[发明专利]管系桁架焊接及热处理定位装置和定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种管系桁架焊接及热处理定位装置和定位方法，主要应用于管系桁架焊接及焊后热处理，用于各零件位置尺寸及管系坐标尺寸的保证，防止零件的变形，即可用于焊接也可以用于热处理。

背景技术

管系桁架是部分航天运载工具中重要的结构件，承载了所有发动机和弹体的载荷，管系桁架的可靠性直接决定了运载火箭的可靠性，而管系桁架制造质量最为关键的为装配焊接工艺技术，但由于桁架焊缝集中于管系的结构特点，焊接过程中的局部应力应变，不仅直接对焊缝区域产生影响，易产生裂纹，还将对桁架形位尺寸的精度保证及尺寸稳定性产生影响，难于控制，与此同时零件尺寸大，结构复杂，使其对焊接质量提出了更高的要求。

发明内容

本发明针对上述现有技术中存在的问题，提供一种管系桁架焊接及热处理定位装置，完成了管系桁架高质量的焊接，避免产生裂纹，保证桁架的尺寸精度及尺寸稳定性。

本发明的另一目的在于提供一种管系桁架焊接及热处理定位装置的定位方法。

本发明的技术方案如下：

管系桁架焊接及热处理定位装置，包括安装底板、支撑梁、主梁、支撑梁固定杆及安装底板固定杆，安装底板的上方设置支撑梁，安装底板和支撑梁之间设置主梁，支撑梁的两端与安装底板之间分别安装支撑梁固定杆，安装底板与主梁之间设置安装底板固定杆；所述的安装底板的端头设置相互垂直的X轴限位块、Y轴限位块及底板Z轴限位块。

所述的安装底板为十字交叉形，安装底板上设有限位槽。

所述的限位槽为对称设置的三角形限位槽。

所述的X轴限位块、Y轴限位块及底板Z轴限位块之间留有限位间隙，所述的底板Z轴限位块的下方设有垫块。

所述的支撑梁的两端上方分别安装有支撑梁Z轴限位块。

所述的主梁的两端通过主梁连接螺栓与安装底板和支撑梁固定，所述的支撑梁固定杆、安装底板固定杆采用焊接固定。

本发明的定位方法包括下述步骤：

步骤1，将管系桁架结构中的板类零件放到安装底板和支撑梁上定位，放置完成后装配各个管状结构件，利用底板Z轴限位块、支撑梁Z轴限位块、垫块、螺栓I、螺栓II将板类零件固定，从而整个管系桁架装配完成；

步骤2，首先进行定位焊接，采用对称定位方法，每根管只焊接一端，定位焊完成后，对称实施焊接，另一侧保留可伸缩的自由端，待冷却释放应力与变形后，焊接未焊的一端，焊接完成后，为减小变形，消除应力，在8h内进行焊接应力消除热处理，整个过程均在定位装置上进行。

本发明的积极效果如下：

（1）采用本装置进行管系桁架结构的焊接，能够保证管系桁架结构的尺寸精度及尺寸稳定性。

（2）采用单端自由状态的焊接，避免产生裂纹及焊接应力变形。

（3）焊接与热处理采用一套工装，实现一件多用。

（4）整个装置结构整齐，可实施性强，技术方案简单、容易制造和使用，制造成本和使用成本低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

其中：1.安装底板，2.支撑梁，3.主梁，4.支撑梁固定杆，5.安装底板固定杆，6.X轴限位块，7.螺栓I，8.底板Z轴限位块，9.Y轴限位块，10.支撑梁Z轴限位块，11.螺栓II，12.主梁连接螺栓，13.垫块。

具体实施方式

下面结合附图来对本发明进行具体说明。

如图1所示，管系桁架焊接及热处理定位装置，包括安装底板1、支撑梁2、主梁3、支撑梁固定杆4及安装底板固定杆5，安装底板1的上方设置支撑梁2，安装底板1和支撑梁2之间设置主梁3，所述的主梁3的两端分别通过主梁连接螺栓12进行连接；所述的支撑梁的两端上方分别通过螺栓II安装有支撑梁Z轴限位块10，支撑梁2的两端与安装底板1之间分别通过焊接与支撑梁固定杆4连接，安装底板1与主梁3之间焊接安装底板固定杆5；所述的安装底板为十字交叉形，安装底板上设有对称设置的三角形限位槽；所述的安装底板的端头设置相互垂直的X轴限位块6、Y轴限位块9及底板Z轴限位块8；所述的X轴限位块6、Y轴限位块9及底板Z轴限位块8之间留有限位间隙，所述的底板Z轴限位块8通过螺栓I与安装底板连接，底板Z轴限位块8的下方设有垫块13。

使用时，将管系桁架结构中的板类零件放到安装底板和支撑梁上定位，放置完成后装配各个管状结构件，利用底板Z轴限位块、支撑梁Z轴限位块、垫块、螺栓I、螺栓II将板类零件固定，从而整个管系桁架装配完成。