[发明专利]一种激光焊接管束式喷管的接头状态调整装置

说明书

本发明公开了一种激光焊接管束式喷管的接头状态调整装置，包括：小托环、托盘、底盘、拉紧调整螺母、拉紧钢丝、转角支撑柱、管束大端安装用叉接头和若干个上顶组合装置；其中，管束大端安装用叉接头通过螺钉安装在喷管管束端部上；拉紧钢丝与管束大端安装用叉接头相连接，拉紧钢丝绕装在转角支撑柱上，拉紧调整螺母套装在拉紧钢丝的底部直柱上；拉紧调整螺母能够逐根调节钢丝绳的拉紧状态，从而调节每根管束的拉紧状态；小托环安装在管束大端安装用叉接头的底部，托盘安装在小托环的下部，托盘与底盘通过上顶组合装置进行连接。本发明有利于焊缝成形和焊接过程稳定，保证了喷管激光焊接质量。

技术领域

本发明属于管束式喷管延伸段的激光焊接技术领域，尤其涉及一种激光焊接管束式喷管的接头状态调整装置。

背景技术

航天发动机的管束式喷管由数百根空间螺旋曲线方管激光焊接而成。管束式喷管由于焊缝密集，数量多，长度长，焊缝总面积约占该结构件表面积的60％以上，焊缝轨迹为复杂的空间螺旋曲线，焊后型面要求高，需有效控制该焊件的变形和应力。

激光焊接是一种高能束焊接技术，具有极高的能量密度(约为氩弧焊的10²～10³倍)，焊接热影响区小，焊接变形相比氩弧焊要小，是管束喷管焊接的优选工艺。管束式喷管装配后，管束之间的间隙和错边满足焊接要求。小截面方管焊接过程中，由于受激光热源局部剧烈加热的影响，受热膨胀部分将受到周围低温部分的拘束，产生垂直于焊缝的横向应力和沿焊缝切线方向的纵向应力。横向应力造成的收缩变形，使方管与方管之间产生不均匀间隙。纵向应力造成的挠曲变形，使方管与方管之间产生不均匀错边。间隙、错边、或者间隙与错边的叠加因素，造成激光焊缝无法成形，发生烧穿、焊豁等质量问题。

发明内容

为保证管束激光焊缝质量，对接头状态有较高要求。需要克服焊接变形造成的方管与方管之间的间隙、挠曲变形造成的错边等。因此在喷管激光焊接生产过程中，采取有效手段，对接头状态进行调整。

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种激光焊接管束式喷管的接头状态调整装置，有利于焊缝成形和焊接过程稳定，保证了喷管激光焊接质量。

本发明目的通过以下技术方案予以实现：一种激光焊接管束式喷管的接头状态调整装置，包括：小托环、托盘、底盘、拉紧调整螺母、拉紧钢丝、转角支撑柱、管束大端安装用叉接头和若干个上顶组合装置；其中，管束大端安装用叉接头通过螺钉安装在喷管管束端部上；拉紧钢丝与管束大端安装用叉接头相连接，拉紧钢丝绕装在转角支撑柱上，拉紧调整螺母套装在拉紧钢丝的底部直柱上；拉紧调整螺母能够逐根调节钢丝绳的拉紧状态，从而调节每根管束的拉紧状态；小托环安装在管束大端安装用叉接头的底部，托盘安装在小托环的下部，托盘与底盘通过上顶组合装置进行连接。

上述激光焊接管束式喷管的接头状态调整装置中，上顶组合装置有个，每个上顶组合装置包括上顶螺栓、上顶调整螺母和压环；其中，上顶螺栓的上部和托盘紧固连接，上顶调整螺母安装在上顶螺栓的下部螺纹部位；压环套压在上顶调整螺母上，并且压环和底盘连接成一体；上顶螺栓的下部穿过底盘的连接孔。

上述激光焊接管束式喷管的接头状态调整装置中，管束大端安装用叉接头、拉紧钢丝、转角支撑柱、拉紧调整螺母的数量和喷管管束的数量一致。

上述激光焊接管束式喷管的接头状态调整装置中，托盘上顶的调节方法为：旋转上顶调整螺母，在压环的约束下，上顶螺栓向上调节，带动托盘向上调整，托盘上的小托环承接一圈连接管束的管束大端安装用叉接头，也随之向上，增加了托盘与底盘之间的高度距离，使管束大端始终处于拉紧状态。

上述激光焊接管束式喷管的接头状态调整装置中，16个上顶组合装置分别为第一上顶组合装置、第二上顶组合装置、第三上顶组合装置、第四上顶组合装置、第五上顶组合装置、第六上顶组合装置、第七上顶组合装置、第八上顶组合装置、第九上顶组合装置、第十上顶组合装置、第十一上顶组合装置、第十二上顶组合装置、第十三上顶组合装置、第十四上顶组合装置、第十五上顶组合装置和第十六上顶组合装置；其中，