CN214721406U - 一种局部补焊内撑工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种局部补焊内撑工装，包括芯轴、中心杆、撑块、垫板、撑杆，若干成对设置的中心杆的内端与芯轴连接，所述撑块的两端与一对中心杆的外端分别连接以构成顶紧构件；所述顶紧构件的撑块外部通过转接件连接垫板以构成撑紧构件；若干所述顶紧构件与撑紧构件相对于芯轴周向布置以围成一个与待补焊产品内部适配的盘状内撑环，所述内撑环中相邻两个中心杆上靠近垫板的一端分别通过撑杆连接；其中，所述内撑环中顶紧构件的撑块用于顶紧待焊接产品内壁处不需补焊的焊缝、撑紧构件的垫板用于撑紧待焊接产品内壁处需补焊的焊缝。本实用新型操作简单，补焊方式可靠，降低生产成本，对于生产制造业来说可以实现质量、效益双提升。

Description

一种局部补焊内撑工装

技术领域

本实用新型属于环缝搅拌摩擦焊接补焊装置技术领域，具体涉及一种局部补焊内撑工装。

背景技术

随着我国航天任务需求的不断发展，航天飞行器的推重比、有效载荷等不断提升，以火箭燃料贮箱为代表的航天飞行器结构件向大直径、重载、长期贮存服役等方向发展，对结构轻量化和可靠性提出了越来越高的要求。优质高效的固相连接方法—搅拌摩擦焊接(Friction Stir Welding:FSW)成为贮箱制造的主要技术。目前，贮箱搅拌摩擦焊环缝的隧道孔缺陷未能从根本上消除，补焊技术手段不够成熟，有质量和效率提升空间，不足主要体现在以下2个方面：

1、熔焊补焊焊缝质量较差

根据火箭贮箱生产文件要求当缺陷超标后，在具备搅拌摩擦焊接补焊的情况下，允许进行局部或全长补焊；在不具备搅拌摩擦焊补焊的情况下，经设计同意，允许局部采用熔焊补焊。目前封箱搅拌摩擦焊不具备局部搅拌摩擦焊能力，局部点状断续缺陷经设计同意采取补焊手段为熔焊挖排补焊，一次补焊合格后焊缝抗拉强度从300～340MP垫板下降至260～280MP垫板，力学性能下降15％左右，大大影响焊缝可靠性。且2219材料搅拌摩擦焊完成后焊缝致密性相对母材较差，容易出现气孔、裂纹等缺陷造成多次补焊，风险较高。

2、封箱焊缝连续性缺陷无法进行局部搅拌摩擦焊补焊

目前贮箱最后一条环缝焊接完成后若拆卸可拆卸内支撑前相控阵未检测出较长连续性缺陷，由于产品为封闭贮箱，且可拆卸内撑结构复杂，重量在1T以上，无法再次将可拆卸内撑涨圈重新吊装至箱体内部，不具备使用回抽搅拌摩擦焊补焊条件，需分解最后一条环缝，使用搅拌摩擦焊重新焊接，该方法工艺风险较大，返修过程将损失较多的金属材料，使得最终产品长度超差，以及补焊后再次出现新的搅拌摩擦焊缺陷的问题，给工厂造成较大的经济损失。

虽然塞补焊是专门为补焊结构复杂的搅拌摩擦焊焊缝设计，但目前工厂使用的搅拌摩擦焊设备大多不具备塞补焊功能，且塞补焊工艺还不够成熟，运用起来较为困难，且改造设备成本较高。

实用新型内容

基于以上问题，本实用新型的目的在于提供一种局部补焊内撑工装。

为了实现以上目的，本实用新型采用的技术方案为：一种局部补焊内撑工装，包括芯轴、中心杆、撑块、垫板、撑杆，若干成对设置的中心杆的内端与芯轴连接、外端与所述撑块连接以构成顶紧构件；所述垫板通过转接件安装于顶紧构件中撑块外部以构成撑紧构件；若干所述顶紧构件与撑紧构件相对于芯轴周向布置以围成一个与待补焊产品内部适配的盘状内撑环，所述内撑环中相邻两个中心杆上靠近垫板的一端分别通过撑杆连接；其中，所述内撑环中顶紧构件的撑块用于顶紧待焊接产品内壁处不需补焊的焊缝、撑紧构件的垫板用于撑紧待焊接产品内壁处需补焊的焊缝。

具体的，所述转接件包括转接座、螺杆、螺母，所述转接座通过螺钉固定于所述垫板靠近垫板的一端，螺杆的一端与转接座连接，另一端穿过撑块，两个螺母分别位于撑块的两端且与螺杆螺接；转动螺母时，螺杆带动垫板靠近或远离撑块，从而使垫板与撑块的间距变大或变小，以便于适应不同内径的环焊缝补焊。

进一步的，所述垫板的两端分别通过转接件与顶紧构件的撑块外部连接，两个转接件连接垫板与撑块的结构更加稳定，支撑性能好，当转接件内部螺纹孔损坏时，更换转接件就能解决螺纹损伤螺杆无法安装的问题，避免内撑工装大规模返修。

具体的，两组顶紧构件与两组撑紧构件依次间隔设置以构成盘状内撑环，所述撑杆包括4根据长撑杆与4根短撑杆，其中，短撑杆两端分别连接不属于同一个顶紧构件或撑紧构件的相邻两个中心杆，长撑杆两端分别连接属于同一个顶紧构件或撑紧构件的相邻两个中心杆。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的局部补焊内撑工装，在设备不具备塞补焊功能的情况下，可以在已经完成封箱装焊的贮箱内进行装配，顶紧缺陷区域，实现封箱焊缝回抽补焊，根据当前搅拌摩擦焊发展的技术水平，回抽补焊工艺成熟，无需新投或改造搅拌摩擦焊环缝设备，故实现封箱后回抽补焊工艺方法更为可靠且投入成本更低，且操作简单，补焊方式可靠，补焊性能远高于熔焊补焊，大幅度降低生产成本，对于生产制造业来说可以实现质量、效益双提升。

附图说明

图1为本实用新型提供的局部补焊内撑工装的示意图；

图2为撑紧构件局部示意图；

图3为转接座示意图；

其中，1为芯轴，2为中心杆，3为撑块，4为垫板，5为撑杆，6为转接座，7为螺杆，8为螺母。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

实施例

如图1所示，本实施例提供一种局部补焊内撑工装，包括芯轴1、中心杆2、撑块3、垫板4、撑杆5，四对中心杆2的内端与芯轴连接、外端与撑块3连接以构成顶紧构件；两个垫板4通过转接件安装于两个顶紧构件中撑块3的外部以构成撑紧构件；两组顶紧构件与两组撑紧构件依次间隔设置以构成盘状内撑构件，所述撑杆5包括4根据长撑杆与4根短撑杆，其中，短撑杆两端连接顶紧构件或撑紧构件的两个中心杆2，长撑杆两端连接不属于同一个顶紧构件或撑紧构件的相邻两个中心杆2；

如图2、3所示，所述转接件包括转接座6、螺杆7、螺母8，所述转接座6通过螺钉固定于所述垫板4靠近垫板4的一端，螺杆7的一端与转接座6连接，另一端穿过撑块3，两个螺母8分别位于撑块3的两端且与螺杆7螺接，垫板4通过两个转接件与撑块3连接。

封箱环缝补焊时，将箱体重新装配至搅拌摩擦焊环缝设备上，将设备芯轴1移动到需要补焊的部位，通过箱体底端法兰将封箱环缝搅拌摩擦焊局部补焊可拆卸内撑零件按照装配顺序依次带入箱体内部，先将内撑工装的芯轴1固定在设备芯轴上，将中心杆2的一端与内撑工装的芯轴1连接，再将垫板4与撑块3用螺柱相连，将螺柱有效长度通过螺母8调节至最短，将中心杆2的另一端与撑块3连接并拧紧，将两组顶紧构件与撑紧构件以及撑杆5装配到位，使用环缝设备外抱爪抱紧待焊区域，依次调节螺柱上的螺母8，使顶紧构件的撑块3将待补焊的贮箱环封内壁处不需补焊的部位顶紧、撑紧构件的垫板4将撑紧待补焊的箱体环封内壁处需补焊的部位撑紧，至此，封箱环缝搅拌摩擦焊局部补焊可拆卸内撑安装完毕，可以开始局部回抽补焊工序；

补焊完成需要拆卸时，先旋转螺母8，将撑紧构件拆除并从箱底法兰取出，再将撑杆5、顶紧构件全部从箱底法兰取出后，最后将内撑工装的芯轴1从设备芯轴上拆卸下来，操作者退出贮箱，设备芯轴退出贮箱，箱体从环缝搅拌摩擦焊设备上拆卸下来，完成补焊工作。

本实用新型的上述实施例仅仅是为说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化和变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。

Claims (4)

1.一种局部补焊内撑工装，其特征在于，包括芯轴、中心杆、撑块、垫板、撑杆，若干成对设置的中心杆的内端与芯轴连接、外端与所述撑块连接以构成顶紧构件；所述垫板通过转接件安装于顶紧构件中撑块外部以构成撑紧构件；若干所述顶紧构件与撑紧构件相对于芯轴周向布置以围成一个与待补焊产品内部适配的盘状内撑环，所述内撑环中相邻两个中心杆上靠近垫板的一端分别通过撑杆连接；其中，所述内撑环中顶紧构件的撑块用于顶紧待焊接产品内壁处不需补焊的焊缝、撑紧构件的垫板用于撑紧待焊接产品内壁处需补焊的焊缝。

2.根据权利要求1所述的局部补焊内撑工装，其特征在于，所述转接件包括转接座、螺杆、螺母，所述转接座通过螺钉固定于所述垫板靠近撑块的一端，螺杆的一端与转接座连接，另一端穿过撑块，两个螺母分别位于撑块的两端且与螺杆螺接。

3.根据权利要求1所述的局部补焊内撑工装，其特征在于，所述垫板的两端分别通过转接件与顶紧构件的撑块外部连接。

4.根据权利要求1所述的局部补焊内撑工装，其特征在于，两组顶紧构件与两组撑紧构件依次间隔设置以构成盘状内撑环，所述撑杆包括4根长撑杆与4根短撑杆，其中，短撑杆两端分别连接顶紧构件或撑紧构件中的两个中心杆，长撑杆两端连接不属于同一个顶紧构件或撑紧构件的两个相邻的中心杆。

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