一種工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置及其使用方法
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及推進系統內氣瓶出口的工藝孔焊接的方法，特別是一種工藝孔焊縫保 護氣的壓力置換裝置及其使用方法。
【背景技術】
[0002] 現有的推進系統進行氣瓶工藝孔焊接的方法為:從系統內的加排閥通入一定流量 (約2L/min，壓力不作規定)的氬氣，對系統內部空氣進行置換，腔內空氣與氬氣混合后從工 藝孔排出，通氣時間不小于24小時。其不足之處是：
[0003] 1)置換效率不高：因置換氣體流向先經過工藝孔，再進入氣瓶，理論上工藝孔處的 壓力高于氣瓶處的壓力，因此氣瓶內的空氣無法因壓力順差的原因由工藝孔排除，只能由 氬氣和空氣進行長時間混合后，隨機從工藝孔溢出。
[0004] 2)置換效果難以測試:混合氣體從工藝孔排出，因工藝孔孔徑極小（Φ 0.7~Φ 2)， 因此難以使用常規氧分壓儀對置換效果進行測試。
[0005] 3)焊接質量不可控：因氣瓶內部空氣置換效果難以控制，因此焊接時易發生因內 腔焊縫處氧化導致焊接不合格。將導管割除重配的補救措施無法解決空氣置換完全的問 題，同時也會將割除殘余的金屬顆粒帶入系統，造成嚴重的質量隱患。
【發明內容】
[0006] 針對現有技術中的缺陷，本發明的目的是提供一種克服現行技術的置換效率不 高，置換效果難測試，焊接質量不可控缺點的一種工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置及其 使用方法。
[0007] 為解決上述技術問題，本發明提供的一種工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置，包 括依次連接的推進系統內氣瓶、充放氣設備及氬氣氣源;其中在所述推進系統內氣瓶上分 別設有工藝孔及加排閥;所述充放氣設備包括依次連接的過濾器、壓力表、第一手動截止閥 及減壓器;所述加排閥與所述過濾器連接，所述減壓閥與所述氬氣氣源連接;在所述加排閥 與所述過濾器的連接處連接一條檢測管路，在所述檢測管路的末端連接有氧分壓檢測儀， 在所述檢測管路上還設有第二手動截止閥。
[0008] -種工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置的使用方法，包括如下步驟：
[0009] 第一步，對推進系統內氣瓶上的工藝孔進行堵孔；
[0010] 第二步，向所述推進系統內氣瓶內充入氬氣；
[0011] 第三步，氬氣存留在所述推進系統內氣瓶內；
[0012] 第四步，排出所述推進系統內氣瓶內的氬氣；
[0013] 第五步，循環執行第二步和第四步N次;其中N為2 2的正整數；
[0014] 第六步，檢測氬氣的濃度。
[0015]優選地，所述第二步中，充入氬氣的速率< 0.05MPa/min，所述推進系統內氣瓶外 表面溫度低于50°C;所述第四步中，排出氬氣的速率< 0.05MPa/min，所述推進系統內氣瓶 外表面溫度高于環境的露點。
[0016] 優選地，所述第二步中，充入氬氣后的所述推進系統內氣瓶內的壓力為0.5MPa~ 1.OMPa 〇
[0017] 優選地，所述第三步中，氬氣在所述推進系統內氣瓶內存留的時間為2 lmin。
[0018] 優選地，所述第五步中，N滿足：
[0019]
[0020] 其中，P1為充入氬氣后的所述推進系統內氣瓶內的壓力;符號"()"為取整運算。
[0021] 優選地，所述第五步中，氬氣濃度小于lOOppm。
[0022] 優選地，所述第一步中，使用工裝對所述工藝孔進行封堵。
[0023] 優選地，所述工裝的規格為直徑=導管直徑+2毫米。
[0024] 優選地，在所述工藝孔與所述工裝之間設有橡膠墊圈，所述橡膠墊圈的厚度為1毫 米、寬度為10毫米。
[0025] 與現有技術相比，本發明的有益效果如下：
[0026] 1、置換效率高:若以每次增壓到0.5MPa計算，單次充放氣可以使空氣濃度降低至 20%，6次充放即可以使空氣濃度降至64??111(理論值）。以實際9(^氣瓶為例，單次充放氣耗 時耗時約15分鐘，6次充放氣僅需要90分鐘，而常規氣體置換實際經驗需24小時。置換效率 大大提尚。
[0027] 2、置換結果可測:通過將排氣口與氧分壓測試儀連接，可以測試末次排氣（即氣瓶 內氣體)的氧氣濃度是否滿足焊接要求。而常規置換方法控制參數為時間，排氣口為Φ 0.7 ~Φ 2大小，壓力達不到氧分壓測試儀最低測試壓力，置換效果不可測。因此，壓力置換方法 氧濃度測試結果直接有效。
[0028] 3、氣瓶工藝孔焊接質量合格率顯著提高：氣瓶工藝孔主要焊接不合格現象為，氣 孔超標、未焊透。未焊透的主要原因為焊縫反面(即管路內腔氧濃度超標而導致)氧化。壓力 置換法會徹底消除因焊縫反面氧濃度超標導致的焊縫未焊透現象，使焊接質量合格率顯著 提尚。
【附圖說明】
[0029]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明的其它特征目 的和優點將會變得更明顯：
[0030] 圖1為本發明一種工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置結構示意圖；
[0031] 圖2為工藝孔焊接定位工裝示意圖。
[0032] 圖中：
[0033] 1-推進系統內氣瓶 2-工藝孔 3-加排閥
[0034] 4-過濾器 5-壓力表 6-第一手動截止閥
[0035] 7-第二手動截止閥 8-減壓閥 9-氬氣氣源
[0036] 10-墊圈 11-工裝 12-導管
[0037] 13-氧分壓檢測儀
【具體實施方式】
[0038]下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術 人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術 人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變化和改進。這些都屬于本發明 的保護范圍。
[0039]如圖1、圖2所示，本發明一種工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置，將60L的推進系 統內氣瓶1出口工藝孔2使用厚度為1毫米的橡膠墊圈10纏繞一圈，再用合適直徑的導管12 焊接定位工裝11(直徑=導管12直徑+2毫米)夾緊橡膠墊圈10。使用潔凈的低壓軟管進行連 接，管路從推進系統到氬氣氣源9方向依次連接推進系統內加排閥3,過濾器4,壓力表5,第 一手動截止閥6和氬氣氣源9;另一路檢測管路由推進系統內加排閥3連接至第二手動截止 閥7，第二手動截止閥7出口為開口。
[0040]暫時斷開導管12系統內加排閥3的連接，打開第一手動截止閥6,緩慢增壓至 0.2MPa，對導管12進行多余物吹除1分鐘，吹除完畢后關閉第一手動截止閥6。
[0041 ]導管12系統重新同系統內加排閥3進行連接，先確認系統加排閥3為打開狀態，第 二手動截止閥7為關閉狀態，各管路連接處均以連接好。緩慢打開第一手動截止閥6,并觀察 壓力表5讀數和推進系統內氣瓶1的溫度，增壓速率不大于0.05MPa/分鐘，待壓力表5讀數為 0.5MPa時關閉第一手動截止閥6并保持1分鐘，再緩慢打開第一手動截止閥6,以不大于 0.05MPa/分鐘的泄壓速率放氣至大氣壓。
[0042] 預定壓力為0.5MPa，根據計算公式，充放次數]
取整 為6再加1，為6+1 = 7次;按照要求充放氬氣達到7次。在最后一次放氣過程中按照下一步驟 執行氬氣濃度測試。
[0043] 將第二手動截止閥7出口連接氧分壓檢測儀13,對出口氬氣濃度測試。氬氣濃度不 大于lOOppm后，繼續按前述要去速率放氣至大氣壓，再對工藝孔2進行焊接。若氬氣濃度不 滿足要求，則繼續進行充氣，并在放氣階段重新測量氬氣濃度，直至合格后再按前述要求速 率放氣至大氣壓，取下工藝孔2表面導管12焊接定位工裝11，再對工藝孔2進行焊接。
[0044] 以上對本發明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述 特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內做出各種變化或修改，這并不影 響本發明的實質內容。在不沖突的情況下，本申請的實施例和實施例中的特征可以任意相 互組合。
【主權項】
1. 一種工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置，包括依次連接的推進系統內氣瓶、充放氣 設備及氬氣氣源;其中 在所述推進系統內氣瓶上分別設有工藝孔及加排閥； 所述充放氣設備包括依次連接的過濾器、壓力表、第一手動截止閥及減壓器； 所述加排閥與所述過濾器連接，所述減壓閥與所述氬氣氣源連接； 其特征在于，在所述加排閥與所述過濾器的連接處連接一條檢測管路，在所述檢測管 路的末端連接有氧分壓檢測儀，在所述檢測管路上還設有第二手動截止閥。2. -種工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置的使用方法，其特征在于，包括如下步驟： 第一步，對推進系統內氣瓶上的工藝孔進行堵孔； 第二步，向所述推進系統內氣瓶內充入氬氣； 第三步，氬氣存留在所述推進系統內氣瓶內； 第四步，排出所述推進系統內氣瓶內的氬氣； 第五步，循環執行第二步和第四步N次;其中N為2 2的正整數； 第六步，檢測氬氣的濃度。3. 根據權利要求2所述的工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置的使用方法，其特征在于， 所述第二步中，充入氬氣的速率< 〇.〇5MPa/min，所述推進系統內氣瓶外表面溫度低于50 °C ;所述第四步中，排出氬氣的速率< 0.05MPa/min，所述推進系統內氣瓶外表面溫度高于 環境的露點。4. 根據權利要求2所述的工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置的使用方法，其特征在于， 所述第二步中，充入氬氣后的所述推進系統內氣瓶內的壓力為〇. 5MPa~1. OMPa。5. 根據權利要求2所述的工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置的使用方法，其特征在于， 所述第三步中，氬氣在所述推進系統內氣瓶內存留的時間為2 lmin。6. 根據權利要求2所述的工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置的使用方法，其特征在于， 所述第五步中，N滿足：其中，pi為充入氬氣后的所述推進系統內氣瓶內的壓力;符號I t為取整運算。 U \ , .· ?7. 根據權利要求2所述的工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置的使用方法，其特征在于， 所述第五步中，氬氣濃度小于lOOppm。8. 根據權利要求2所述的工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置的使用方法，其特征在于， 所述第一步中，使用工裝對所述工藝孔進行封堵。9. 根據權利要求8所述的工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置的使用方法，其特征在于， 所述工裝的規格為直徑=導管直徑+2毫米。10. 根據權利要求8所述的工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置的使用方法，其特征在 于，在所述工藝孔與所述工裝之間設有橡膠墊圈，所述橡膠墊圈的厚度為1毫米、寬度為10 毫米。
【專利摘要】本發明提供的一種工藝孔焊縫保護氣的壓力置換裝置及其使用方法，包括如下步驟：第一步，對推進系統內氣瓶上的工藝孔進行堵孔；第二步，向所述推進系統內氣瓶內充入氬氣；第三步，氬氣存留在所述推進系統內氣瓶內；第四步，排出所述推進系統內氣瓶內的氬氣；第五步，循環第二步和第三步N次；第六步，檢測氬氣的濃度。與現有技術相比，本發明的有益效果如下：可以100％消除推進系統內氣瓶工藝孔因焊縫背面氧化產生的未焊透現象。避免因工藝孔焊縫氧化而導致系統導管割除重配甚至氣瓶報廢等一系列問題。
【IPC分類】B23K37/00
【公開號】CN105458568
【申請號】CN201511019450
【發明人】楊瑜寶, 潘攀, 饒慶慶, 劉俊杰, 沈偉, 林忠, 陳鼎葵
【申請人】上海空間推進研究所
【公開日】2016年4月6日
【申請日】2015年12月30日