[发明专利]一种导弹高强钢壳体环缝激光电弧复合焊接设备

说明书

本发明公开了一种导弹高强钢壳体环缝激光电弧复合焊接设备，包括床身模块、横梁模块、主传动箱、尾传动箱、内撑工装、伸缩机构、检测机构、托架、复合头调整工装、激光器、弧焊机、除尘系统和控制系统，主传动箱、尾传动箱、托架安装在床身模块上，主传动箱通过软爪固定导弹高强钢壳体左封头，并提供旋转驱动力，尾传动箱通过软爪固定高强钢壳体或壳体右封头；伸缩机构安装在尾传动箱上，通过伺服电机精确控制伸缩轴的长度，将内撑工装送至环缝焊接位置，通过液压马达驱动伸缩机构的传动杆为内撑工装提供驱动力。本发明实现了导弹高强钢壳体的高精度环缝激光电弧复合焊接，具有产品适用范围大、产品焊后尺寸精度高、焊缝质量高的优点。

技术领域

本发明涉及航天技术领域的壳体焊接设备，具体是一种导弹高强钢壳体环缝激光电弧复合焊接设备。

背景技术

某几类型号导弹发动机壳体采用强度达1000多MPa高强钢材料，一般采用左封头、3段旋压壳体、右封头拼焊结构，发动机长度一般为4米至7米，单个壳体长度一般为1.5米至2.5米，外径一般为300mm至610mm，壁厚一般为3mm至11mm。此类壳体由于是旋压成型，圆度和壁厚误差均较大，整体拼焊后的发动机直线度和圆度要求又较高，因此对壳体焊缝处撑圆和整体焊接直线度有较高的要求。

由于发动机拼焊壳体尺寸较大且焊后精度要求较高，现有技术没有适用于导弹高强钢壳体环缝激光电弧复合焊接设备，目前采用定位工装和电弧焊的方式，由于电弧焊的焊接速度较慢，热输入较大，焊接后的发动机壳体超差的问题较多，由于高废品率带来的成本也比较高，存在精度低、效率低、成本高的问题。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的上述不足，提供了一种导弹高强钢壳体环缝激光电弧复合焊接设备，具有产品适用范围大、产品焊后尺寸精度高、焊缝质量高的优点。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种导弹高强钢壳体环缝激光电弧复合焊接设备，其特征在于，包括主传动箱、床身模块、横梁模块、托架、检测机构、内撑工装、弧焊机、复合头调整工装、尾传动箱、伸缩机构、激光器、除尘系统、控制系统、液压站；所述主传动箱、尾传动箱和托架安装在床身模块上，所述尾传动箱在尾传动箱伺服电机的带动下可沿床身模块自动移动，所述托架可在床身模块上手动滑动；所述主传动箱通过软爪固定导弹高强钢壳体左封头，并提供旋转驱动力，旋转角度及速度通过伺服电机进行精确控制；所述尾传动箱通过软爪固定高强钢壳体或壳体右封头，尾传动箱通过液压顶紧机构实现壳体和壳体之间环缝的顶紧以及实现壳体与封头之间环缝的顶紧；所述伸缩机构安装在尾传动箱上，通过伸缩机构伺服电机精确控制伸缩轴的长度，将内撑工装送至环缝焊接位置，通过液压马达驱动伸缩机构的传动杆，为内撑工装提供驱动力；所述内撑工装在伸缩机构液压马达的驱动下，将壳体和壳体之间焊缝位置撑圆，液压马达反向驱动，内撑工装收缩；所述托架用于对壳体进行辅助支撑；所述复合头调整工装用于实现激光焊枪和弧焊枪3个移动自由度、1个旋转自由度的姿态调整；控制系统控制整个设备的所有电机、液压马达、液压缸、激光器、弧焊机、除尘系统进行控制，实现壳体环缝激光复合焊接；具体的：

所述主传动箱包括箱体、主传动箱伺服电机、主传动箱减速机、主传动箱卡盘、软爪和液压传动机构，所述软爪安装在主传动箱卡盘的3个卡爪座上，用于固定高强钢左封头，所述液压传动机构与封头内撑工装连接，用于提供旋转扭矩，所述伺服电机通过主传动箱减速机与所述卡盘相连，用于精确控制主传动箱卡盘旋转运动；

所述床身模块包括分段拼接铸造床身、第一导轨、齿条和第二导轨；所述横梁模块包括X梁组、Y梁组和Z梁组，所述Z梁组安装在Y梁组上，用于安装复合头调整工装，通过Z梁伺服电机、丝杆螺母机构、导轨机构带动复合头调整工装沿Z向移动，所述Y梁组安装在X梁组上，通过Y梁伺服电机、丝杆螺母机构、导轨机构带动Z梁组沿Y向移动，所述X梁组通过X梁组伺服电机、齿轮齿条机构、导轨机构带动Y梁组沿X向移动；