立式攪拌摩擦焊接貯箱總裝環縫的對中對接定位支撐裝置的制作方法

本發明涉及一種航天產品加工工藝裝備領域，特別是一種立式攪拌摩擦焊接貯箱總裝環縫的對中對接定位支撐裝置。

背景技術：

運載火箭貯箱直徑大，材料厚度薄，結構剛度低。貯箱主要由前、后短殼，前、后底，中間筒段組合焊接而成，產品的結構材料為鋁合金。

產品總裝焊接時，采用立式裝配方式，貯箱可以沿著其自身軸線進行旋轉運動，使用攪拌摩擦焊接方法。

該大型薄壁箱體的焊接時，由于箱體焊接區較薄，焊縫長度較長，結構尺寸大。箱體的剛性差，自身抵抗變形的能力低，裝配難度較大等因素的影響，大大提高了焊接難度，需要采取相應措施進行解決。

該裝置主要用于貯箱總裝環縫焊接，采用一種能夠在貯箱被焊接區域的內側進行內撐漲貼實被焊工件結合在貯箱焊接區域外側采用外箍壓緊被焊工件的定位裝置，進行焊前裝配保證焊接的尺寸公差要求和形狀公差要求，提供足夠的支撐剛度降低焊接變形。

我國在貯箱焊接中大多采用熔化焊接方法，鑒于貯箱材料采用高強鋁合金材料，熔焊會帶來許多不利的影響，如接頭強度系數低，通過設計上進行大厚度補償，無形中降低了貯箱荷重比；再者熔焊中產生的焊接缺陷和殘余應力給貯箱的可靠性造成了隱患。

目前我國攪拌摩擦焊接技術主要應用于平板對接、非密封結構件連接等產品的生產中，對于大型、薄壁、圓筒形空間曲線焊縫的應用還相對較少。為了保證貯箱總裝環縫的攪拌摩擦焊接質量，必須從原材料、工藝裝備、焊接過程控制、焊后檢測以及焊接缺陷修補等環節嚴格控制，選擇合理的焊接工藝參數，確保航天產品最終滿足設計要求。

攪拌摩擦焊屬于較精密焊接，焊接過程中不添加金屬和焊絲，因此對焊接裝配精度要求較高，盡量實現無間隙裝配，最大工件間隙不能大于0.2mm(與厚度有關系，但一般要求小于0.3mm)。攪拌摩擦焊接開始時，攪拌頭需要扎入對接工件對縫處，會造成對接面間隙進一步加大，對接面間隙較大時，容易產生孔洞、表面犁溝等致命缺陷，因此對攪拌摩擦焊被焊工件對接面間隙的控制是一個非常重要的內容。

國內目前尚沒有一種可用于貯箱總裝環縫采用攪拌摩擦焊接時起到對中對接內撐外箍壓緊作用的工藝裝備，因此急需開發一種用于保證貯箱總裝環縫裝配間隙能夠滿足攪拌摩擦焊接要求的裝置。

技術實現要素：

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供立式攪拌摩擦焊接貯箱總裝環縫的對中對接定位支撐裝置，實現整箱的焊接，提高了焊接效率，確保了裝配的高精度，降低了生產制造成本，提高航天產品質量，改善工作人員的工作環境。

本發明的上述目的是通過如下技術方案予以實現的：

一種立式攪拌摩擦焊接貯箱總裝環縫的對中對接定位支撐裝置，包括變位機座、底座、環座、內撐漲緊結構、筒段外箍組件、叉形外箍組件、支板、調整螺桿、心軸、支撐套、壓緊蓋和壓緊輪；其中，所述變位機座位于對接定位支撐裝置的底端；底座固定安裝在變位機座的上表面；沿底座頂端上表面周向設置有調整螺桿，支板固定安裝在調整螺桿的內側；支板之間固定安裝有外部箱體結構；在外部箱體結構內部水平固定安裝環座；內撐漲緊結構固定安裝在環座上；外部箱體結構外壁對應內撐漲緊結構的位置，周向安裝有筒段外箍組件和叉形外箍組件；壓緊蓋固定安裝在外部箱體結構的頂端；心軸周向豎直固定安裝在機座中心位置，且心軸的頂部穿過壓緊蓋；支撐套包裹在心軸的外壁；壓緊輪固定安裝在心軸的頂端。

在上述的一種立式攪拌摩擦焊接貯箱總裝環縫的對中對接定位支撐裝置，所述的內撐漲緊結構包括連接支座、支臂、調整螺釘支座、內撐塊組和環狀支撐結構；其中，環狀支撐結構固定安裝在環座的中心位置；支臂同軸固定在環狀支撐結構的外壁上；連接支座固定安裝在環狀支撐結構和支臂連接處的上表面；調整螺釘支座固定安裝在支臂的一端；內撐塊組固定安裝在調整螺釘支座的外端，且內撐塊組與外部箱體內壁固定連接。

在上述的一種立式攪拌摩擦焊接貯箱總裝環縫的對中對接定位支撐裝置，所述內撐塊組與調整螺釘支座之間設置有墊塊。

在上述的一種立式攪拌摩擦焊接貯箱總裝環縫的對中對接定位支撐裝置，所述內撐塊組為環狀結構，內撐塊組包括多個內撐塊，所述內撐塊沿周向均勻緊密分布在內撐塊組的環狀結構中。

在上述的一種立式攪拌摩擦焊接貯箱總裝環縫的對中對接定位支撐裝置，所述內撐塊包括環板、第一筋板、第二筋板和橫板；其中，環板為內撐塊的外壁；第一筋板為中空結構，且第一筋板固定安裝在環板的內壁；第二筋板安裝在第一筋板為中空位置；橫板水平固定安裝在第二筋板的中部。

在上述的一種立式攪拌摩擦焊接貯箱總裝環縫的對中對接定位支撐裝置，所述的調整螺桿豎直固定安裝在底座的上表面；所述支板垂直固定安裝在調整螺桿的內表面。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

(1)本發明主要用于航天產品貯箱的環縫焊接前，被焊件對中對接內支撐和外壓緊，用于裝配精度要求高，近于無間隙裝配的攪拌摩擦焊接；

(2)本發明采用了弧形支撐墊塊，定位一次實現兩條環縫的焊接，降低了焊縫內應力和焊后變形量，防止攪拌針穿透被焊接工件，提高了焊接效率；

(3)本發明結構采用可拆裝式結構設計，結構形式新穎，機構設計巧妙，焊接完畢后，能夠將內部支撐裝置拆卸出來，實現整箱的焊接；

(4)本發明具有圓度調節能力，能夠較好的實現內部支撐墊塊的組合圓與心軸的同軸度調節，并能夠實現內部支撐塊組合圓的周長調節，確保了裝配的高精度；

(5)本發明通過添加支撐套調高被焊接工件的裝配位置，能夠實現整個貯箱上的四條環縫焊接，具有一定的普遍適用性，并降低了生產制造成本；

(6)應用本發明焊接完的產品與熔焊相比具有接頭性能高，不產生飛濺和煙塵，可進行重復補焊的綠色無污染的生產特點。該產品的成功運用有利于提高航天產品質量，改善工作人員的工作環境，具有重要的工程化應用意義。

附圖說明

圖1為本發明貯箱總裝環縫攪拌摩擦焊工藝裝備結構總體簡圖；

圖2為本發明內撐漲結構簡圖；

圖3為本發明內撐塊組簡圖；

圖4為本發明內撐塊簡圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的描述：

本裝置是為了實現某型號貯箱箱體總裝摩擦焊時，保證裝配精度，使其裝配間隙及錯縫量均小于0.2mm的近無間隙裝配，

如圖1所示為貯箱總裝環縫攪拌摩擦焊工藝裝備結構總體簡圖，由圖可知，一種立式攪拌摩擦焊接貯箱總裝環縫的對中對接定位支撐裝置，包括變位機座1、底座2、環座3、內撐漲緊結構11、筒段外箍組件7、叉形外箍組件8、支板9、調整螺桿10、心軸12、支撐套13、壓緊蓋14和壓緊輪15；其中，所述變位機座1位于對接定位支撐裝置的底端；底座2固定安裝在變位機座1的上表面；沿底座2頂端上表面周向設置有調整螺桿10，支板9固定安裝在調整螺桿10的內側；調整螺桿10豎直固定安裝在底座2的上表面；所述支板9垂直固定安裝在調整螺桿10的內表面，且通過重力作用，使支臂9貼合于環座3的側圓面上；支板9之間固定安裝有外部箱體結構；在外部箱體結構內部水平固定安裝環座3；內撐漲緊結構11固定安裝在環座3上；外部箱體結構外壁對應內撐漲緊結構11的位置，周向安裝有筒段外箍組件7和叉形外箍組件8；壓緊蓋14固定安裝在外部箱體結構的頂端；心軸12周向豎直固定安裝在機座1中心位置，且心軸12的頂部穿過壓緊蓋14；支撐套13包裹在心軸12的外壁；壓緊輪15固定安裝在心軸12的頂端。

如圖2所示為內撐漲結構簡圖，由圖可知，內撐漲緊結構11包括連接支座4、支臂5、調整螺釘支座6、內撐塊組16和環狀支撐結構17；其中，環狀支撐結構17固定安裝在環座3的中心位置；支臂5同軸固定在環狀支撐結構17的外壁上；連接支座4固定安裝在環狀支撐結構17和支臂5連接處的上表面；調整螺釘支座6固定安裝在支臂5的一端；內撐塊組16固定安裝在調整螺釘支座6的外端，且內撐塊組16與外部箱體內壁固定連接。

所述內撐塊組16與調整螺釘支座6之間設置有墊塊18。

如圖3所示為內撐塊組簡圖，由圖可知，內撐塊組16為環狀結構，內撐塊組16包括多個內撐塊19，所述內撐塊19沿周向均勻緊密分布在內撐塊組16的環狀結構中。

如圖4所示為內撐塊簡圖，由圖可知，內撐塊19包括環板20、第一筋板21、第二筋板22和橫板23；其中，環板20為內撐塊19的外壁；第一筋板21為中空結構，且第一筋板21固定安裝在環板20的內壁；第二筋板22安裝在第一筋板21為中空位置；橫板23水平固定安裝在第二筋板22的中部。

本發明說明書中未作詳細描述的內容屬本領域技術人員的公知技術。