一种多段舱体成形方法及装置与流程

1.本发明涉及舱体加工技术领域，具体而言，涉及一种多段舱体成形方法及装置。

背景技术：

2.浮力舱是水下航行器的重要组成部分之一，该舱体材料为高强度、耐腐蚀的钛合金。浮力舱由多个分段舱体组成，每个分段舱体分别由两个球形封头及薄壁壳体等组成。浮力舱焊接成形后要求达到整体直线度小于3mm的形位公差，且每个分段舱体焊接完成后均需进行外水压试验，整体成形后再进行外水压试验，要求无渗漏、无变形。
3.原工艺方法是将总舱体在球形封头附近分段即并不是在球形封头处分段，且各分段舱体合段时需要利用配焊圈定位，接着采用手工氩弧焊将各球形封头装焊至各分段壳体上。由于钛合金熔点高、热容量大导致其焊接时溶池尺寸大、温度高，而且焊接位置为锐角，焊接时需将锐角的位置先填满，再进行角焊缝焊接，故而以熔焊开坡口的焊接成形方法焊接热输入量大，焊缝质量及接头力学性能难以满足要求，而且容易引起变形严重，从而导致整体的形位公差难以保证。
4.针对现有技术中多段壳体成形方法其焊接热输入量大、焊缝质量及接头力学性能难以满足要求，而且容易引起变形严重，从而导致整体的形位公差难以保证的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

5.本发明实施例中提供一种多段舱体成形方法及装置，以解决现有技术中多段壳体成形方法其焊接热输入量大、焊缝质量及接头力学性能难以满足要求，而且容易引起变形严重，从而导致整体的形位公差难以保证的问题。
6.为达到上述目的，一方面，本发明提供了一种多段舱体成形方法，该方法包括：s101，将球形封头的外侧面安装凸台，得到球形隔舱板；s102，将所有分段舱体按顺序标号，并在奇数分段舱体的两端分别装焊所述球形隔舱板，得到奇数装焊分段舱体；s103，将所有奇数装焊分段舱体分别进行外水压试验，当所有奇数装焊分段舱体满足外水压试验时，进入s104；s104，在所有奇数装焊分段舱体之间按标号顺序装焊偶数分段舱体，得到合段舱体；s105，将所述合段舱体进行外水压试验，当所述合段舱体满足外水压试验时，得到目标密封舱体。
7.可选的，在所述s102之前包括：将待加工的整体舱体在安装球形封头处进行分段，得到多个分段舱体。
8.可选的，所述凸台包括第一环状体和第二环状体；所述第一环状体的两侧分别与分段舱体焊接，所述焊接为电子束焊接；所述第二环状体的内侧面与所述球形封头的外侧面固定连接。
9.可选的，所述第一环状体的厚度与所述分段舱体的厚度相等；所述第二环状体的宽度大于所述第一环状体的宽度。
10.可选的，所述将待加工的整体舱体在安装球形封头处进行分段，得到多个分段舱体包括：将待加工的整体舱体在安装球形封头处进行分段，得到多个待加工分段舱体；将每个待加工分段舱体装焊加强筋；将装焊加强筋后的每个待加工分段舱体开设孔座；将开设孔座后的每个待加工分段舱体的孔座进行加工，得到所述多个分段舱体。
11.另一方面，本发明提供了一种多段舱体成形装置，该装置包括：安装单元，用于将球形封头的外侧面安装凸台，得到球形隔舱板；装焊单元，用于将所有分段舱体按顺序标号，并在奇数分段舱体的两端分别装焊所述球形隔舱板，得到奇数装焊分段舱体；第一测试单元，用于将所有奇数装焊分段舱体分别进行外水压试验，当所有奇数装焊分段舱体满足外水压试验时，进入合段单元；合段单元，用于在所有奇数装焊分段舱体之间按标号顺序装焊偶数分段舱体，得到合段舱体；第二测试单元，用于将所述合段舱体进行外水压试验，当所述合段舱体满足外水压试验时，得到目标密封舱体。
12.可选的，分段单元，用于将待加工的整体舱体在安装球形封头处进行分段，得到多个分段舱体。
13.可选的，所述凸台包括第一环状体和第二环状体；所述第一环状体的两侧分别与分段舱体焊接，所述焊接为电子束焊接；所述第二环状体的内侧面与所述球形封头的外侧面固定连接。
14.可选的，所述第一环状体的厚度与所述分段舱体的厚度相等；所述第二环状体的宽度大于所述第一环状体的宽度。
15.可选的，所述分段单元包括：分段子单元，用于将待加工的整体舱体在安装球形封头处进行分段，得到多个待加工分段舱体；装焊子单元，用于将每个待加工分段舱体装焊加强筋；开孔子单元，用于将装焊加强筋后的每个待加工分段舱体开设孔座；加工子单元，用于将开设孔座后的每个待加工分段舱体的孔座进行加工，得到所述多个分段舱体。
16.本发明的有益效果：
17.本发明提供了一种多段舱体成形方法及装置，该方法在球形封头的外侧面安装凸台，得到球形隔舱板，其可替代配焊圈结构，提高了分段壳体对接的精度，增加了球形隔舱板与分段壳体的装配精度；该方法将内角焊缝外移，并且采用真空电子束焊接外环焊缝，有效的控制了因内角焊造成的焊接量大，壳体焊接变形的问题，从而保证了整体焊接后的形位公差；该方法设计了先奇数分段舱体的两端装焊球形隔舱板，后按标号顺序装焊偶数分段舱体，得到合段舱体；确保外水压试验的打压次数最少，有效避免了单个分段壳体打次次数过多。
附图说明
18.图1是本发明实施例提供的现有技术中分段舱体焊接球形封头的结构示意图；
19.图2是本发明实施例提供的现有技术中分段舱体焊接球形封头的局部示意图；
20.图3是本发明实施例提供的装焊球形隔舱板的结构示意图；
21.图4是本发明实施例提供的一种多段舱体成形方法的流程图；
22.图5是本发明实施例提供的一种多段舱体成形装置的结构示意图。
23.符号说明：
24.配焊圈-1，分段舱体-2，球形封头-3，凸台-4。
具体实施方式
25.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
26.图1是本发明实施例提供的现有技术中分段舱体2焊接球形封头3的结构示意图；图2是本发明实施例提供的现有技术中分段舱体2焊接球形封头3的局部示意图；如图1和图2所示，原工艺方法是将总舱体在球形封头3附近分段即并不是在球形封头3处分段，且各分段舱体2合段时需要利用配焊圈1定位，接着采用手工氩弧焊将各球形封头3装焊至各分段壳体上。由于钛合金熔点高、热容量大导致其焊接时溶池尺寸大、温度高，而且焊接位置为锐角，焊接时需将锐角的位置先填满，再进行角焊缝焊接，故而以熔焊开坡口的焊接成形方法焊接热输入量大，焊缝质量及接头力学性能难以满足要求，而且容易引起变形严重，从而导致整体的形位公差难以保证。
27.因而，本发明提供了一种多段舱体成形方法，图4是本发明实施例提供的一种多段舱体成形方法的流程图，如图4所示，该方法包括：
28.s101，将球形封头3的外侧面安装凸台4，得到球形隔舱板；
29.在所述s102之前包括：将待加工的整体舱体在安装球形封头3处进行分段，得到多个分段舱体2(本发明将长约9000mm的待加工的整体舱体分为九段)。
30.所述将待加工的整体舱体在安装球形封头3处进行分段，得到多个分段舱体2包括：
31.将待加工的整体舱体在安装球形封头3处进行分段，得到多个待加工分段舱体2；将每个待加工分段舱体2装焊加强筋；将装焊加强筋后的每个待加工分段舱体2开设孔座；将开设孔座后的每个待加工分段舱体2的孔座进行加工，得到所述多个分段舱体2。
32.图3是本发明实施例提供的装焊球形隔舱板的结构示意图，如图3所示，所述凸台4包括第一环状体和第二环状体；所述第一环状体的两侧分别与分段舱体2焊接，所述第一环状体的厚度与所述分段舱体2的厚度相等；所述焊接为电子束焊接(为了利用电子束焊接对接接口结构，需要同时满足电子束焊的焊接需求，即对接间隙≤0.25、错边量≤0.3、端面粗糙度≤3.2)，通过电子束焊接球形封头3与分段舱体2对接后的环焊缝，焊接位置在一条线上，从而减少焊接热输入量，达到提高焊缝质量及焊接效率的目的；所述第二环状体的内侧面与所述球形封头3的外侧面固定连接，所述第二环状体的宽度大于所述第一环状体的宽度。
33.s102，将所有分段舱体2按顺序标号，并在奇数分段舱体2的两端分别装焊所述球形隔舱板，得到奇数装焊分段舱体2；
34.具体的，本发明中，将标号为1、3、5、7的分段舱体2的两端分别装焊所述球形隔舱板，得到标号为1、3、5、7的装焊分段舱体2。
35.s103，将所有奇数装焊分段舱体2分别进行外水压试验，当所有奇数装焊分段舱体2满足外水压试验时，进入s104；
36.将标号为1、3、5、7的装焊分段舱体2分别进行外水压试验，即以预设压力对装焊分段舱体2进行打压，持压预设时间，应无渗漏，则说明装焊分段舱体2满足外水压试验。当标
号为1、3、5、7的装焊分段舱体2均满足外水压试验时，进入s104。
37.s104，在所有奇数装焊分段舱体2之间按标号顺序装焊偶数分段舱体2，得到合段舱体；
38.在标号为1、3的装焊分段舱体2之间装焊标号为2的分段舱体2，装焊完成后进行外水压试验；当满足外水压试验时，在标号为1、2、3的分段舱体2合段后装焊标号为4的分段舱体2，装焊完成后进行外水压试验。
39.同时在标号为5、7的装焊分段舱体2之间装焊标号为6的分段舱体2，装焊完成后进行外水压试验；当满足外水压试验时，在标号为5、6、7的分段舱体2合段后装焊标号为8、9的分段舱体2，装焊完成后进行外水压试验。
40.当标号为1、2、3、4的分段舱体2合段后满足外水压试验后，以及标号为5、6、7、8、9的分段舱体2合段后满足外水压试验后。将标号为1、2、3、4的分段舱体2与标号为5、6、7、8、9的分段舱体2合段，得到合段舱体。
41.s105，将所述合段舱体进行外水压试验，当所述合段舱体满足外水压试验时，得到目标密封舱体。
42.通过设计先奇数分段舱体2的两端装焊球形隔舱板，后按标号顺序装焊偶数分段舱体2，得到合段舱体；确保外水压试验的打压次数最少，有效避免了单个分段壳体打次次数过多。
43.图5是本发明实施例提供的一种多段舱体成形装置的结构示意图，如图5所示，该装置包括：
44.安装单元201，用于将球形封头3的外侧面安装凸台4，得到球形隔舱板；
45.还包括：分段单元，用于将待加工的整体舱体在安装球形封头3处进行分段，得到多个分段舱体2。
46.所述分段单元包括：
47.分段子单元，用于将待加工的整体舱体在安装球形封头3处进行分段，得到多个待加工分段舱体2；
48.装焊子单元，用于将每个待加工分段舱体2装焊加强筋；
49.开孔子单元，用于将装焊加强筋后的每个待加工分段舱体2开设孔座；
50.加工子单元，用于将开设孔座后的每个待加工分段舱体2的孔座进行加工，得到所述多个分段舱体2。
51.图3是本发明实施例提供的装焊球形隔舱板的结构示意图，如图3所示，所述凸台4包括第一环状体和第二环状体；所述第一环状体的两侧分别与分段舱体2焊接，所述第一环状体的厚度与所述分段舱体2的厚度相等；所述焊接为电子束焊接(为了利用电子束焊接对接接口结构，需要同时满足电子束焊的焊接需求，即对接间隙≤0.25、错边量≤0.3、端面粗糙度≤3.2)，通过电子束焊接球形封头3与分段舱体2对接后的环焊缝，焊接位置在一条线上，从而减少焊接热输入量，达到提高焊缝质量及焊接效率的目的；所述第二环状体的内侧面与所述球形封头3的外侧面固定连接，所述第二环状体的宽度大于所述第一环状体的宽度。
52.装焊单元202，用于将所有分段舱体2按顺序标号，并在奇数分段舱体2的两端分别装焊所述球形隔舱板，得到奇数装焊分段舱体2；
53.具体的，本发明中，将标号为1、3、5、7的分段舱体2的两端分别装焊所述球形隔舱板，得到标号为1、3、5、7的装焊分段舱体2。
54.第一测试单元203，用于将所有奇数装焊分段舱体2分别进行外水压试验，当所有奇数装焊分段舱体2满足外水压试验时，进入合段单元204；
55.将标号为1、3、5、7的装焊分段舱体2分别进行外水压试验，即以预设压力对装焊分段舱体2进行打压，持压预设时间，应无渗漏，则说明装焊分段舱体2满足外水压试验。当标号为1、3、5、7的装焊分段舱体2均满足外水压试验时，进入合段单元204。
56.合段单元204，用于在所有奇数装焊分段舱体2之间按标号顺序装焊偶数分段舱体2，得到合段舱体；
57.在标号为1、3的装焊分段舱体2之间装焊标号为2的分段舱体2，装焊完成后进行外水压试验；当满足外水压试验时，在标号为1、2、3的分段舱体2合段后装焊标号为4的分段舱体2，装焊完成后进行外水压试验。
58.同时在标号为5、7的装焊分段舱体2之间装焊标号为6的分段舱体2，装焊完成后进行外水压试验；当满足外水压试验时，在标号为5、6、7的分段舱体2合段后装焊标号为8、9的分段舱体2，装焊完成后进行外水压试验。
59.当标号为1、2、3、4的分段舱体2合段后满足外水压试验后，以及标号为5、6、7、8、9的分段舱体2合段后满足外水压试验后。将标号为1、2、3、4的分段舱体2与标号为5、6、7、8、9的分段舱体2合段，得到合段舱体。
60.第二测试单元205，用于将所述合段舱体进行外水压试验，当所述合段舱体满足外水压试验时，得到目标密封舱体。
61.通过设计先奇数分段舱体2的两端装焊球形隔舱板，后按标号顺序装焊偶数分段舱体2，得到合段舱体；确保外水压试验的打压次数最少，有效避免了单个分段壳体打次次数过多。
62.本发明的有益效果：
63.本发明提供了一种多段舱体成形方法及装置，该方法在球形封头3的外侧面安装凸台4，得到球形隔舱板，其可替代配焊圈1结构，提高了分段壳体对接的精度，增加了球形隔舱板与分段壳体的装配精度；该方法将内角焊缝外移，并且采用真空电子束焊接外环焊缝，有效的控制了因内角焊造成的焊接量大，壳体焊接变形的问题，从而保证了整体焊接后的形位公差；该方法设计了先奇数分段舱体2的两端装焊球形隔舱板，后按标号顺序装焊偶数分段舱体2，得到合段舱体；确保外水压试验的打压次数最少，有效避免了单个分段壳体打次次数过多。
64.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

技术特征：

1.一种多段舱体成形方法，其特征在于，包括：s101，将球形封头的外侧面安装凸台，得到球形隔舱板；s102，将所有分段舱体按顺序标号，并在奇数分段舱体的两端分别装焊所述球形隔舱板，得到奇数装焊分段舱体；s103，将所有奇数装焊分段舱体分别进行外水压试验，当所有奇数装焊分段舱体满足外水压试验时，进入s104；s104，在所有奇数装焊分段舱体之间按标号顺序装焊偶数分段舱体，得到合段舱体；s105，将所述合段舱体进行外水压试验，当所述合段舱体满足外水压试验时，得到目标密封舱体。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述s102之前包括：将待加工的整体舱体在安装球形封头处进行分段，得到多个分段舱体。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述凸台包括第一环状体和第二环状体；所述第一环状体的两侧分别与分段舱体焊接，所述焊接为电子束焊接；所述第二环状体的内侧面与所述球形封头的外侧面固定连接。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述第一环状体的厚度与所述分段舱体的厚度相等；所述第二环状体的宽度大于所述第一环状体的宽度。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将待加工的整体舱体在安装球形封头处进行分段，得到多个分段舱体包括：将待加工的整体舱体在安装球形封头处进行分段，得到多个待加工分段舱体；将每个待加工分段舱体装焊加强筋；将装焊加强筋后的每个待加工分段舱体开设孔座；将开设孔座后的每个待加工分段舱体的孔座进行加工，得到所述多个分段舱体。6.一种多段舱体成形装置，其特征在于，包括：安装单元，用于将球形封头的外侧面安装凸台，得到球形隔舱板；装焊单元，用于将所有分段舱体按顺序标号，并在奇数分段舱体的两端分别装焊所述球形隔舱板，得到奇数装焊分段舱体；第一测试单元，用于将所有奇数装焊分段舱体分别进行外水压试验，当所有奇数装焊分段舱体满足外水压试验时，进入合段单元；合段单元，用于在所有奇数装焊分段舱体之间按标号顺序装焊偶数分段舱体，得到合段舱体；第二测试单元，用于将所述合段舱体进行外水压试验，当所述合段舱体满足外水压试验时，得到目标密封舱体。7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括：分段单元，用于将待加工的整体舱体在安装球形封头处进行分段，得到多个分段舱体。8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于：所述凸台包括第一环状体和第二环状体；所述第一环状体的两侧分别与分段舱体焊接，所述焊接为电子束焊接；所述第二环状体的内侧面与所述球形封头的外侧面固定连接。9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于：
所述第一环状体的厚度与所述分段舱体的厚度相等；所述第二环状体的宽度大于所述第一环状体的宽度。10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述分段单元包括：分段子单元，用于将待加工的整体舱体在安装球形封头处进行分段，得到多个待加工分段舱体；装焊子单元，用于将每个待加工分段舱体装焊加强筋；开孔子单元，用于将装焊加强筋后的每个待加工分段舱体开设孔座；加工子单元，用于将开设孔座后的每个待加工分段舱体的孔座进行加工，得到所述多个分段舱体。

技术总结

本发明公开一种多段舱体成形方法及装置，其中，该方法包括：S101，将球形封头的外侧面安装凸台，得到球形隔舱板；S102，将所有分段舱体按顺序标号，并在奇数分段舱体的两端分别装焊球形隔舱板，得到奇数装焊分段舱体；S103，将所有奇数装焊分段舱体分别进行外水压试验，当所有奇数装焊分段舱体满足外水压试验时，进入S104；S104，在所有奇数装焊分段舱体之间按标号顺序装焊偶数分段舱体，得到合段舱体；S105，将合段舱体进行外水压试验，当合段舱体满足外水压试验时，得到目标密封舱体。该方法提高了分段壳体对接的精度，有效的控制了因内角焊造成的焊接量大，壳体焊接变形的问题。壳体焊接变形的问题。壳体焊接变形的问题。