一种不锈钢贮箱瓜瓣拼焊设备及工艺的制作方法
本发明涉及航天火箭贮箱箱底加工领域，具体涉及一种不锈钢贮箱瓜瓣拼焊设备及工艺。
背景技术：
1、国内航天火箭贮箱主要为铝合金材质，尚无不锈钢贮箱的先例。国外已经有部分火箭采用了不锈钢贮箱，如美国的宇宙神d火箭、半人马座d和g火箭，以及space x的starship。不锈钢材料的强度低于铝合金材料，但是其焊接性能优异，且成本相对低廉。此外，研究表明，在-196℃的液氧低温区，采用深冷应变强化技术后的不锈钢强度与铝锂合金相当。例如，追求性价比的商业航天spacex等，都在尝试研制不锈钢材料的火箭贮箱。现有的瓜瓣拼焊制造贮箱，一般采用整体模胎来控制瓜瓣形变的方式。该工装成本较高，设备安装复杂。
2、为提高不锈钢瓜瓣的对接装配质量，实现不锈钢贮箱中的瓜瓣环焊接，设计一种不锈钢贮箱瓜瓣拼焊设备显得尤为重要。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种不锈钢贮箱瓜瓣拼焊设备及工艺。
2、本发明提供一种不锈钢贮箱瓜瓣拼焊设备，包括：至少一组瓜瓣夹紧装置和瓜瓣支架；每一组所述瓜瓣夹紧装置包括两个对应设置的内外胎装置；所述内外胎装置包括内胎型面和外胎框架，所述内胎型面用于对瓜瓣工件内侧面进行支撑，所述外胎框架用于从瓜瓣工件外侧面将瓜瓣工件压紧至所述内胎型面；所述瓜瓣支架为圆环支架，其包括上支架和下支架，所述上支架用于支撑瓜瓣工件上端部，所述下支架用于支撑瓜瓣工件下端部；所述瓜瓣夹紧装置与所述瓜瓣支架拼接形成与贮箱内型面相适配的圆环；两个所述内外胎装置用于分别对第一瓜瓣工件和第二瓜瓣工件进行夹紧，以对该第一瓜瓣工件和第二瓜瓣工件进行焊接。
3、根据本发明的一个实施例，所述内外胎装置还包括底座直线滑台；所述内胎型面和所述外胎框架设置于所述底座直线滑台上，所述外胎框架与所述底座直线滑台可转动连接，以朝向或远离所述内胎型面转动。
4、根据本发明的一个实施例，所述内外胎装置还包括外胎驱动缸；所述外胎驱动缸一端与所述底座直线滑台连接，另一端与所述外胎框架的外侧面连接，以推动或拉动所述外胎框架朝向或远离所述内胎型面转动。
5、根据本发明的一个实施例，两个所述外胎框架彼此靠近的部分分别设置至少一组琴键压紧装置，所述琴键压紧装置用于将瓜瓣工件压紧至与所述外胎框架对应的所述内胎型面。
6、根据本发明的一个实施例，所述上支架包括上支架底座和橡胶轮，所述橡胶轮可转动地设置于所述上支架底座顶端；所述下支架包括下支架底座和辊子轮，所述辊子轮可转动地设置于所述下支架底座顶端；所述橡胶轮和所述辊子轮分别用于对瓜瓣工件的上端面和瓜瓣工件的下端面进行支撑，并通过转动配合瓜瓣工件沿所述瓜瓣支架周向转动。
7、根据本发明的一个实施例，所述下支架顶端设置周长胎，瓜瓣工件内侧面贴合所述周长胎放置。
8、根据本发明的一个实施例，所述下支架顶端设置还设置弧段压紧装置，所述弧段压紧装置包括弧段驱动缸和压紧弧段块；所述弧段驱动缸一端与所述下支架连接，另一端与所述压紧弧段块连接，以推动所述压紧弧段块朝向瓜瓣工件移动以将瓜瓣工件压紧至所述周长胎，或拉动所述压紧弧段块远离瓜瓣工件。
9、根据本发明的一个实施例，所述底座直线滑台包括滑台底座和滑台，所述滑台设置于所述滑台底座上端面，所述内外胎装置设置于所述滑台上；所述滑台可相对所述滑台底座滑动，以带动所述内外胎和瓜瓣工件绕所述瓜瓣支架周向微调。
10、根据本发明的一个实施例，所述滑台上设置径向直线滑台，所述径向直线滑台包括可沿所述瓜瓣支架径向相对所述滑台滑动的周长胎短弧板；所述周长胎短弧板通过朝向瓜瓣工件移动抵住瓜瓣工件内侧面。
11、根据本发明的不锈钢瓜瓣拼焊设备，通过两个内外胎装置分别对第一瓜瓣工件和第二瓜瓣工件进行夹紧，以对该第一瓜瓣工件和第二瓜瓣工件进行切割和焊接，并通过圆环形瓜瓣支架对焊接完成的瓜瓣工件进行支撑，能够解决不锈钢瓜瓣的对接装配和瓜瓣环长度控制的问题。
12、另一方面，本发明提供一种瓜瓣拼焊工艺，使用如上所述拼焊设备进行拼焊，包括：将第一瓜瓣工件和第二瓜瓣工件分别贴合所述内胎型面放置；利用所述外胎框架从瓜瓣工件外侧面将瓜瓣工件压紧至所述内胎型面，对第一瓜瓣工件和第二瓜瓣工件进行焊接；所述外胎框架释放对瓜瓣工件的压紧，沿拼焊设备的周向方向转动瓜瓣工件，直至第二瓜瓣工件贴合第一瓜瓣工件初始对应的所述内胎型面、第一瓜瓣工件转移至所述瓜瓣支架；由所述上支架支撑第一瓜瓣工件上端部，由所述下支架支撑第一瓜瓣工件下端部；将第三瓜瓣工件贴合第二瓜瓣工件初始对应的所述内胎型面放置，利用所述外胎框架从第二瓜瓣工件、第三瓜瓣工件外侧面将第二瓜瓣工件、第三瓜瓣工件分别压紧至所述内胎型面，对第二瓜瓣工件和第三瓜瓣工件进行焊接；重复上述过程，直接焊接完所有瓜瓣工件形成瓜瓣环。
13、应了解的是，上述一般描述及以下具体实施方式仅为示例性及阐释性的，其并不能限制本发明所欲主张的范围。
技术特征：
1.一种不锈钢贮箱瓜瓣拼焊设备，其特征在于，包括：至少一组瓜瓣夹紧装置和瓜瓣支架；
2.根据权利要求1所述的拼焊设备，其特征在于，所述内外胎装置还包括底座直线滑台；所述内胎型面和所述外胎框架设置于所述底座直线滑台上，所述外胎框架与所述底座直线滑台可转动连接，以朝向或远离所述内胎型面转动。
3.根据权利要求2所述的拼焊设备，其特征在于，所述内外胎装置还包括外胎驱动缸；所述外胎驱动缸一端与所述底座直线滑台连接，另一端与所述外胎框架的外侧面连接，以推动或拉动所述外胎框架朝向或远离所述内胎型面转动。
4.根据权利要求1所述的拼焊设备，其特征在于，两个所述外胎框架彼此靠近的部分分别设置至少一组琴键压紧装置，所述琴键压紧装置用于将瓜瓣工件压紧至与所述外胎框架对应的所述内胎型面。
5.根据权利要求1所述的拼焊设备，其特征在于，所述上支架包括上支架底座和橡胶轮，所述橡胶轮可转动地设置于所述上支架底座顶端；所述下支架包括下支架底座和辊子轮，所述辊子轮可转动地设置于所述下支架底座顶端；
6.根据权利要求1所述的拼焊设备，其特征在于，所述下支架顶端设置周长胎，瓜瓣工件内侧面贴合所述周长胎放置。
7.根据权利要求6所述的拼焊设备，其特征在于，所述下支架顶端设置还设置弧段压紧装置，所述弧段压紧装置包括弧段驱动缸和压紧弧段块；所述弧段驱动缸一端与所述下支架连接，另一端与所述压紧弧段块连接，以推动所述压紧弧段块朝向瓜瓣工件移动以将瓜瓣工件压紧至所述周长胎，或拉动所述压紧弧段块远离瓜瓣工件。
8.根据权利要求2所述的拼焊设备，其特征在于，所述底座直线滑台包括滑台底座和滑台，所述滑台设置于所述滑台底座上端面，所述内外胎装置设置于所述滑台上；所述滑台可相对所述滑台底座滑动，以带动所述内外胎和瓜瓣工件绕所述瓜瓣支架周向微调。
9.根据权利要求8所述的拼焊设备，其特征在于，所述滑台上设置径向直线滑台，所述径向直线滑台包括可沿所述瓜瓣支架径向相对所述滑台滑动的周长胎短弧板；所述周长胎短弧板通过朝向瓜瓣工件移动抵住瓜瓣工件内侧面。
10.一种瓜瓣拼焊工艺，使用如权利要求1～9任一项所述拼焊设备进行拼焊，其特征在于，包括：
技术总结
本发明提供一种不锈钢贮箱瓜瓣拼焊设备及工艺，其中，拼焊设备包括：至少一组瓜瓣夹紧装置和瓜瓣支架；每一组所述瓜瓣夹紧装置包括两个对应设置的内外胎装置；所述内外胎装置包括内胎型面和外胎框架，所述内胎型面用于对瓜瓣工件内侧面进行支撑，所述外胎框架用于从瓜瓣工件外侧面将瓜瓣工件压紧至所述内胎型面；所述瓜瓣支架为圆环支架，其包括上支架和下支架，所述上支架用于支撑瓜瓣工件上端部，所述下支架用于支撑瓜瓣工件下端部；两个所述内外胎装置用于分别对第一瓜瓣工件和第二瓜瓣工件进行夹紧，以对该第一瓜瓣工件和第二瓜瓣工件进行焊接。该拼焊设备能够提高瓜瓣工件装配质量，并控制焊接瓜瓣环长度。
技术研发人员：张卫攀,李高杰,袁宇,张昌武
受保护的技术使用者：蓝箭航天空间科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5