一種運載火箭球形燃料分流器裝焊裝置及其裝焊方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及運載火箭動力系統結構件制造工藝裝備技術領域，特別涉及一種運載火箭球形燃料分流器裝焊工藝裝置及其裝焊方法。
【背景技術】
[0002]運載火箭動力系統運載火箭推進器一般采用多發動機形式，其燃料進入發動機前需進行燃料分流，燃料分流器一般采用球形結構，其主要作用是進行燃料加注以及將推進劑分流輸送至發動機。燃料輸出口由于與發動機燃料管路連接，其對接法蘭位置分布在不同的空間區域，由于法蘭位置限制，半球對接環縫采用斜分界面結構。燃料分流器一般由上半球殼、下半球殼、連接彎管、法蘭等組成。上、下半球殼為鈑金成形，其上開翻邊孔，翻邊孔直接與法蘭對接或采用連接彎管與法蘭連接，最后上、下半球進行裝配焊接，生產完成燃料分流器。
[0003]由上所述，火箭動力系統燃料分流器為非對稱空間結構，主體球形件為鈑金結構，組件對接位置為鈑金翻邊孔。現有生產方式是，按照裝焊要求對零件進行修配，修配后按基準劃線和法蘭高度位置進行裝焊，焊接方式采用手工氬弧焊。由于采用手工焊接方式且沒有相應的裝焊工藝裝備，使得焊接接后各法蘭的形位尺寸精度較差，焊接效率低，勞動強度大，焊接質量穩定性較差，其生產精度較差。
[0004]經對國內外現有技術的檢索，目前沒發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

【發明內容】

[0005]本發明針對現有技術中存在的產品形位尺寸一致性差、生產效率低、不能進行自動化焊接等問題，提供了一種實現運載火箭球形燃料分流器裝焊定位及自動化焊接工藝的運載火箭球形燃料分流器裝焊裝置及其裝焊方法，利用本發明，焊接前能夠準確保證各零部件的裝配位置，裝配后，根據不同的法蘭角度分別連接旋轉軸，保證法蘭環縫焊接時旋轉軸中心與環焊縫軸線同心，實施自動化焊接，極大的提高了零件裝配的精度，并提高了焊接質量的穩定性和裝焊生產效率。
[0006]為達到上述目的，本發明是通過以下技術方案實現的。
[0007]根據本發明的一個方面，提供了一種運載火箭球形燃料分流器裝焊裝置，包括半球底盤、定位架、定位塊、法蘭定位盤、壓緊塊、壓緊抱箍以及裝配抱箍，其中，所述定位架的一端和定位塊分別安裝在半球底盤上，所述法蘭定位盤的中心處設有方孔結構，所述定位架的另一端為方形結構，所述方形結構與方孔結構適配連接，并通過壓緊塊固定；所述壓緊抱箍設置于半球底盤的外部，并與半球底盤之間收緊連接；所述裝配抱箍上設有焊接定位點預留位置槽。
[0008]優選地，所述半球底盤包括下半球底盤和半球對接定位底盤，所述下半球底盤與下半球的預對接端適配連接；所述半球對接定位底盤與上半球的入口法蘭適配連接。
[0009]優選地，所述定位架包括下半球定位架和半球對接定位架，所述下半球定位架和半球對接定位架與半球底盤連接的一端均為橫桿結構；其中，下半球定位架的橫桿結構I與下半球底盤固定連接，且橫桿結構I的支撐面與下半球的內型面一致；半球對接定位架的橫桿結構II與半球對接定位底盤固定連接，且橫桿結構II的支撐面與入口法蘭的內型面一致；所述下半球定位架和半球對接定位架與法蘭定位盤連接的一端端部上均設有螺紋，所述壓緊塊通過螺紋固定。
[0010]優選地，所述法蘭定位盤包括出口法蘭定位盤、入口法蘭定位盤和加注法蘭定位盤，其中，所述出口法蘭定位盤、入口法蘭定位盤和加注法蘭定位盤分別與下半球的出口法蘭、上半球的入口法蘭和上半球的加注法蘭內孔相適配；所述出口法蘭定位盤、入口法蘭定位盤和加注法蘭定位盤分別為內凹形結構，所述內凹形結構的內凹面分別與相對應的法蘭齊平。
[0011]優選地，所述出口法蘭定位盤、入口法蘭定位盤和加注法蘭定位盤上分別設有腰型連接孔，且通過腰型連接孔分別與相對應的法蘭可同軸旋轉連接。
[0012]優選地，所述定位塊包括下半球定位塊、入口法蘭定位塊和加注法蘭定位塊，其中，所述下半球定位塊安裝在下半球底盤上，下半球定位塊的支撐面與下半球的內型面一致；所述入口法蘭定位塊安裝在半球對接定位底盤上，入口法蘭定位塊的支撐面與上半球的入口法蘭內型面一致；所述加注法蘭定位塊的兩端分別固定于加注法蘭和半球對接定位底盤上，所述加注法蘭定位塊與半球對接定位底盤的基準位置上分別設有對應的基準線，所述加注法蘭定位塊上設有用于與加注法蘭進行位置定位的定位卡槽。
[0013]優選地，所述定位架采用招合金板線切割一體成形結構；定位架與法蘭定位盤連接端的中心線與法蘭中心線重合。
[0014]優選地，還包括旋轉軸，所述旋轉軸采用方形桿結構，旋轉軸的連接端與法蘭定位盤的方孔結構相適配，且與法蘭定位盤之間可拆卸連接，所述旋轉軸的夾持端安裝有旋轉軸套；所述旋轉軸套為圓形結構。
[0015]根據本發明的另一個方面，提供了一種上述運載火箭球形燃料分流器裝焊裝置的裝焊方法，包括如下步驟:
[0016]-裝配定位下半球；
[0017]-裝配定位上半球；
[0018]-下半球與上半球對接定位裝焊；
[0019]其中，
[0020]所述裝配定位下半球包括如下步驟:
[0021]步驟1.1，將下半球殼體的預對接部位固定于下半球底盤上，并通過壓緊抱箍收緊；
[0022]步驟1.2，將出口法蘭定位盤安裝于出口法蘭內，使出口法蘭定位盤的內凹面與出口法蘭的法蘭面齊平，并調整出口法蘭的周向裝配位置；
[0023]步驟1.3，將下半球定位架的連接端與法蘭定位盤上的方孔結構配合連接，使下半球定位架的連接端端面與法蘭定位盤的內凹面完全齊平，并通過壓緊塊壓緊法蘭，完成下半球的裝配定位，對出口法蘭與下半球殼體之間的環縫進行焊接；
[0024]步驟1.4，將焊接后的下半球從下半球底盤上取下，拆除下半球定位架；
[0025]所述裝配定位上半球包括如下步驟:
[0026]步驟2.1，將上半球殼體的入口法蘭部位固定于半球對接定位底盤上，并通過壓緊抱箍收緊；
[0027]步驟2.2，調整上半球殼體的周向裝配位置，通過定位卡槽對加注法蘭定位塊和加注法蘭進行位置定位；
[0028]步驟2.3，調整基準線，旋轉上半球殼體使加注法蘭定位塊上的基準線與半球對接定位底盤上的基準線對齊，將加注法蘭定位塊固定在半球對接定位底盤上，完成上半球的裝配定位，對加注法蘭與上半球殼體之間的環縫進行焊接；
[0029]所述下半球與上半球對接定位裝焊包括如下步驟:
[0030]步驟3.1，裝配抱箍安裝于完成焊接的上半球和下半球的預對接位置，利用裝配抱箍對上半球和下半球進行位置定位，在裝配抱箍內調整下半球方向，使法蘭定位盤的方孔結構與半球對接定位架連接端的端部匹配；
[0031]步驟3.2，對裝配抱箍進行收緊，通過裝配抱箍上的焊接定位點預留位置槽，對上半球與下半球之間的對接環縫進行定位焊。
[0032]優選地，還包括如下步驟:
[0033]拆除裝配抱箍，在對接環縫處進行正面對接環縫自動焊。
[0034]本發明提供的運載火箭球形燃料分流器裝焊裝置及其裝焊方法，與現有技術相比，具有如下有益效果:
[0035]1、本發明采用內支撐定位的方式，定位架、定位塊對半球工件進行內部位置定位，裝配后與焊接位置互不干涉。
[0036]2、定位架為方形結構，為一體加工成