一种喷管喉道辅助工装的制作方法

本实用新型属于风洞实验技术领域，尤其涉及一种喷管喉道辅助工装。

背景技术：

在风洞实验中，喷管是必不可少的实验设备，主要为风洞实验提供气流以保证实验能顺利进行。

目前，喷管喉道的部件主要包括：外壳体、哈夫件、内壳体等；其结构形式一般包括两种：第一种为螺接结构，即两端采用密封圈方式密封，此种结构的缺点是密封配合面精度要求高，装配不方便，且密封圈在高温高压状态下易老化；第二种为熔焊结构，即将喷管的左右法兰与壳体焊成一体，此种结构的缺点是异种金属焊接时，比如：铜和不锈钢焊接时，存在一定的焊接隐患；并且，由于部件较多，增加了加工量及加工误差。

基于此，目前亟需一种新型的喷管喉道辅助工装，以解决现有技术中的上述问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本实用新型实施例提供了一种喷管喉道，用于解决现有技术中喷管喉道的焊缝存在焊接隐患且使用寿命短的技术问题。

本实用新型提供一种喷管喉道辅助工装，应用在喷管喉道，所述喷管喉道包括：外壳体及安装在所述外壳体内部的内壳体；

所述喷管喉道辅助工装包括：

支撑工装，所述支撑工装安装在所述内壳体的端部；

连接工装，所述连接工装与所述支撑工装相连。

上述方案中，所述支撑工装包括：

第一支撑工装，所述第一支撑工装安装在所述内壳体的一端；

第二支撑工装，所述第二支撑工装安装在所述内壳体的另一端。

上述方案中，所述连接工装包括：

第一连接工装，所述第一连接工装的一端与所述第一支撑工装的第一连接处相连，所述第一连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第一连接处相连；

第二连接工装，所述第二连接工装的一端与所述第一支撑工装的第二连接处相连，所述第二连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第二连接处相连；

第三连接工装，所述第三连接工装的一端与所述第一支撑工装的第三连接处相连，所述第三连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第三连接处相连；

第四连接工装，所述第四连接工装的一端与所述第一支撑工装的第四连接处相连，所述第四连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第四连接处相连。

上述方案中，所述内壳体内壁设置有水槽筋板。

上述方案中，所述内壳体的材料包括：铜。

上述方案中，所述外壳体的材料包括：不锈钢。

上述方案中，所述内壳体的一侧通过焊接与所述外壳体的一侧相连。

上述方案中，所述内壳体型面的加工余量为1mm。

上述方案中，所述内壳体端部的加工余量为3～5mm。

上述方案中，所述外壳体端部的加工余量为3～5mm。

本实用新型提供了一种喷管喉道辅助工装，应用在喷管喉道，所述喷管喉道包括：外壳体及安装在所述外壳体内部的内壳体；所述喷管喉道辅助工装包括：支撑工装，所述支撑工装安装在所述内壳体的端部；连接工装，所述连接工装与所述支撑工装相连；其中，利用真空压力扩散焊机对所述内壳体与所述外壳体进行焊接，使得所述内壳体与所述外壳体相连；在焊接时，利用辅助工装将内壳体支撑起来，避免内壳体及外壳体在高温高压下变形；所述内壳体的材料为铜，所述外壳体的材料为不锈钢，如此，利用真空压力扩散焊机用焊接无氧铜和钢件，使内壳体与外壳体的接触界面发生原子相互扩散而实现可靠连接，从根本上解决了焊缝隐患，提高了产品质量和使用寿命；在结构上，喷管 喉道且将哈夫件与外壳体合成为一体，减少了加工量及加工误差。

附图说明

图1为本实用新型实施例一提供的喉管道辅助工装与喷管喉道相连时的整体结构示意图；

图2为本发明实施例一提供的内壳体的主视图。

附图标记说明：

1-内壳体；2-外壳体；3-第一支撑工装；4-第二支撑工装；5-第一连接工装；6-第二连接工装。

具体实施方式

为了从根本上解决了喷管喉道的焊缝隐患，提高产品质量和使用寿命，本实用新型提供了一种喷管喉道辅助工装，应用在喷管喉道，所述喷管喉道包括：外壳体及安装在所述外壳体内部的内壳体；所述喷管喉道辅助工装包括：支撑工装，所述支撑工装安装在所述内壳体的端部；连接工装，所述连接工装与所述支撑工装相连。

下面通过附图及具体实施例对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明。

实施例一

本实施例提供一种喷管喉道辅助工装，应用在喷管喉道，如图1所示，所述喷管喉道包括：内壳体1、外壳体2；所述辅助工装包括：支撑工装及连接工装；其中，所述内壳体1的主视图如图2所示。

所述内壳体1安装在所述外壳体2内部；所述支撑工装安装在所述内壳体1的端部，用于支撑所述内壳体1；所述连接工装与所述支撑工装相连；其中，利用真空压力扩散焊机对所述内壳体1与所述外壳体2进行焊接，使得所述内壳体1与所述外壳体2相连。

进一步地，为了方便内壳体1与外壳体2装配对接，所述内壳体1包括两 段。内壳体1与外壳体2对接好之后，所述内壳体1的型面(内孔直径)、外壳体2的型面(外圆直径)、端面都预留有加工余量，以保证后续数控加工的精度。其中，所述内壳体1内孔直径的加工余量为1mm，外壳体2的直径、内壳体1与外壳体2端面的加工余量均为3～5mm，优选地为4mm；所述内壳体1内孔两端同轴度为0.015mm，外壳体2两端面与内壳体1内孔的垂直度为0.02mm。

这里，所述内壳体1的内壁上设置有水槽筋板(冷却水道)，以对喷管喉道的气流进行冷却，其冷却强度随着冷却水道的增加而增加。

这里，因利用真空压力扩散焊机对喷管喉道进行焊接时，为了避免内壳体1与外壳体2因高温高压变形，参见图1，所述支撑工装包括：第一支撑工装3及第二支撑工装4，所述第一支撑工装3安装在所述内壳体1的一端；所述第二支撑工装4安装在所述内壳体1的另一端。

为了巩固支撑工装，参见图1，所述连接工装包括：第一连接工装5、第二连接工装6，第三连接工装及第四连接工装；其中，

所述第一连接工装5的一端与所述第一支撑工装3的第一连接处相连，所述第一连接工装5的另一端与所述第二支撑工装4的第一连接处相连；

所述第二连接工装6的一端与所述第一支撑工装3的第二连接处相连，所述第二连接工装的另一端与所述第二支撑工装4的第二连接处相连；

所述第三连接工装的一端与所述第一支撑工装3的第三连接处相连，所述第三连接工装的另一端与所述第二支撑工装4的第三连接处相连；

第四连接工装，所述第四连接工装的一端与所述第一支撑工装3的第四连接处相连，所述第四连接工装的另一端与所述第二支撑工装4的第四连接处相连。

这里，利用真空压力扩散焊机对所述内壳体1与所述外壳体2进行焊接时，所述真空压力扩散焊机的焊接温度为800～970℃，优选焊接温度为850～950℃，优选焊接温度点为890℃；所述真空压力扩散焊机的焊接压力为10～13.7MPa，优选焊接压力为11～13MPa，优选焊接压力点为12.8MPa。当焊接完毕之后，还需对喷管喉道保温20～30min，优选时间为20min。

焊接完毕后，所述喷管喉道经超声波检测，所有与气密性、水密性相关的焊缝，焊缝质量均满足钢熔化焊接头的要求和缺陷等级GB/T12469中I级焊缝要求。冷却水道进行5MPa水压试验，5min内无渗漏和变形；内壳体1的内腔做7.5MPa水压试验，5min内无渗漏和变形。经真空检漏，所述喷管喉道在压力小于10Pa时保压5min，漏率小于0.01Pa.L/S。

本实施例提供的喷管喉道，采用真空扩散焊的方式实现喷管喉道内外壳体不同材质的焊接，避免了焊缝的焊接隐患，延长了产品的使用寿命；另外，将哈夫件与外壳体合成为一体，减少了加工量及加工误差。

实施例二

实际应用时，利用实施例一提供的喷管喉道辅助工装对喷管喉道进行焊接时，具体流程如下：

首先，将所述喷管喉道的内壳体与所述外壳体对接。所述喷管喉道包括：外壳体及安装在所述外壳体内部的内壳体；所述辅助工装应用在喷管喉道上，具体地，为了方便内壳体与外壳体装配对接，所述内壳体包括两段，所述内壳体安装在外壳体内部；支撑工装安装在所述内壳体的端部，用于支撑所述内壳体；连接工装与所述支撑工装相连。所述内壳体1的主视图如图2所示。

内壳体与外壳体对接好之后，所述内壳体的型面、外壳体的型面、端面都预留有加工余量，以保证后续数控加工的精度。其中，所述内壳体内孔直径的加工余量为1mm，外壳体直径、内壳体与外壳体端面的加工余量均为3～5mm，优选地为4mm；所述内壳体内孔两端同轴度为0.015mm，外壳体两端面与内壳体内孔的垂直度为0.02mm。

这里，所述内壳体的内壁上设置有水槽筋板(冷却水道)，以对喷管喉道的气流进行冷却，其冷却强度随着冷却水道的增加而增加。

这里，因利用真空压力扩散焊机对喷管喉道进行焊接时，为了避免内壳体与外壳体因高温高压变形，将支撑工装安装在所述内壳体的端部。参见图1，所述支撑工装包括：第一支撑工装及第二支撑工装，所述第一支撑工装安装在所述内壳体的一端；所述第二支撑工装安装在所述内壳体的另一端。

为了巩固支撑工装，参见图1，所述连接工装包括：第一连接工装、第二连接工装，第三连接工装及第四连接工装；其中，

将所述第一连接工装的一端与所述第一支撑工装的第一连接处相连，将所述第一连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第一连接处相连；

将所述第二连接工装的一端与所述第一支撑工装的第二连接处相连，将所述第二连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第二连接处相连；

将所述第三连接工装的一端与所述第一支撑工装的第三连接处相连，将所述第三连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第三连接处相连；

将所述第四连接工装的一端与所述第一支撑工装的第四连接处相连，所述第四连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第四连接处相连。

当所述内壳体与所述外壳体对接完毕之后，辅助工装安装完毕之后，利用真空压力扩散焊机对所述内壳体与所述外壳体进行焊接，所述真空压力扩散焊机的焊接温度为890℃；所述真空压力扩散焊机的焊接压力为12.8MPa。当焊接完毕之后，还需对喷管喉道保温20min。

焊接完毕后，将所述辅助工装撤掉，所述喷管喉道经超声波检测，所有与气密性、水密性相关的焊缝，焊缝质量均满足GB/T12469中I级焊缝要求。冷却水道进行5MPa水压试验，5min内无渗漏和变形；内壳体1的内腔做7.5MPa水压试验，5min内无渗漏和变形。经真空检漏，所述喷管喉道在压力小于10Pa时保压5min，漏率小于0.01Pa.L/S。

本实施例在辅助工装的支撑下，利用真空扩散焊的方式实现喷管喉道内外壳体不同材质的焊接时，避免内壳体及外壳体变形，避免了焊缝的焊接隐患，延长了喷管喉道的使用寿命。

实施例三

实际应用时，利用实施例一提供的喷管喉道辅助工装对喷管喉道进行焊接时，具体流程如下：

首先，将所述喷管喉道的内壳体与所述外壳体对接。所述喷管喉道包括：外壳体及安装在所述外壳体内部的内壳体；所述辅助工装应用在喷管喉道上， 具体地，为了方便内壳体与外壳体装配对接，所述内壳体包括两段，所述内壳体安装在外壳体内部；支撑工装安装在所述内壳体的端部，用于支撑所述内壳体；连接工装与所述支撑工装相连。所述内壳体1的主视图如图2所示。

内壳体与外壳体对接好之后，所述内壳体的型面、外壳体的型面、端面都预留有加工余量，以保证后续数控加工的精度。其中，所述内壳体内孔直径的加工余量为1mm，外壳体直径、内壳体与外壳体端面的加工余量均为3～5mm，优选地为4mm；所述内壳体内孔两端同轴度为0.015mm，外壳体两端面与内壳体内孔的垂直度为0.02mm。

这里，所述内壳体的内壁上设置有水槽筋板(冷却水道)，以对喷管喉道的气流进行冷却，其冷却强度随着冷却水道的增加而增加。

这里，因利用真空压力扩散焊机对喷管喉道进行焊接时，为了避免内壳体与外壳体因高温高压变形，将支撑工装安装在所述内壳体的端部。参见图1，所述支撑工装包括：第一支撑工装及第二支撑工装，所述第一支撑工装安装在所述内壳体的一端；所述第二支撑工装安装在所述内壳体的另一端。

为了巩固支撑工装，参见图1，所述连接工装包括：第一连接工装、第二连接工装，第三连接工装及第四连接工装；其中，

将所述第一连接工装的一端与所述第一支撑工装的第一连接处相连，将所述第一连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第一连接处相连；

将所述第二连接工装的一端与所述第一支撑工装的第二连接处相连，将所述第二连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第二连接处相连；

将所述第三连接工装的一端与所述第一支撑工装的第三连接处相连，将所述第三连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第三连接处相连；

将所述第四连接工装的一端与所述第一支撑工装的第四连接处相连，将所述第四连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第四连接处相连。

当所述内壳体与所述外壳体对接完毕之后，辅助工装安装完毕之后，利用真空压力扩散焊机对所述内壳体与所述外壳体进行焊接，所述真空压力扩散焊机的焊接温度为830℃；所述真空压力扩散焊机的焊接压力为10.5MPa。当焊 接完毕之后，还需对喷管喉道保温25min。

焊接完毕后，将所述辅助工装撤掉，所述喷管喉道经超声波检测，所有与气密性、水密性相关的焊缝，焊缝质量均满足GB/T12469中I级焊缝要求。冷却水道进行5MPa水压试验，5min内无渗漏和变形；内壳体1的内腔做7.5MPa水压试验，5min内无渗漏和变形。经真空检漏，所述喷管喉道在压力小于10Pa时保压5min，漏率小于0.01Pa.L/S。

本实施例在辅助工装的支撑下，利用真空扩散焊的方式实现喷管喉道内外壳体不同材质的焊接时，避免内壳体及外壳体变形，避免了焊缝的焊接隐患，延长了喷管喉道的使用寿命。

实施例四

实际应用时，利用实施例一提供的喷管喉道辅助工装对喷管喉道进行焊接时，具体流程如下：

首先，将所述喷管喉道的内壳体与所述外壳体对接。所述喷管喉道包括：外壳体及安装在所述外壳体内部的内壳体；所述辅助工装应用在喷管喉道上，具体地，为了方便内壳体与外壳体装配对接，所述内壳体包括两段，所述内壳体安装在外壳体内部；支撑工装安装在所述内壳体的端部，用于支撑所述内壳体；连接工装与所述支撑工装相连。所述内壳体1的主视图如图2所示。

内壳体与外壳体对接好之后，所述内壳体的型面、外壳体的型面、端面都预留有加工余量，以保证后续数控加工的精度。其中，所述内壳体内孔直径的加工余量为1mm，外壳体直径、内壳体与外壳体端面的加工余量均为3～5mm，优选地为4mm；所述内壳体内孔两端同轴度为0.015mm，外壳体两端面与内壳体内孔的垂直度为0.02mm。

这里，所述内壳体的内壁上设置有水槽筋板(冷却水道)，以对喷管喉道的气流进行冷却，其冷却强度随着冷却水道的增加而增加。

这里，因利用真空压力扩散焊机对喷管喉道进行焊接时，为了避免内壳体与外壳体因高温高压变形，将支撑工装安装在所述内壳体的端部。参见图1，所述支撑工装包括：第一支撑工装及第二支撑工装，所述第一支撑工装安装在 所述内壳体的一端；所述第二支撑工装安装在所述内壳体的另一端。

为了巩固支撑工装，参见图1，所述连接工装包括：第一连接工装、第二连接工装，第三连接工装及第四连接工装；其中，

将所述第一连接工装的一端与所述第一支撑工装的第一连接处相连，将所述第一连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第一连接处相连；

将所述第二连接工装的一端与所述第一支撑工装的第二连接处相连，将所述第二连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第二连接处相连；

将所述第三连接工装的一端与所述第一支撑工装的第三连接处相连，将所述第三连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第三连接处相连；

将所述第四连接工装的一端与所述第一支撑工装的第四连接处相连，将所述第四连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第四连接处相连。

当所述内壳体与所述外壳体对接完毕之后，辅助工装安装完毕之后，利用真空压力扩散焊机对所述内壳体与所述外壳体进行焊接，所述真空压力扩散焊机的焊接温度为960℃；所述真空压力扩散焊机的焊接压力为12.0MPa。当焊接完毕之后，还需对喷管喉道保温26min。

焊接完毕后，将所述辅助工装撤掉，所述喷管喉道经超声波检测，所有与气密性、水密性相关的焊缝，焊缝质量均满足GB/T12469中I级焊缝要求。冷却水道进行5MPa水压试验，5min内无渗漏和变形；内壳体1的内腔做7.5MPa水压试验，5min内无渗漏和变形。经真空检漏，所述喷管喉道在压力小于10Pa时保压5min，漏率小于0.01Pa.L/S。

本实施例在辅助工装的支撑下，利用真空扩散焊的方式实现喷管喉道内外壳体不同材质的焊接时，避免内壳体及外壳体变形，避免了焊缝的焊接隐患，延长了喷管喉道的使用寿命。

实施例五

实际应用时，利用实施例一提供的喷管喉道辅助工装对喷管喉道进行焊接时，具体流程如下：

首先，将所述喷管喉道的内壳体与所述外壳体对接。所述喷管喉道包括： 外壳体及安装在所述外壳体内部的内壳体；所述辅助工装应用在喷管喉道上，具体地，为了方便内壳体与外壳体装配对接，所述内壳体包括两段，所述内壳体安装在外壳体内部；支撑工装安装在所述内壳体的端部，用于支撑所述内壳体；连接工装与所述支撑工装相连。

内壳体与外壳体对接好之后，所述内壳体的型面、外壳体的型面、端面都预留有加工余量，以保证后续数控加工的精度。其中，所述内壳体内孔直径的加工余量为1mm，外壳体直径、内壳体与外壳体端面的加工余量均为3～5mm，优选地为4mm；所述内壳体内孔两端同轴度为0.015mm，外壳体两端面与内壳体内孔的垂直度为0.02mm。

这里，所述内壳体的内壁上设置有水槽筋板(冷却水道)，以对喷管喉道的气流进行冷却，其冷却强度随着冷却水道的增加而增加。

这里，因利用真空压力扩散焊机对喷管喉道进行焊接时，为了避免内壳体与外壳体因高温高压变形，将支撑工装安装在所述内壳体的端部。参见图1，所述支撑工装包括：第一支撑工装及第二支撑工装，所述第一支撑工装安装在所述内壳体的一端；所述第二支撑工装安装在所述内壳体的另一端。

为了巩固支撑工装，参见图1，所述连接工装包括：第一连接工装、第二连接工装，第三连接工装及第四连接工装；其中，

将所述第一连接工装的一端与所述第一支撑工装的第一连接处相连，将所述第一连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第一连接处相连；

将所述第二连接工装的一端与所述第一支撑工装的第二连接处相连，将所述第二连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第二连接处相连；

将所述第三连接工装的一端与所述第一支撑工装的第三连接处相连，将所述第三连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第三连接处相连；

将所述第四连接工装的一端与所述第一支撑工装的第四连接处相连，将所述第四连接工装的另一端与所述第二支撑工装的第四连接处相连。

当所述内壳体与所述外壳体对接完毕之后，辅助工装安装完毕之后，利用真空压力扩散焊机对所述内壳体与所述外壳体进行焊接，所述真空压力扩散焊 机的焊接温度为940℃；所述真空压力扩散焊机的焊接压力为10.5MPa。当焊接完毕之后，还需对喷管喉道保温21min。

焊接完毕后，将所述辅助工装撤掉，所述喷管喉道经超声波检测，所有与气密性、水密性相关的焊缝，焊缝质量均满足GB/T12469中I级焊缝要求。冷却水道进行5MPa水压试验，5min内无渗漏和变形；内壳体1的内腔做7.5MPa水压试验，5min内无渗漏和变形。经真空检漏，所述喷管喉道在压力小于10Pa时保压5min，漏率小于0.01Pa.L/S。

本实施例在辅助工装的支撑下，利用真空扩散焊的方式实现喷管喉道内外壳体不同材质的焊接时，避免内壳体及外壳体变形，避免了焊缝的焊接隐患，延长了喷管喉道的使用寿命。

以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。