[發明專利]一種耐壓艙半球殼與艙口件用焊接工裝及用其焊接的方法

有效

• 申請號: 201810987422.0
• 申請日: 2018-08-28
• 公開（公告）號: CN108890113B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 耿永亮;呂逸帆;劉希林;余巍;劉志穎
• 申請（專利權）人: 中國船舶重工集團公司第七二五研究所
• 主分類號: B23K15/00
• 分類號: B23K15/00;B23K15/06
• 代理公司: 41120 洛陽公信知識產權事務所(普通合伙)
• 代理人: 陳利超<國際申請>=<國際公布>=<進入

一種耐壓艙半球殼與艙口件用焊接工裝及用其焊接的方法，包括斜鐵、轉臺、傾斜支架、固定底板和轉動底板，安裝后調整耐壓艙半球殼上待焊艙口件的中心線通過耐壓艙半球殼的球心并與轉臺的中心線重合。本發明采用本發明提供的電子束焊接半球殼和艙口鍛件的方法，通過該方法可實現產品焊接，保證了焊接精度，避免了焊偏和未熔合等缺陷。本發明的具體實施例中采用該方法焊接的深潛器載人球殼及模擬球殼，采用本發明后焊接質量滿足NB 47013中射線、超聲波探傷I級，低倍金相組織中未發現氣孔、裂紋、夾雜等缺陷，焊接效率，尺寸精度等綜合指標均優于傳統其他焊接方法。

技術領域

本發明屬于金屬材料焊接領域，尤其是涉及一種耐壓艙半球殼與艙口件用焊接工裝及用其焊接的方法。

背景技術

隨著國家遠洋與深海戰略的發展要求，耐壓艙(球殼)裝備需求日益增加，其中由于耐壓球殼尺寸和厚度大，焊縫結構特殊，目前較為成熟的焊接方法為TIG窄間隙焊接技術，但手工TIG焊接方法效率低，受環境和操作人員因素影響大，易出現未熔合、氣孔、裂紋等缺陷，焊縫質量難以保證，無法滿足我國高速發展的深海與遠洋裝備的需求。真空電子束焊接穿透能力強、熱輸入量小、焊接速度快、真空條件下焊縫純凈度高、焊接變形與殘余應力小的眾多優點，非常適合大厚度鈦合金的焊接。耐壓球殼建造路線為通常先將半球殼與艙口件等焊接，再將上下兩個半球殼焊接，上下半球殼連接時焊縫為普通的環形對接焊縫，焊接實施難度小，但半球殼與艙口件形成的焊縫為圓錐形焊縫，且焊縫需指向球心，由于電子束焊接時電子槍無法靈活轉動這一自身技術特點限制，在焊接此類零件產品時，很難通過常規的電子束焊接工裝或運動軌跡實現，因此針對耐壓球殼中半球殼與艙口件的特殊結構形式的焊縫設計專用的焊接工裝是解決電子束高效連接此類產品的重要因素，同時也是保證該類產品焊縫質量的關鍵技術。為此本發明針對該類產品的結構特點設計了一種能夠用于該類典型結構的電子束焊接方法和工裝，利用該方法和工裝，能夠實現耐壓艙中半球殼與艙口件電子束高效優質地焊接。目前國內關于電子束焊接耐壓球殼中半球殼與艙口件的焊接方法尚未報道。

發明內容

本發明的目的是為解決現有耐壓艙半球殼與艙口件焊接過程中容易偏焊的問題，提供一種耐壓艙半球殼與艙口件用焊接工裝及用其焊接的方法，耐壓球殼與艙口件特殊焊縫的電子束焊接難題，實現耐壓艙中半球殼與艙口鍛件的高效可靠焊接，同時通過工裝的高精度保證，避免了電子束焊接時產生的焊偏或未熔合等缺陷。

本發明為解決上述技術問題的不足，所采用的技術方案是：

一種耐壓艙半球殼與艙口件用焊接工裝，包括斜鐵、轉臺、傾斜支架、固定底板和轉動底板，斜鐵的傾斜角等于耐壓艙半球殼上待焊艙口件的錐角的二分之一，轉臺通過斜鐵傾斜支撐在工作臺上，轉臺所在平面與工作臺所在平面形成的夾角等于斜鐵傾斜角，傾斜支架的傾斜角等于耐壓艙半球殼上待焊艙口件的中心線與耐壓艙半球殼剖面所呈夾角的余角，固定底板通過傾斜支架固定在轉臺上，固定底板與轉臺之間的夾角等于傾斜支架的傾斜角，待焊接的耐壓艙半球殼通過連接件固定在呈圓環狀結構的轉動底板上，且固定后的耐壓艙半球殼的中心線與轉動底板的中心線重合，轉動底板自由貼設在固定底板上，固定底板上設置有一對相互配合的轉動軸承，轉動軸承的內圈固定在固定底板上，轉動軸承的外圈與轉動底板相切并支撐轉動底板，通過兩個轉動軸承的外圈支撐配合實現轉動底板在固定底板上的自由轉動，轉動底板上還固定有若干沿圓周方向均勻分布的支撐塊，支撐塊沿轉動底板徑向向外延伸出一段支撐桿，支撐桿壓設在轉動軸承上，通過在轉動軸承和支撐桿之間墊設墊片來調整固定在轉動底板上的耐壓艙半球殼的球心位置，轉動底板和固定底板之間設置有若干限制轉動底板自由轉動的緊固件，緊固件沿轉動底板的圓周方向均勻分布，安裝狀態下的耐壓艙半球殼上待焊艙口件的中心線通過耐壓艙半球殼的球心并與轉臺的中心線重合。