一种贮箱顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及搅拌摩擦焊接领域，具体涉及一种贮箱顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置。
【背景技术】
[0002]我国运载火箭贮箱箱底传统的焊接制造工艺是采用TIG焊接方法，由于贮箱箱底材料通常选用密度小、比强度高的铝合金材料，使得产品焊接后存在着大量气孔、裂纹或类似裂纹等缺陷。为了提高运载火箭产品市场竞争力，要求火箭制造厂不断提高火箭的质量和性能、降低生产制造成本，迫切需求采用新型连接技术。
[0003]搅拌摩擦焊是一种新型固相连接技术，焊缝成形性好，无传统焊接过程中产生的裂纹及气孔等缺陷，使搅拌摩擦焊技术成为自激光焊接问世以来最引人注目的焊接方法，它的出现使用权铝合金等有色金属的连接技术发生重大变革。在航天器低温容器焊接、大型轻合金结构件焊接、航空器蒙皮焊接、铝挤压件的焊接、船体和加强件的焊接、高速列车铝制焊接等方面，搅拌摩擦焊已显现较大的技术优势。
[0004]到目前为止，搅拌摩擦焊已被证明除可实现铝合金材料、铝基复合材料的焊接外，其他具有高温流动塑性的轻金属合金及非金属材料亦适合应用搅拌摩擦焊技术。由于搅拌摩擦焊具有无飞溅、无烟尘，且不需要添加焊丝和保护气等优良特点，是一种高效、节能、环保的新技术。因此，将该技术应用于火箭生产制造是未来的发展趋势。为了适应搅拌摩擦焊接技术在火箭上的应用，针对运载火箭贮箱箱底顶盖与人孔法兰实现搅拌摩擦焊问题，提出一种贮箱顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置。
【实用新型内容】
[0005]针对传统搅拌摩擦焊接设备存在的缺陷，本实用新型提出一种贮箱顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置，可实现对铝合金等材料搅拌摩擦焊焊接，解决运载火箭贮箱箱底顶盖与人孔法兰实现搅拌摩擦焊问题，突破传统TIG焊接技术限制，提高焊接接头的连接质量。
[0006]为了解决本实用新型的上述技术问题，本实用新型提供的解决方案是提供一种贮箱顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置，主要由模胎、压紧环、压紧垫板A、压紧垫板B、法兰压环、焊接垫板、补焊垫板、压紧螺钉组成；焊接垫板或补焊垫板固定于模胎上，通过压紧环、压紧垫板A、压紧垫板B、压紧螺钉、法兰压环实现对顶盖与人孔法兰压紧，并在五轴联动设备上实现搅拌摩擦焊焊接。
[0007]进一步，所述压紧环、压紧垫板A、压紧垫板B采用螺栓、弹性垫圈、平垫圈、螺母与人孔法兰进行紧固。
[0008]本实用新型与现有技术相比，其显著优点:
[0009]1.与传统TIG焊接方法相比，该装置可实现搅拌摩擦焊焊接，减少焊接后产生气孔、裂纹或类似裂纹等缺陷，有效地提高焊接连接质量。
[0010]2.该装置可有效地对产品顶盖和人孔法兰进行压紧，并且设置局部压紧结构；
[0011]3.该装置设置限位结构，有效防止顶盖与人孔法兰的径向窜动；
[0012]4.该装置可实现搅拌摩擦焊和补焊工序。
【附图说明】
[0013]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0014]图1是本发明的顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置结构图；
[0015]图2是本发明的顶盖俯视图；
[0016]图3是本发明的顶盖压紧结构图；
[0017]图4是本发明的人孔法兰压紧结构图；
[0018]图5是本发明的补焊状态结构图。
【具体实施方式】
[0019]参见示出本实用新型实施例的附图，下文将更详细地描述本实用新型。然而，本实用新型可以以许多不同形式实现，并且不应解释为受在此提出之实施例的限制。
[0020]本实用新型实施例所述的一种贮箱顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置，可实现对铝合金等材料搅拌摩擦焊焊接，由模胎1、螺栓A2、弹性垫圈A3、平垫圈A4、螺母A5、压紧环6、压紧垫板A7、压紧垫板B8、螺钉A9、弹性垫圈B10、平垫圈B11、螺母B12、螺栓B13、法兰压环14、焊接垫板15、螺钉B16、吊环螺钉A17、吊环螺钉B18、限位螺钉A19、压紧螺钉A20、压紧螺钉B21、限位螺钉B22、圆柱销23、补焊垫板24部分组成。
[0021]上述贮箱顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置工作原理如下:在顶盖与人孔法兰焊接时，将焊接垫板15固定于模胎I上，通过压紧环6、压紧垫板A7、压紧垫板B8、压紧螺钉A20、压紧螺钉B21实现对顶盖与人孔法兰压紧，并在五轴联动设备上实现搅拌摩擦焊焊接；同理，在进行补焊时，将补焊垫板24固定于模胎I上，通过压紧环6、压紧垫板A7、压紧垫板B8、压紧螺钉A20、压紧螺钉B21实现对顶盖与人孔法兰压紧，并在五轴联动设备上实现补焊焊接。所述压紧环6、压紧垫板A7、压紧垫板B8可采用螺栓A2、弹性垫圈A3、平垫圈A4、螺母A5与人孔法兰进行紧固
[0022]由于产品顶盖面积大，为了保证与人孔法兰在搅拌摩擦焊接连接处附近具有足够的压紧力，这里采用限位螺钉A19、压紧螺钉A20、压紧螺钉B21、限位螺钉B22交错布局的方式来实现局部加强，其结构如图2所示。与此同时，可采用弹性垫圈B10、平垫圈B11、螺母B12、螺栓B13对产品顶盖进行紧固。
[0023]所述压紧环6、压紧垫板A7、压紧垫板B8采用螺钉B16、吊环螺钉A17、吊环螺钉B18与贮箱顶盖进行紧固。同时，为了防止人孔法兰的径向窜动，这里设置圆柱销23进行限位，其结构如图3所示。在进行顶盖与人孔法兰在搅拌摩擦焊焊接时，往往不能一次完成，需要进行补焊，因此，在进行补焊时，将原来的焊接垫板15更换为补焊垫板24，其结构如图4所示。
[0024]本实用新型虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本实用新型，任何本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种贮箱顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置，其特征在于，主要由模胎、压紧环、压紧垫板A、压紧垫板B、法兰压环、焊接垫板、补焊垫板、压紧螺钉组成； 所述焊接垫板或补焊垫板固定于模胎上，通过压紧环、压紧垫板A、压紧垫板B、压紧螺钉、法兰压环实现对顶盖与人孔法兰压紧，并在五轴联动设备上实现搅拌摩擦焊焊接。
2.根据权利要求1所述的贮箱顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置，其特征在于，采用限位螺钉A、压紧螺钉A、压紧螺钉B、限位螺钉B交错布局，保证顶盖与人孔法兰在搅拌摩擦焊接连接处附近压紧。
3.根据权利要求1所述的贮箱顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置，其特征在于，所述压紧环、压紧垫板A、压紧垫板B采用螺栓、弹性垫圈、平垫圈、螺母与人孔法兰进行紧固。
4.根据权利要求1所述的贮箱顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置，其特征在于，所述压紧环、压紧垫板A、压紧垫板B采用螺钉B、吊环螺钉A、吊环螺钉B与贮箱顶盖进行紧固。
5.根据权利要求1所述的贮箱顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置，其特征在于，所述人孔法兰上设置圆柱销进行限位，防止人孔法兰的径向窜动。
【专利摘要】本实用新型的贮箱顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊焊接装置，主要由模胎、压紧环、压紧垫板A、压紧垫板B、法兰压环、焊接垫板、补焊垫板、压紧螺钉组成；焊接垫板或补焊垫板固定于模胎上，通过压紧环、压紧垫板A、压紧垫板B、压紧螺钉、法兰压环实现对顶盖与人孔法兰压紧，并在五轴联动设备上实现搅拌摩擦焊焊接。该装置在五轴联动设备上实现液氧箱前底顶盖与人孔法兰的搅拌摩擦焊焊接装配，解决目前液氧箱前底顶盖与人孔法兰搅拌摩擦焊问题，与传统TIG焊接相比，有效地减少飞溅、烟尘、裂纹及气孔等问题，提高焊接焊缝质量。
【IPC分类】B23K20-233, B23K20-12, B23K20-26
【公开号】CN204353646
【申请号】CN201420612074
【发明人】林名润, 范振昌, 徐奎
【申请人】上海航天设备制造总厂
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2014年10月22日