[發(fā)明專利]一種同步裝配分形拼焊的球形殼體結構焊接支撐工裝及焊接方法

有效

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• 申請日: 2021-04-02
• 公開（公告）號: CN113182748B
• 公開（公告）日: 2023-02-28
• 發(fā)明（設計）人: 王文超;劉巖;祁俊峰;張聞啟;張鐵民;常磊;苑博;楊波;田銳;許夢龍;于軍雨;任棟梁;李瀚翔;侯振
• 申請（專利權）人: 北京衛(wèi)星制造廠有限公司
• 主分類號: B23K37/04
• 分類號: B23K37/04
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 龐靜

1.一種球型殼體結構焊接支撐工裝，其特征在于：包括轉接盤、內撐弧塊、扇形蒙皮內撐環(huán)、弧形蒙皮內支 撐環(huán)；

所述弧形蒙皮內支撐環(huán)用于組成圓環(huán)，兩個轉接盤同軸布置，每個轉接盤與安裝在其邊緣的扇形蒙皮內撐環(huán)組成圓形內撐；多個圓環(huán)對稱分布在兩個轉接盤四周，圓形內撐與圓環(huán)之間、圓環(huán)與圓環(huán)之間通過內撐弧塊連接，每個連接處的內撐弧塊上設置縫隙，所有的內撐弧塊位于同一球型面上。

2.根據(jù)權利要求1所述的支撐工裝，其特征在于：還包括連接軸，所述連接軸安裝在兩個圓形內撐之間。

3.根據(jù)權利要求1所述的支撐工裝，其特征在于：所述的圓環(huán)數(shù)量為4個。

4.一種同步裝配分形拼焊的球形殼體結構焊接方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)組裝權利要求1所述的支撐工裝；

(2)將分形殼體零件毛坯安裝到支撐工裝上，使用焊口壓板進行固定，利用焊口壓板固定切削位置；

(3)對分形殼體零件毛坯進行精加工，精確加工焊口，加工時，支撐工裝中內撐弧塊上的縫隙作為切削時的銑刀槽；拆下已加工好的分形殼體零件，對分形殼體零件進行焊前清洗和清理；

(4)在所述支撐工裝上同步安裝所有的分形殼體零件，并使用焊口壓板進行固定，并保證待焊接分形殼體零件焊口對齊情況達到焊口裝配要求；

(5)進行焊接，所述支撐工裝中內撐弧塊上的縫隙作為焊漏槽；待所有焊縫焊接完成后，從支撐工裝圓環(huán)內部拆卸支撐工裝。

5.根據(jù)權利要求4所述的焊接方法，其特征在于：步驟(3)中的精加工一次安裝一塊分形殼體零件毛坯，或者安裝多個使用同一個基準進行加工的分形殼體零件毛坯。

6.根據(jù)權利要求4所述的焊接方法，其特征在于：所述焊口裝配要求為焊口錯邊＜0.5mm，間隙＜0.5mm。

7.根據(jù)權利要求4所述的焊接方法，其特征在于：步驟(4)中裝配分形殼體零件過程中，針對待焊接的兩塊分形殼體零件在裝配過程中對其焊口施加預拉伸力，以消除或減小焊接變形，同時保證焊接零件受力均勻。

8.根據(jù)權利要求4所述的焊接方法，其特征在于：不同材料、規(guī)格以及不同的焊接方法會導致焊接過程產生不同的焊接應力以及焊接收縮量，通過焊接過程的模擬仿真結合焊前試驗確定焊接應力以及焊接收縮量，根據(jù)焊接應力值的多少確定預拉伸力，通過焊接收縮量調整焊前零件尺寸確保焊后零件尺寸滿足要求。

9.根據(jù)權利要求4所述的焊接方法，其特征在于：步驟(5)中對稱安排焊接順序。

10.根據(jù)權利要求4所述的焊接方法，其特征在于：裝配過程中保證4個圓環(huán)內撐以及2個圓形內撐與定位環(huán)的同軸度≤±0.2mm，與定位面的平面度≤±0.2mm，同時保證對稱的2個圓環(huán)內撐以及對稱的圓形內撐的垂直度≤±0.1mm；對稱的2個圓環(huán)內撐及對稱的圓形內撐的距離誤差≤±0.1mm。

11.根據(jù)權利要求4-10之一所述的焊接方法，其特征在于：適用于SR≥3000mm的鋁合金球形殼體結構的焊接。