[發明專利]一種大型球殼結構橫向自動焊接的工裝夾具及裝配方法

有效

• 申請號: 201510773755.X
• 申請日: 2015-11-13
• 公開（公告）號: CN106695213B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 付鵬飛;毛智勇;王西昌;唐振云;李凱;左從進;張田;崔向中
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: B23K37/04
• 分類號: B23K37/04;B23K37/047;B23K101/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種大型球殼結構橫向自動焊接的工裝夾具及裝配方法，其技術要點是：包括夾具本體，夾具本體包括焊接夾具，球殼包括上半球殼和下半球殼，上半球殼和下半球殼之間設有赤道焊縫，赤道焊縫上設有凸臺，焊接夾具包括與下半球殼相連接的托舉夾具；裝配方法包括將平臺小車裝載到真空室導軌上，將托舉夾具裝配到轉臺，將下半球殼裝載到托舉夾具的支撐筒斜面結構上，同步對稱鎖緊L形轉接板與托舉夾具之間的螺栓，將上半球殼裝配到下半球殼上，裝配完成后氬弧焊點焊上半球殼和下半球殼間的凸臺上焊接位置，再通過氬弧焊點焊球殼內部焊接位置，完成上半球殼和下半球殼裝配；采用該技術方案保證了焊接位置精度以及焊接間隙、焊接階差等裝配要求。

技術領域

本發明涉及工裝夾具和裝配調整方法技術領域，具體的說是一種大型球殼結構橫向自動焊接的工裝夾具及裝配方法。

背景技術

在工程實踐的許多情況下，需要針對大型球殼等壓力容器零件赤道進行整體化焊接制造，當焊接厚度為30～150毫米、赤道焊縫長度達到1～7米時，通常采用自動氬弧焊、電子束焊接等方法進行拼接。如載人深潛器的載人艙球殼結構，內徑2.1米，厚度50～60毫米。針對大尺寸、大厚度球殼類結構，為了獲得更好的焊接質量，焊接前球殼零件的工裝夾具設計及結構定位裝配至關重要。

由于球殼尺寸較大，現有技術中，球殼零件結構一般在半精加工狀態或精加工后進行自動氬弧焊、電子束焊接，除了焊接對接面，球殼結構自身無定位、調整及測量位置，因此，焊接工裝夾具和裝配方法的難度大，不方便進行裝配調整。此外，現有技術的焊接夾具的零件高度較高，因此電子束焊接工藝的空間裕度小，不能實現定位、測量、調整以及裝配功能，球殼窗口的剛性不理想，也不能實現球殼結構外部的間接連接固定，焊接位置精度以及焊接間隙并不理想，會影響到焊縫成形、焊接質量等問題。

發明內容

本發明的目的，就是解決以上技術中存在的問題，并為此提供一種大型球殼結構橫向自動焊接的工裝夾具及裝配方法。

一種大型球殼結構橫向自動焊接的工裝夾具，包括夾具本體，所述夾具本體包括焊接夾具，球殼包括上半球殼和下半球殼，上半球殼和下半球殼之間設置有赤道焊縫，赤道焊縫上設置有凸臺，下半球殼的外表面設置有窗口，焊接夾具包括與下半球殼相連接的托舉夾具，托舉夾具的上部設置有支撐臂，支撐臂之間為支撐筒，支撐筒的內側下部裝配面為斜面結構，支撐筒的外側下部連接有定位工裝夾具，定位工裝夾具的下部設置有轉臺，與轉臺連接的定位工裝夾具上設置有T型槽，轉臺的一側連接有平臺小車，托舉夾具與下半球殼的外表面之間通過L形轉接板相連接，所述L形轉接板上分別設置有U形槽和通孔，該通孔通過螺栓連接外壓板，所述外壓板上設置有螺紋孔，L形轉接板上的U形槽與支撐臂通過螺栓相連接，所述外壓板設置在窗口位于球殼外側的端部，外壓板在窗口處通過螺栓連接內壓板，內壓板設置在窗口的位于球殼內側的端部。

進一步地，所述平臺小車的兩側分別設置有滾動輪，滾動輪之間設置有導向輪，平臺小車的平臺凹槽上設置有配合轉臺的螺栓孔。

進一步地，所述托舉夾具為盤形托舉夾具，所述平臺小車和球殼上還分別設置有百分表。

一種上述大型球殼結構橫向自動焊接的工裝夾具的裝配方法：

第一步，將平臺小車裝載到真空室導軌上，再將轉臺裝配到平臺小車上，使轉臺與平臺小車連接鎖緊；

第二步，將托舉夾具裝配到轉臺，將百分表固定到小車上，分別測量支撐筒的上表面平面跳動及筒外表面的徑向跳動，調整定位工裝夾具，并將定位工裝夾具和T形槽鎖緊定位；

第三步，將下半球殼裝載到托舉夾具的支撐筒斜面結構上，將內壓板和外壓板用螺栓連接，再將L形轉接板與托舉夾具及外壓板通過螺栓連接固定；