[发明专利]一种火箭贮箱箱底圆环与过渡环的匹配工装及方法

说明书

本发明涉及一种火箭贮箱箱底圆环与过渡环的匹配工装及方法，属于火箭贮箱箱底焊接技术领域。本发明的方法对于零件产品焊接后的周长误差适应性好，能够将变截面的过渡环小端周长尺寸及圆环大端周长尺寸在纬度上的相互匹配关系转化为经度进行匹配，即通过过渡环小端的装配来确定圆环大端的铣切高度，将不好测量的边截面周长尺寸转化为方便测量的高度尺寸，降低了测量难度，提高了测量精度。实现过渡环环缝周长尺寸的高精度装配，保证两零部件周长尺寸匹配的一致性，为过渡环环缝的高效装配及后续的高质量焊接提供保障。

技术领域

本发明涉及一种火箭贮箱箱底圆环与过渡环的匹配工装及方法，属于火箭贮箱箱底焊接技术领域。

背景技术

我国运载火箭芯级贮箱箱底直径为Ф3350mm，为铝合金结构件，由顶盖、圆环、过渡环组成，箱底结构示意图如图1所示。

随着对航天产品质量要求的不断提高，目前新型号运载火箭贮箱箱底纵缝均采用搅拌摩擦焊技术。搅拌摩擦焊是一种固相连接技术，它是带有搅拌针的搅拌头高速旋转插入被焊工件，通过搅拌针、轴肩与工件之间的摩擦将机械能转化为热能，把两个部件焊接在一起。由于搅拌摩擦焊过程中不添加焊丝，只是被焊件自身相熔连接，因此产品装配装配间隙的大小直接影响着焊接质量。若装配间隙过大，在焊接过程中一方面容易造成根部未熔合缺陷，另一方面自身相熔的金属填充间隙后会形成孔洞缺陷，影响接头强度。

火箭贮箱箱箱底圆环与过渡环的环缝由过渡环与圆环下端焊接组成。过渡环由两根半环手工焊拼焊而成，手工焊热输入量大，每次收缩量不一样，故过渡环焊后的周长每次都在变化，进而过渡环小端的周长也在变化。

火箭贮箱箱箱圆环由8块瓜瓣拼焊而成，大端带有余量，焊接过渡环环缝前需要把余量去除。虽然大端有理论线作为基准，但是8条纵缝焊接完后，每次的焊接收缩量都不一样，若每次都按理论线来铣切大端余量，则圆环大端的周长也一直在改变。因此，圆环与过渡环装配时会出现两种情况：

(1)切割高度过高，装配间隙大

若将下端铣切量过大的圆环与过渡环进行装配，则会出现较大的装配间隙，如图2所示。

(2)切割高度过底，装配错缝大

若圆环下端铣切量较小，在装配圆环与过渡环时，虽然圆环下端可以和过渡环小端实现无间隙并缝，但实际上圆环的外周长会大于过渡环小端外周长，会出现错缝，且圆环下端内型面与焊接垫板也不贴合，如图3所示。

综上所述，过渡环小端的周长尺寸与圆环下端的周长尺寸匹配一致性的好坏将直接影响着过渡环环缝装配质量及后续焊接质量。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提出一种火箭贮箱箱底圆环与过渡环的匹配工装及方法，该方法针对过渡环上端焊接后实际周长及圆环焊接后下端周长不好测量且一直在动态变化，无法保证其在装配过渡环环缝一致性的工艺难题，提出一种火箭贮箱箱底过渡环环缝周长尺寸精确匹配方法。该方法能够实现过渡环环缝周长尺寸的高精度装配，保证两零部件周长尺寸匹配的一致性，为过渡环环缝的高效装配及后续的高质量焊接提供保障。

本发明的技术解决方案是：

一种火箭贮箱箱底圆环与过渡环的匹配工装，该匹配工装包括锁紧螺母、中心轴、上压架、调节螺杆、模胎组合件及过渡环压环；

所述的上压架带有通孔；

所述的中心轴的上端与锁紧螺母进行连接；

所述的中心轴的下端与模胎组合件进行连接；

所述的中心轴穿过上压架的通孔后实现对上压架的轴向定位；

所述的调节螺杆连接在中心轴的柱面上；

所述的过渡环压环用于将过渡环连接在模胎组合件上。