Frequency Co Ltd 既設管路の補修などのための管路覆装方法および管状体覆装用一式資材
CN101113791A (zh) * 2006-07-24 2008-01-30 金济定 球阀阀芯及其制造工艺
CN101412122A (zh) * 2008-11-26 2009-04-22 大连理工大学 液体火箭发动机喷管冷却通道立式加工方法
CN104089499A (zh) * 2014-06-27 2014-10-08 龙口丛林中德车体系统工程有限公司 液化天然气汽化器及其生产设备和方法
CN204430598U (zh) * 2015-01-26 2015-07-01 佛吉亚(青岛)排气系统有限公司 汽车排气管焊接的仿形压管装置
CN107695683A (zh) * 2017-09-27 2018-02-16 南京晨伟机械设备制造有限公司 一种车铣用工装
CN109202502A (zh) * 2018-10-25 2019-01-15 西安航天发动机有限公司 一种发动机扩张段铣槽夹具及使用方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113732545A (zh) * 2021-08-11 2021-12-03 安徽展铭智能科技有限公司 一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人
CN113732545B (zh) * 2021-08-11 2022-10-11 安徽展铭智能科技有限公司 一种伸缩焊接头及自动寻位焊接机器人
CN114131223A (zh) * 2021-10-29 2022-03-04 首都航天机械有限公司 一种激光焊接管束式喷管的接头状态调整装置
CN116038171A (zh) * 2023-03-30 2023-05-02 北京星河动力装备科技有限公司 再生冷却推力室及其制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN109834396A (zh) 2019-06-04
CN113210897A (zh) 2021-08-06
CN113210897B (zh) 2022-09-09
CN113210898B (zh) 2022-07-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN113210897B (zh) 用于推力室身部焊接的复合工装及其焊接工艺
US10850451B2 (en) Fluid system and method of manufacture via friction welding
US2996600A (en) Method of welding tubular heat exchanger parts
CN201702524U (zh) 钛合金环缝焊接夹具
KR20040034726A (ko) 마찰 플러그 용접에 의한 구조 부재의 결합 방법
CN112958925B (zh) 一种大直径薄壁圆管精密激光焊接组合夹具
CN209811495U (zh) 用于推力室焊接的复合工装
CN110773852A (zh) 一种内孔焊保护工装及内孔焊接方法
CN209850261U (zh) 用于推力室制备工艺的复合工装
KR20040048858A (ko) 터빈용 노즐 박스 조립체 반부를 제조하는 방법
WO2021098035A1 (zh) 一种航空发动机排气机匣焊接方法
CN111805078B (zh) 一种300mw级重型燃机喷嘴旋流器组件的制造方法
CN109834396B (zh) 用于推力室焊接的复合工装及推力室焊接工艺
CN110202320B (zh) 用于推力室制备工艺的复合工装及推力室制备工艺
CN214721931U (zh) 一种筒形铸件补焊工装
US20060283919A1 (en) Systematic cold working of welds
CN112453639B (zh) 一种在夹具上采用专用装置高效修配飞机焊接导管的方法
CN110216497B (zh) 一种薄壁异形环的加工工装及加工方法
CN110449740B (zh) 一种精密舱段的焊接装置及方法
CN111774760B (zh) 一种纵臂总成焊接生产线
CN215090771U (zh) 一种缸套内面切削夹紧装置
CN220769559U (zh) 排气段承力机匣
CN116652352B (zh) 一种航空拉杆结构的电子束焊接夹持工装及焊接方法
CN117532190A (zh) 用于400mw重型燃机过渡段组件整体装焊工具及其装焊方法
CN216264002U (zh) 一种用于薄壁筒体电子束焊接的焊接工装

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant