[发明专利]运载火箭贮箱总装环缝搅拌摩擦焊接的卧式装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及航天设备焊接技术领域，具体涉及一种运载火箭贮箱总装环缝搅拌摩擦焊接的卧式装置及方法。

背景技术

搅拌摩擦焊技术由于存在接头质量高、缺陷少、变形小等诸多技术优势，已经成为航天领域中铝合金贮箱焊接的一种非常理想的焊接方法。推进器贮箱是由1个前短壳、1个前底、多段筒段、1个后底、1个后短壳依次焊接组成。目前我国还没有一套完整的卧式结构的贮箱环缝搅拌摩擦焊设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以实现火箭贮箱的高精度、高效率焊接的运载火箭贮箱总装环缝搅拌摩擦焊接的卧式装置及方法。

实现本发明目的的技术方案：一种运载火箭贮箱总装环缝搅拌摩擦焊接的卧式装置，所述的贮箱为1个前短壳、1个前底、多段筒段、1个后底、1个后短壳依次焊接组成；该装置包括床身，床头和床尾分别设置在床身上方两端；在床头和床尾之间依次设置前过渡环、右外定位压紧机构、左外定位压紧机构和后过渡环；内撑机构、杆系支撑机构分别挂在床头伸缩轴和床尾伸缩轴上，并可以随轴伸缩水平移动；搅拌主机设置在床身上；

所述的床头在床头本体的一侧固定床头法兰盘，在床头法兰盘中心延伸出床头伸缩轴；其中，前过渡环一端固定在床头法兰盘上，另一端用于与贮箱的前短壳定位连接；内撑机构固定在床头伸缩轴上，内撑机构用于从贮箱内部将其撑紧并锁定；

所述的床尾在床尾本体的一侧固定床尾法兰盘，在床尾法兰盘中心延伸出床尾伸缩轴；其中，后过渡环一端与床尾法兰盘连接，另一端用于与贮箱的后短壳定位连接；杆系支撑机构固定在床尾伸缩轴上，杆系支撑机构用于从贮箱内部将其撑紧并锁定。

如上所述的一种运载火箭贮箱总装环缝搅拌摩擦焊接的卧式装置，其所述的床身包括主床身和副床身，主床身和副床身之间通过若干加强梁连接；所述的搅拌主机安装在副床身上。

如上所述的一种运载火箭贮箱总装环缝搅拌摩擦焊接的卧式装置，其所述的右外定位压紧机构和左外定位压紧机构均设置在贮箱外，并可沿床身移动，焊接过程中带动贮箱旋转，用于定位贮箱和锁紧。

如上所述的一种运载火箭贮箱总装环缝搅拌摩擦焊接的卧式装置，其所述的床头本体通过自身的驱动移动，或者通过拖拽机构一与右外定位压紧机构一起移动；所述的床尾本体通过自身的驱动移动，或者通过拖拽机构二与左外定位压紧机构一起移动。

如上所述的一种运载火箭贮箱总装环缝搅拌摩擦焊接的卧式装置，其所述的内撑机构包括3个，分别用于贮箱的前底和筒段的焊接、前短壳和前底的焊接、筒段和筒段的焊接；所述的杆系支撑机构包括2个，分别用于后底和筒段的焊接、后短壳和后底的焊接。

本发明所述的一种运载火箭贮箱总装环缝搅拌摩擦焊接的卧式焊接方法，所述的贮箱是由1个前短壳、1个前底、多段筒段、1个后底、1个后短壳依次焊接组成；其包括如下步骤：

(a)将前短壳和前底组合件吊装到床头上，将前短壳与前过渡环按象限连接；将第1段筒段吊装于床尾上，将其与后过渡环按象限连接；将右外定位压紧机构运动到前底处，定位并压紧前短壳和前底，将左外定位压紧机构运动到第1段筒段处，定位并压紧第1段筒段；将内撑机构吊装于床头伸缩轴上，推进到前底与第1段筒段内部接头处，撑紧前底与第1段筒段；将搅拌主机运动至接头焊接区，先对两对接面分别铣边，再进行搅拌摩擦焊接前底与第1段筒段；

(b)焊接完筒段和前底后，将内撑机构退出，换上第2个内撑机构，推进到前底与前短壳内部接头处，撑紧前底与前短壳；将右外定位压紧机构运动到前短壳端，定位并压紧前短壳，将左外定位压紧机构运动到前底端，定位并压紧前底；将搅拌主机运动至接头焊接区，进行搅拌摩擦焊接前短壳和前底；

(c)焊接完前短壳和前底后，将第2个内撑机构退出，换上第3个内撑机构，将第2段筒段吊装于床尾上，将其与后过渡环按象限连接；用第3个内撑机构上撑紧第1段筒段与第2段筒段；将右外定位压紧机构运动到第1段筒段端，定位并压紧，将左外定位压紧机构运动到第2段筒段端，定位并压紧；将搅拌主机运动至接头焊接区，先对两对接面分别铣边，再进行搅拌摩擦焊接第1筒段和第2段筒段；

(d)重复步骤(c)，进行其余筒段和筒段的焊接；