[发明专利]一种低温风洞内层连接圈拼焊装置及内层连接圈拼焊方法

说明书

本申请提供一种低温风洞内层连接圈拼焊装置及内层连接圈拼焊方法，其椭圆状框模为椭圆环状的二十四边形结构，且用于套接于椭圆环状的内层连接圈的外周壁上；椭圆架为椭圆环状结构，且设置于椭圆状框模的内腔中的中心位置处，椭圆架的中心点与椭圆状框模的中心点相重合，且椭圆架的长轴与椭圆状框模的长轴相重合、短轴与椭圆状框模的短轴相重合；刚性支撑组件的一端焊接于椭圆架的外周壁上，另一端抵接于内层连接圈上的每条焊缝的两侧处；紧固组件安装于椭圆状框模中的每组边的中间位置处，用于对内层连接圈进行紧固。本装置和方法有效地提高了内层连接圈的拼装精度，并控制焊接过程中的变形量。

技术领域

本申请涉及风洞领域，尤其涉及一种低温风洞内层连接圈拼焊装置及内层连接圈拼焊方法。

背景技术

自风洞问世以来，应用风洞技术进行空气动力研究和飞行器研制获得了重大进展，其作用也日趋显著。但随着试验对象(如飞行器)日益大型化，常规风洞试验面临一些严峻挑战，其中最重要的就是常规风洞无法在全尺寸雷诺数内进行试验，而高雷诺数风洞试验是实现飞行器气动力精细设计和飞行性能准确预测的前提和保证，低温风洞就是为解决这一问题诞生并发展起来的。低温风洞采用二十四边形绝热衬板进行内保温，同时作为内流道而安装在承压壳体的内部。拐角段导流片由于需要进行焊接固定，因此采用钢制内层连接圈代替二十四边形绝热衬板，与承压壳体二十四边形绝热衬板搭接共同构成低温风洞内流道。内层连接圈安装于拐角段椭圆环壳体内，结构形式为椭圆状二十四边形，为保证流道精度，禁止采用折弯工艺制作内层连接圈，这是因为板材折弯处会产生较大的弧度，只能采用二十四块奥氏体不锈钢零件板进行拼焊制作。

奥氏体不锈钢导热系数低、热膨胀系数大，导致焊接收缩和焊接变形非常大，这些都会影响内层连接圈的尺寸精度和型面精度，从而影响内流道的流场品质。

发明内容

本申请的目的之一在于提供一种低温风洞内层连接圈拼焊装置及内层连接圈拼焊方法，旨在改善现有的低温风洞内层连接圈的制作精度较低的问题。

本申请的技术方案是：

一种低温风洞内层连接圈拼焊装置，包括椭圆状框模、椭圆架、刚性支撑组件以及紧固组件；所述椭圆状框模为椭圆环状的二十四边形结构，且用于套接于椭圆环状的内层连接圈的外周壁上；所述椭圆架为椭圆环状结构，且设置于所述椭圆状框模的内腔中的中心位置处，所述椭圆架的中心点与所述椭圆状框模的中心点相重合，且所述椭圆架的长轴与所述椭圆状框模的长轴相重合、短轴与所述椭圆状框模的短轴相重合；所述刚性支撑组件的一端焊接于所述椭圆架的外周壁上，另一端抵接于所述内层连接圈上的每条焊缝的两侧处；所述紧固组件安装于所述椭圆状框模中的每组边的中间位置处，用于对所述内层连接圈进行紧固。

作为本申请的一种技术方案，所述椭圆状框模包括两个半弧形状框模；两个所述半弧形状框模关于所述椭圆状框模的长轴相对称，且连接成椭圆环状的二十四边形结构；每个所述半弧形状框模均包括高度与所述内层连接圈的高度相同且依次连接的第一框模、第二框模、第三框模以及第四框模，所述第一框模与所述第四框模相同，所述第二框模与所述第三框模相同。

作为本申请的一种技术方案，所述第一框模包括第一下边形板、第一中边形板、第一上边形板、四个第一筋板、两个第一紧固板以及两个第一加固板；所述第一下边形板、所述第一中边形板以及所述第一上边形板依次由下至上相平行且等间距分布，且其中两个所述第一筋板的顶底两端分别垂直固定连接于所述第一下边形板的两侧端与所述第一中边形板的两侧端之间，另外两个所述第一筋板的顶底两端分别垂直固定连接于所述第一中边形板的两侧端与所述第一上边形板的两侧端之间；其中一个所述第一紧固板的顶底两端分别垂直固定连接于所述第一下边形板与所述第一中边形板的中部之间，另一个所述第一紧固板的顶底两端分别垂直固定连接于所述第一中边形板与所述第一上边形板的中部之间；其中一个所述第一加固板的顶底两端分别垂直固定连接于所述第一下边形板与所述第一中边形板的中部之间，另一个所述第一加固板的顶底两端分别垂直固定连接于所述第一中边形板与所述第一上边形板的中部之间。