专利名称：钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种焊接工装，特别是一种钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装。
背景技术：
钛合金环形气瓶是导弹冷喷系统中的重要部件，是用来贮存压缩空气的贮能元 件，工作压力高。其内胆结构如图1、图2所示、是由两个冲压成型的圆环形半圆管1、2焊接 而成，其中包括外环缝3和内环缝4，所述气瓶内胆上还焊接有进气管5和出气管6。钛合金 的焊接难点在于热影响区晶粒长大和熔融金属中溶入氢、氧、氮形成钛化物造成焊缝脆化， 因此焊后热处理和焊接过程对熔池的保护是保证焊接质量的必要措施。由于两个环形金属 半圆管的内外环缝焊接所形成的圆环形金属管是封闭的环形管，一般焊接直管所用的从管 口的一端伸入管内的焊缝背面保护垫块，在圆环形管中无法使用，因此如何提供一种在焊 接过程中对焊缝背面实施保护成为焊接环形气瓶内胆的关键。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术的上述不足，而提供一种钛合 金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，以解决焊缝背面保护。本实用新型所提供的钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装是由如下技术方案来 实现的。一种钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，所述钛合金环形气瓶内胆上设有进、 出气管，所述焊接工装包括设有滚轮的滚轮座及气体保护垫块，其中所述气体保护垫块的 截面轮廓为对角线小于所述进、出气管内径的矩形，其长度小于钛合金环形气瓶内胆截面 圆管内径，所述气体保护垫块由所述进、出气管置入所述钛合金环形气瓶内胆，所述气体保 护垫块设于焊缝焊接位置的背面，并通过一连接装置与外部的固定装置固定。除上述必要技术特征外，在具体实施过程中，还可补充如下技术内容。所述的钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，其中所述气体保护垫块的上表面为 与内胆外环缝内壁面一致的弧面，所述弧面上设有焊缝成型槽，所述焊缝成型槽内设有多 个氩气喷孔，所述气体保护垫块的一侧设有氩气接管，所述氩气接管与所述多个氩气喷孔 连通，并以软管连接氩气源。所述的钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，其中所述气体保护垫块内进一步设 有稳流室，所述稳流室内设有稳流隔板通过所述稳流隔板连通所述氩气喷孔，进一步连通 所述焊缝成型槽，所述氩气接管连通所述稳流室。所述的钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，其中所述连接装置是一固定于固定 装置上的薄钢板，所述薄钢板的一端设有楔面，所述气体保护垫块的下表面设有与焊缝平 行的楔槽，所述薄钢板的设有楔面的一端，由所述钛合金环形气瓶内胆的外环缝插入并楔 紧于所述气体保护垫块的楔槽内。
3[0010]所述的钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，其中所述连接装置是一固定于固定 装置上的蹄形电磁铁，所述蹄形电磁铁的两磁极沿焊缝滑设于熔池的前后两侧，所述气体 保护垫块的上表面为铁磁性材料。所述的钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，其中所述固定装置是所述滚轮座或 焊机的机架。本实用新型的优点在于本实用新型的钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，在焊接过程中，利用滚轮座 上的滚轮驱动钛合金环形气瓶内胆转动，设于内胆中的气体保护垫块在焊接过程中，通过 连接装置始终保持与焊枪位置一致，从而实现对焊缝的背面保护，使外环焊缝成型美观，强 度符合设计要求，无气管等焊接缺陷，具有优良的耐高压性能。为对本实用新型的加工方法及其功效有进一步了解，兹列举具体实施例并结合附 图详细说明如下。
图1是本实用新型的所加工的钛合金环形气瓶内胆的结构图。图2是图1的俯视图。图3是钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装结构示意图。图4是图3的侧视图。图5是钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装中的气体保护垫块的结构图。图6是钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装的另一种实施例的结构示意图。
具体实施方式
如图3、图4所示，本实用新型所提供的钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，用 于焊接钛合金环形气瓶内胆的外环缝3，在焊接外环缝3时所述钛合金气瓶内胆的外环缝4 还未焊接，所述钛合金气瓶内胆上的进、出气管5、6已焊好。所述外环缝焊接工装包括设有 滚轮11的滚轮座12及气体保护垫块20，其中所述气体保护垫块20的截面轮廓为对角线小 于所述进、出气管内径的矩形，其长度小于钛合金环形气瓶内胆截面圆管内径，所述气体保 护垫块20由所述进或出气管5、6置入所述钛合金环形气瓶内胆，所述气体保护垫块20设 于焊缝焊接位置的背面，并通过一连接装置与外部的固定装置固定。在焊接时，构成焊接钛合金环形气瓶内胆的两个冲压成型的圆环形半圆管1、2对 合、点固后垂直放置与所述滚轮座12的滚轮11上，驱动滚轮11即带动被点固成一体的两 个圆环形半圆管1、2旋转，焊接设备的焊枪垂直位于外环缝的上面，焊接过程中焊枪51不 动，工件旋转，使熔池随焊枪相对工件焊缝移动。所述气体保护垫块20设于焊枪的下方，并 通过所述连接装置与固定装置固定，所述的固定装置是指对于运动的工件保持不动的一些 装置，如所述的滚轮座12或焊机的机架50，使与焊枪一致保持不动。如图5所示，所述气体保护垫块20的上表面为与内胆外环缝内壁面一致的弧面 21，所述弧面21上设有焊缝成型槽22，所述焊缝成型槽内设有多个氩气喷孔23，所述气体 保护垫块20的一侧设有氩气接管24，所述氩气接管24与所述多个氩气喷孔23连通，并以 软管28连接氩气源。工作时氩气由氩气接管24进入所述气体保护垫块20，并由多个氩气
4喷孔23喷出进入焊缝成型槽22，使焊缝背面处于氩气保护中。所述气体保护垫块20内进一步设有稳流室25，所述稳流室25内设有稳流隔板26 通过所述稳流隔板26连通所述氩气喷孔23，进一步连通所述焊缝成型槽22，所述氩气接管 24连通所述稳流室25。稳流室25及稳流隔板26的设置，使氩气以稳定的层流由焊缝成型 槽流向焊缝，更有效的保护焊缝不被氧化。结合图3、图4，所述连接装置是一固定于固定装置上的薄钢板31，所述薄钢板31 的一端设有楔面32，所述气体保护垫块20的下表面设有与焊缝平行的楔槽27，所述薄钢板 31的设有楔面32的一端，由所述钛合金环形气瓶内胆的外环缝4插入并楔紧于所述气体保 护垫块20的楔槽27内。如图6所示，作为所述连接装置另一实施例是一固定于固定装置上的蹄形电磁铁 40，所述蹄形电磁铁40的两磁极沿焊缝滑设于熔池的前后两侧，所述气体保护垫块20的上 表面为铁磁性材料。所述气体保护垫块20被所蹄形电磁铁40吸附于所述钛合金环形气瓶 内胆的外环缝4的内，当焊缝移动时，所述气体保护垫块20将保持与所述蹄形电磁铁40 — 致，相对与所述焊枪51不动。
权利要求钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，所述钛合金环形气瓶内胆上设有进、出气管，所述焊接工装包括设有滚轮的滚轮座及气体保护垫块，其特征在于所述气体保护垫块的截面轮廓为对角线小于所述进、出气管内径的矩形，其长度小于钛合金环形气瓶内胆截面圆管内径，所述气体保护垫块由所述进、出气管置入所述钛合金环形气瓶内胆，所述气体保护垫块设于焊缝焊接位置的背面，并通过一连接装置与外部的固定装置固定。
2.根据权利要求1所述的钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，其特征在于所述气体 保护垫块的上表面为与内胆外环缝内壁面一致的弧面，所述弧面上设有焊缝成型槽，所述 焊缝成型槽内设有多个氩气喷孔，所述气体保护垫块的一侧设有氩气接管，所述氩气接管 与所述多个氩气喷孔连通，并以软管连接氩气源。
3.根据权利要求2所述的钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，其特征在于所述气体 保护垫块内进一步设有稳流室，所述稳流室内设有稳流隔板通过所述稳流隔板连通所述氩 气喷孔，进一步连通所述焊缝成型槽，所述氩气接管连通所述稳流室。
4.根据权利要求1所述的钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，其特征在于所述连接 装置是一固定于固定装置上的薄钢板，所述薄钢板的一端设有楔面，所述气体保护垫块的 下表面设有与焊缝平行的楔槽，所述薄钢板的设有楔面的一端，由所述钛合金环形气瓶内 胆的外环缝插入并楔紧于所述气体保护垫块的楔槽内。
5.根据权利要求1所述的钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，其特征在于所述连接 装置是一固定于固定装置上的蹄形电磁铁，所述蹄形电磁铁的两磁极沿焊缝滑设于熔池的 前后两侧，所述气体保护垫块的上表面为铁磁性材料。
6.根据权利要求1所述的钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，其特征在于所述固定 装置是所述滚轮座或焊机的机架。
专利摘要本实用新型涉及一种焊接工装，特别是一种钛合金环形气瓶内胆外环缝焊接工装，包括设有滚轮的滚轮座及气体保护垫块，其特征在于所述气体保护垫块的截面轮廓为对角线小于所述进、出气管内径的矩形，其长度小于钛合金环形气瓶内胆截面圆管内径，所述气体保护垫块由所述进、出气管置入所述钛合金环形气瓶内胆，所述气体保护垫块通过一连接装置与固定装置固定。实现对封闭的环形气瓶内胆外焊缝背面保护，提高焊缝质量，成型美观，强度符合设计要求，无气管等焊接缺陷，具有优良的耐高压性能。
文档编号B23K37/00GK201702523SQ20102019689
公开日2011年1月12日 申请日期2010年5月20日 优先权日2010年5月20日
发明者李峰, 李鹏, 王振强, 胡鑫, 黄克忠 申请人:什邡市明日宇航工业股份有限公司