[發明專利]一種5M級貯箱球形箱底法蘭盤形位尺寸的控制方法

有效

• 申請號: 201510064795.7
• 申請日: 2015-02-06
• 公開（公告）號: CN104690437B
• 公開（公告）日: 2017-02-01
• 發明（設計）人: 孟凡新;李義鵬;劉憲力;張中平;韓國良;張蓬;蘇再為;周亞男;楊凱
• 申請（專利權）人: 中國運載火箭技術研究院;首都航天機械公司;天津航天長征火箭制造有限公司
• 主分類號: B23K31/02
• 分類號: B23K31/02
• 代理公司: 北京布瑞知識產權代理有限公司11505
• 代理人: 楊晞

技術領域

本發明涉及火箭貯箱焊拼領域，尤其涉及一種5M級貯箱球形箱底法蘭盤形位尺寸的控制方法。

背景技術

運載火箭的貯箱箱底為鋁合金結構件，箱底呈圓形結構，由法蘭盤、8個瓜瓣、過渡環拼焊而成，其中，箱底上設置有多個法蘭盤，分布在箱底的不同位置上，法蘭盤裝配在瓜瓣上，并且靠近瓜瓣的小端。

現有的貯箱法蘭盤焊接方法通常是：首先將瓜瓣拼接成半球形箱底，之后利用專用工裝設備對各個瓜瓣開設法蘭盤安裝孔，然后利用專用工裝設備使半球形箱底懸空，將法蘭盤裝配至法蘭盤安裝孔處并固定，再進行手工焊接。

但是，上述這種焊接方法法蘭盤需進行手工焊接，焊接質量受人為因素影響較大，且焊接過程需多次起收弧，焊接變形大。特別是當貯箱直徑為5m級別時，控制起來難度更大。

發明內容

本發明實施例提供一種5M級貯箱球形箱底法蘭盤形位尺寸的控制方法，實現對5M級大直徑貯箱箱底法蘭盤形位尺寸的控制。

本發明實施例提供一種5M級貯箱球形箱底法蘭盤形位尺寸的控制方法，包括：

將處于零件狀態下的法蘭盤和瓜瓣上與其對應的法蘭盤安裝孔過盈裝配；

采取快速焊接工藝焊接裝配在一起的瓜瓣和法蘭盤，形成瓜瓣法蘭盤組合件；

對法蘭盤瓜瓣組合件進行校形，恢復法蘭盤瓜瓣焊接變形量。

本發明實施例提供的一種5M貯箱球形箱底形位尺寸的控制方法，通過在焊接的各個過程控制瓜瓣與法蘭盤的位置、收縮量、變形量等，對大直徑貯箱球形箱底法蘭盤形位尺寸進行控制。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的一種貯箱球形箱底形位尺寸的控制方法流程圖。

圖2(a)～(d)為本發明實施例提供的一種瓜瓣和法蘭盤組合示意圖。

圖3為本發明實施例提供的瓜瓣校形工裝的結構示意圖。

具體實施方式

為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

為了適應5M級大直徑貯箱球形箱底的特性，申請人發明了一種新的法蘭盤焊接方法，即首先將法蘭盤與單個瓜瓣進行焊接，再將多個瓜瓣焊接成球形箱底，這種方法避免了將5m級大直徑貯箱球形箱底倒掛焊接，極大地降低了對工裝要求以及工藝要求。然而，既使在申請人發明的法蘭盤焊接方法中，要將法蘭盤焊接在大直徑薄壁結構的瓜瓣上，要想精確控制法蘭盤的形位尺寸，依然是比較困難的。原因在于：第一、法蘭盤的直徑小，瓜瓣臂厚較薄，在瓜瓣與法蘭盤的焊接過程中，瓜瓣極易由于焊接收縮而發生形變；第二、球形箱底的直徑很大，在該直徑下實現法蘭盤形位尺寸的精準定位本身難度就很大。

為此，為了控制球形箱底法蘭盤的形位尺寸，需要對整個貯箱球形箱底的焊接過程進行控制。圖1是本發明實施例提供的一種貯箱球形箱底法蘭盤形位尺寸的控制方法流程圖，如圖1所示，該方法包括如下步驟。

步驟110：將處于零件狀態下的法蘭盤和其對應的瓜瓣過盈裝配。

具體而言，在法蘭盤與瓜瓣上的法蘭盤安裝孔之間預留裝配過盈量。圖2(a)所示為法蘭盤，圖2(b)所示為開設有法蘭盤安裝孔的瓜瓣；將法蘭盤過盈固定在法蘭盤安裝孔后形成的結構如圖2(c)所示。采用過盈裝配可以預留焊接收縮余量，減少由于焊接收縮而導致的瓜瓣變形。在本發明一實施例中，所述裝配過盈量范圍是0.10-0.50mm。

步驟120：使用外加約束，壓緊瓜瓣和法蘭盤，保證瓜瓣和法蘭盤貼胎良好。具體可以是，使用瓜瓣法蘭壓緊工裝壓緊瓜瓣和法蘭盤，對瓜瓣添加外力約束，可有效減弱后續焊接熱輸入對瓜瓣造成的變形。

步驟130：采取快速焊接工藝焊接裝配在一起的瓜瓣和法蘭盤，形成瓜瓣法蘭盤組合件。

在本發明實施例中，法蘭盤與法蘭盤安裝孔之間采取TIG懸空焊的方式。TIG懸空焊是本申請人自有的一項技術，該技術在申請人同日遞交的另一個申請文件中有詳細的闡述。

在選取TIG懸空焊時，需要根據法蘭盤的特殊性精確選取工藝參數，工藝參數略有不對，則會導致法蘭盤焊縫處鋁合金性能的變化，造成工藝事故。經過發明人無數次實驗室實驗(選取不同的TIG參數焊接法蘭盤，通過環縫上取切片，進行形位和力學性能測試)，得知典型厚度下形位和力學性能較好的TIG焊接參數，如表1所示。