铝合金复合材料气瓶封堵、焊封用具及方法技术

本发明专利技术公开了一种铝合金复合材料气瓶封堵、焊封用具及方法，通过采用合理的封堵焊封结构，选用合适的充气嘴、封针材料，充气嘴末端增加一个扩孔段，减免热量传送速度，避免气体喷出，封针增设加强段，避免插入时封针折断。采用合适的封堵参数和合合适的焊封参数，保证焊封后的熔深要求，满足气密要求，适用于铝合金气瓶的封堵、焊封。焊封。焊封。

【技术实现步骤摘要】
铝合金复合材料气瓶封堵、焊封用具及方法


[0001]本专利技术涉及复合材料气瓶制造


技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，导弹燃料系统气瓶向轻量化方向发展，由钢制内胆复合材料气瓶向更轻量化的铝合金内胆复合材料气瓶方向发展，气瓶内充氮气也被氦气所取代。虽然铝合金内胆的气瓶可以做到轻量化，但是由于铝合金的导热系数比钢的导热系数大得多，对气瓶封堵时，由于导热速度快，非常容易造成气体喷出，封堵失效。

技术实现思路

[0003]本专利技术所解决的技术问题是提供了一种保证焊封的熔深要求、气密要求的铝合金内胆的复合材料气瓶封堵、焊封的用具和方法。
[0004]本专利技术采用的技术方案是铝合金复合材料气瓶封堵、焊封用具，包括充气嘴和封针，封针包括前端的插入段和末端的尾柱，尾柱和插入段之段设有加强台阶；
[0005]充气嘴中心设有封堵孔，封堵孔和封针的插入段过盈配合，封堵孔末端为一个扩孔段，扩孔段的直径大于封针直径。
[0006]充气嘴的扩孔段和封针的插入段之间为间隙配合，间隙为0.1mm
‑
0.4mm，扩孔段长度为2mm
‑
5mm。
[0007]封针的插入段和充气嘴的封堵孔之间的过盈量为0.09mm
‑
0.12mm，封针的长度为8mm
‑
12mm，所述封堵孔的长度为2mm
‑
10mm，封针加强台阶的长度为1.5mm
‑
3mm。
[0008]操作步骤包括/>[0009]一、充气，充入气体氦气；
[0010]二、封堵，通过敲击将封针打入充气嘴内，靠过盈实现密封,封针与充气嘴的过盈量：0.09mm
‑
0.12mm；打入深度1mm
‑
3mm。
[0011]三、密封性检查，将酒精倒入焊封夹具中，浸没充气嘴，不漏气；
[0012]四、焊封，采用冷焊机，焊封参数如下，
[0013]焊机选择冷焊机，焊封参数如下：
[0014]焊枪至充气嘴的距离：0.5mm
‑
1.5mm；
[0015]钨极直径：φ2mm；
[0016]氩气流量：9L/min
‑
12L/min；
[0017]预送气时间：不少于5s；
[0018]采用焊接电流：180A
‑
200A；
[0019]采用焊接时间：30ms
‑
50ms；
[0020]延迟送气时间：不少于5s。
[0021]本专利技术的有益效果是有效克服了铝合金材料导热快的特点，利用扩孔段增加热量传递时间，配合精准的焊接参数，有效避免的封堵失效的问题。通过封针结构的改进，增设
加强台阶，避免铝合金封针在被敲进封堵孔时折断的风险，提高封堵成功率和封堵质量。通过采用此种铝合金复合材料气瓶封堵、焊封方法，可实现铝合金复合材料气瓶充氦气并焊封，将高压氦气封存在气瓶中，安全可靠，实现了气瓶的轻量化要求。
附图说明
[0022]图1为吹气嘴结构图。
[0023]图2为封针结构图。
[0024]图3为焊封状态操作示意图。
[0025]图中标记为：1
‑
充气嘴，11
‑
封堵孔，12
‑
扩孔段，2
‑
封针，21
‑
插入段，22
‑
加强台阶，23
‑
尾柱，3
‑
接口，4
‑
大胶圈大，5
‑
工装体，6
‑
保护套，7
‑
导套，8
‑
小胶圈小，9
‑
气瓶。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本专利技术作进一步说明。
[0027]铝合金复合材料气瓶是由复合材料瓶体、电爆阀等组成，复合材料瓶体采用铝合金内胆全缠绕复合材料结构，铝合金内胆采用6061铝合金旋压成型，电爆阀(包括充气嘴)采用5A06铝合金，旋压成型后的内胆经缠绕后与电爆阀通过电子束焊接方式进行连接，最终形成铝合金复合材料气瓶，气瓶进行充氦气、封堵、焊封，实现气瓶轻量化的要求。
[0028]本专利技术通过采用合理的封堵焊封结构，选用合适的充气嘴、封针材料，采用合适的封堵参数和合合适的焊封参数，保证焊封后的熔深要求，满足气密要求。
[0029]封堵、焊封的具体要求如下：
[0030]设计充气嘴、封针结构尺寸，充气嘴结果如图1所示，充气嘴材料5A06，根据实际加工的孔尺寸，吹气嘴如图1所示，充气嘴中心设有封堵孔11，封堵孔11和封针的插入段过盈配合，封堵孔末端为一个扩孔段12，扩孔段12的直径大于封针直径。最佳实施方式为，扩孔段12长度为3mm
±
1mm，扩孔段12直径为1.5mm
±
0.2mm，封堵孔11长度为8mm
±
2mm，封堵孔11的直径为1mm
±
0.2mm，封嘴末端的外径为3mm
‑
4mm。扩孔段可以减少热量传入的时间，虽然只是多了几毫米，但是它所引起的热量传入时间差，足以避免气体受热膨胀喷出，使焊封的成功率大大提高。
[0031]封针结构如图2所示，封针材料7075，封针包括前端的插入段21和末端的尾柱24，尾柱和插入段之段设有加强台阶22；插入段的长度为10mm
±
2mm，直径为1.1mm，加强台阶的直径为2mm
±
0.5mm。由于铝合金材料的强度低，在插入封针的过程中，极易出现封针折断的情况，设置加强台阶，使封针插入时的折断风险降低。
[0032]保证过盈量(0.09
‑
0.12)mm，将铝合金复合材料气瓶、封针与焊封夹具进行装配，如图3所示。采用上述结构的充气嘴和封针，可以最大限度的降低封堵失效的概率，同时也要配合封堵、焊缝的工艺参数，才能将铝合金气瓶的封嘴焊接牢固。
[0033]具体步骤如下：
[0034]一、充气，
[0035]充入气体氦气，充气压强35MPa以上。
[0036]二、封堵
[0037]通过敲击将封针打入充气嘴内，靠过盈实现密封,封针与充气嘴的过盈量：(0.09
‑
0.12)mm；打入深度(1
‑
3)mm。
[0038]三、密封性检查
[0039]将酒精倒入焊封夹具中，浸没充气嘴，不漏气。
[0040]四、焊封
[0041]采用的焊接设备：冷焊机，所用焊封参数如下。
[0042]焊枪至充气嘴的距离：(0.5
‑
1.5)mm；
[0043]钨极直径：φ2mm；
[0044]氩气流量：(9
‑
12)L/min；
[0045]预送气时间：≥5s；
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.铝合金复合材料气瓶封堵、焊封用具，包括充气嘴和封针，其特征在于：封针包括前端的插入段和末端的尾柱，尾柱和插入段之段设有加强台阶；充气嘴中心设有封堵孔，封堵孔和封针的插入段过盈配合，封堵孔末端为一个扩孔段，扩孔段的直径大于封针直径。2.如权利要求1所述的铝合金复合材料气瓶封堵、焊封用具，包括充气嘴和封针，其特征在于：充气嘴的扩孔段和封针的插入段之间为间隙配合，间隙为0.1mm
‑
0.4mm，扩孔段长度为2mm
‑
5mm。3.如权利要求2所述的铝合金复合材料气瓶封堵、焊封用具，包括充气嘴和封针，其特征在于：所述封针的插入段和充气嘴的封堵孔之间的过盈量为0.09mm
‑
0.12mm，封针的长度为8mm
‑
12mm，所述封堵孔的长度为2mm
‑
10mm，封针加强...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙绍功，张旭超，赵国伟，李树华，戚居良，李冬，王帅来，
申请(专利权)人：沈阳航天新光集团有限公司，
类型：发明
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