一種大口徑薄壁圓筒對接焊接裝配夾緊裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明專利涉及一種用于大型鋁合金薄壁圓筒磁力內撐攪拌摩擦焊裝配定位的裝置，特別是用于該類圓筒進行對接焊接裝配時固定及定位裝置。
【背景技術】
[0002]在航天工業領域中，大型鋁合金薄壁圓筒類構件在大型火箭筒段與貯箱中廣泛應用，該類構件一般由若干段的圓筒對接焊裝而成，實現高質量、高可靠性和高效焊裝是目前業界亟待突破的關鍵技術之一。目前，攪拌摩擦焊是火箭筒段與貯箱焊接的首選焊接工藝，但實現穩定焊裝的前提是對兩段圓筒的精準定位與可靠夾緊，以避免焊接時受力與高溫循環導致的工件焊接變形，這就需要龐大復雜笨拙的內撐工裝，而工件通常為柔性薄壁半封閉構件，特別是對需要多段對接焊接裝配而成的筒體和罐體，內撐工裝存在結構復雜，受筒內與空口孔間限制，裝卸調整困難，工藝柔性差，可靠性低，工作效率低，周期長等問題，難以滿足當前航天技術快速發展的需要。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是提供一種容易實施、簡便操作、能有效提高大口徑薄壁筒環形焊裝精度、可靠性與效率的大口徑薄壁圓筒對接焊接裝配夾緊裝置。
[0004]為了解決上述問題，本發明提供的大口徑薄壁圓筒對接焊接裝配夾緊裝置，包括二組剛性外圈和一個組合式內墊，每組所述的剛性外圈的內徑與大口徑薄壁圓筒的外徑相匹配，每組所述的剛性外圈由至少二組剛性半外圈通過螺栓連接組成，每組所述的剛性外圈的一側設有斜坡，二組所述的剛性外圈的斜坡沿大口徑薄壁圓筒的焊縫兩側相對連續分布，電磁鐵沿焊縫兩側固定在所述的剛性外圈內，所述的組合式內墊由若干段圓弧板通過設在所述的圓弧板兩端的銷孔和在銷孔內設有固定銷首尾依次相接組成一個外徑與大口徑薄壁圓筒的內徑相匹配的環，所述的圓弧板由具有導磁特性與良好剛性的材料制成。
[0005]所述的剛性外圈由導磁性與剛性好的材料制成。
[0006]作為本發明專利的進一步改進，所述組合式內墊上設置有若干磁性體。
[0007]作為本發明專利的進一步改進，所述組合式內墊增加配置有支撐滾輪。
[0008]作為本發明專利的進一步改進，所述的剛性外圈的所述的電磁鐵或組合式內墊的磁性體為磁性可以調整的磁性體。
[0009]采用上述技術方案的大口徑薄壁圓筒對接焊接裝配夾緊裝置，包括剛性外圈、組合式內墊及電磁鐵，剛性外圈一側設有斜坡，斜坡沿焊縫兩側連續分布，剛性外圈材料為導磁性與剛性好的材料。電磁鐵沿焊縫兩側固定在剛性外圈內。組合式內墊由若干段圓弧板組成，圓弧板材料具有導磁特性與良好剛性。圓弧板兩端設有銷孔，在銷孔內有固定銷將圓弧板首尾依次相接，組合式內墊橫跨焊縫，同時與焊縫兩側電磁鐵吸合，形成閉合磁路。電磁鐵磁力線透過鋁合金筒壁，強力吸附組合式內墊，形成攪拌摩擦焊工藝所要求的，對焊底的連續支撐。
[0010]本發明的優點在于，在對大口徑薄壁圓筒攪拌摩擦對接焊裝，特別是半封閉圓筒環形焊裝時，無需復雜內撐工裝，內撐工裝裝卸簡化，可以輕巧、精確的對薄壁圓筒對接處進行固定及定位，裝配調整簡單易行，同時提高大型筒體裝配精度，保證焊接質量。
[0011]綜上所述，本發明所要解決的技術問題是提供一種容易實施、簡便操作、能有效提高大口徑薄壁筒環形焊裝精度、可靠性與效率的大口徑薄壁圓筒對接焊接裝配夾緊裝置。
【附圖說明】
[0012]圖1是大型薄壁圓筒對接攪拌摩擦焊工裝的主視圖。
[0013]圖2是大型薄壁圓筒對接攪拌摩擦焊焊工裝的局部放大視圖。
[0014]圖3是大型薄壁圓筒對接攪拌摩擦焊焊工裝的側視圖。
[0015]圖4是大型薄壁圓筒對接攪拌摩擦焊焊工裝剛性外圈連接處的局部放大圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明專利進行進一步的說明。
[0017]參見圖1、圖2、圖3和圖4，大口徑薄壁圓筒對接焊接裝配夾緊裝置，包括二組剛性外圈I和一個組合式內墊3，每組剛性外圈I的內徑與大口徑薄壁圓筒4的外徑相匹配，每組剛性外圈I由至少二組剛性半外圈通過螺栓6連接組成，每組剛性外圈I的一側設有斜坡9，二組剛性外圈I的斜坡9沿大口徑薄壁圓筒4的焊縫兩側相對連續分布，電磁鐵2沿焊縫兩側固定在剛性外圈I內，組合式內墊3由若干段圓弧板7通過設在圓弧板7兩端的銷孔和在銷孔內設有固定銷8首尾依次相接組成一個外徑與大口徑薄壁圓筒4的內徑相匹配的環，圓弧板7由具有導磁特性與良好剛性的材料制成。
[0018]剛性外圈I由導磁性與剛性好的材料制成。
[0019]作為本發明專利的進一步改進，組合式內墊3上設置有若干磁性體，提供與剛性外圈I的磁性體互相吸引的力，可以進一步提高剛性外圈I和組合式內墊3結合的力量，使固定及定位更可靠。
[0020]作為本發明專利的進一步改進，組合式內墊3增加配置有支撐滾輪。組合式內墊3配置在大口徑薄壁圓筒4連接處并與剛性外圈I吸合壓緊大口徑薄壁圓筒4，支撐滾輪置于剛性外，I和組合式內墊3之間與大口徑薄壁圓筒4連接處貼合。可以承受裝配時作用大口徑薄壁圓筒4連接處的壓力，減少裝配后的大口徑薄壁圓筒4變形。
[0021]作為本發明專利的進一步改進，剛性外圈I或組合式內墊3的磁性體為磁性可以調整的電磁鐵，可以根據裝配所需實時調整磁性的強弱。而且更便于內外圈的位置調整與拆卸。
[0022]參見圖1、圖2、圖3和圖4，電磁鐵2的磁力線透過大口徑薄壁圓筒4的鋁合金筒壁，強力吸附組合式內墊3，形成攪拌摩擦焊工藝所要求的對焊底的連續支撐。
[0023]裝配過程中剛性內圈I中間位置與大口徑薄壁圓筒4的焊縫對齊，剛性外圈I在焊縫兩側對稱分布，兩側剛性外圈I之間留足夠空間可以容納焊頭5活動，通過可控電磁鐵2來不斷調整剛性外圈I和組合式內墊3的位置以保證最佳工裝。
[0024]參見圖1、圖2、圖3和圖4，本發明專利在使用時，首先將內徑與大口徑薄壁圓筒4外徑匹配的若干個剛性外圈I分別套入待對接裝配的兩段大口徑薄壁圓筒4上，并靠近大口徑薄壁圓筒4的待對接處且沿對接處兩側放置，剛性外圈I的斜坡9朝向大口徑薄壁圓筒4對接處。然后將組合式內墊3在大口徑薄壁圓筒4內放置在剛性外圈I的徑向內側，通過設置在剛性外圈I兩側的電磁鐵2與剛性外圈I的磁性引力引導可調組合式內墊3與大口徑薄壁圓筒4內側貼合并固定，使兩段大口徑薄壁圓筒4徑向與軸向緊密結合為一體。從而在進一步裝配加工前消除了大口徑薄壁圓筒4對接處軸向竄動以及徑向錯位和變形，并且為裝配加工時提供可靠地支撐。裝配完成后，首先卸下電磁鐵2，從而可以輕易的卸下裝置的剛性外圈I和組合式內墊3。
【主權項】
1.一種大口徑薄壁圓筒對接焊接裝配夾緊裝置，其特征在于:包括二組剛性外圈(I)和一個組合式內墊(3)，每組所述的剛性外圈(I)的內徑與大口徑薄壁圓筒的外徑相匹配，每組所述的剛性外圈⑴由至少二組剛性半外圈通過螺栓(6)連接組成，每組所述的剛性外圈⑴的一側設有斜坡(9)，二組所述的剛性外圈⑴的斜坡(9)沿大口徑薄壁圓筒的焊縫兩側相對連續分布，電磁鐵(2)沿焊縫兩側固定在所述的剛性外圈(I)內，所述的組合式內墊(3)由若干段圓弧板(7)通過設在所述的圓弧板(7)兩端的銷孔和在銷孔內設有固定銷(8)首尾依次相接組成一個外徑與大口徑薄壁圓筒的內徑相匹配的環，所述的圓弧板(7)由具有導磁特性與良好剛性的材料制成。2.根據權利要求1所述的大口徑薄壁圓筒對接焊接裝配夾緊裝置，其特征在于:所述的剛性外圈⑴由導磁性與剛性好的材料制成。3.根據權利要求1或2所述的大口徑薄壁圓筒對接焊接裝配夾緊裝置，其特征在于:所述組合式內墊(3)上設置有若干磁性體。4.根據權利要求1或2所述的大口徑薄壁圓筒對接焊接裝配夾緊裝置，其特征在于:所述組合式內墊(3)增加配置有支撐滾輪。5.根據權利要求1或2所述的大口徑薄壁圓筒對接焊接裝配夾緊裝置，其特征在于:所述的剛性外圈⑴的所述的電磁鐵⑵或組合式內墊⑶的磁性體為磁性可以調整的磁性體。
【專利摘要】本發明公開了一種大口徑薄壁圓筒對接焊接裝配夾緊裝置，包括二組剛性外圈(1)和一個組合式內墊(3)，每組剛性外圈(1)的內徑與大口徑薄壁圓筒的外徑相匹配，每組剛性外圈(1)由至少二組剛性半外圈通過螺栓(6)連接組成，每組剛性外圈(1)的一側設有斜坡(9)，電磁鐵(2)沿焊縫兩側固定在剛性外圈(1)內，組合式內墊(3)由若干段圓弧板(7)通過設在圓弧板(7)兩端的銷孔和在銷孔內設有固定銷(8)首尾依次相接組成。本發明在對大口徑薄壁圓筒攪拌摩擦對接焊裝，特別是半封閉圓筒環形焊裝時，無需復雜內撐工裝，內撐工裝裝卸簡化，可以輕巧、精確的對薄壁圓筒對接處進行固定及定位，裝配調整簡單易行，同時提高大型筒體裝配精度，保證焊接質量。
【IPC分類】B23K20/12
【公開號】CN104907687
【申請號】CN201510349523
【發明人】賀地求
【申請人】中南大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月23日