[實用新型]自支撐動態(tài)控制懸空焊縫根部間隙及焊接變形的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420857158.6
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN204430535U
• 公開（公告）日: 2015-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 閆德俊;羅玖強;劉曉莉;陳紅亮;李武凱
• 申請（專利權(quán)）人: 中船黃埔文沖船舶有限公司
• 主分類號: B23K9/32
• 分類號: B23K9/32;B23K9/167
• 代理公司: 北京市盈科律師事務(wù)所 11344
• 代理人: 馬麗麗

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬船舶裝焊技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種自支撐動態(tài)控制懸空焊縫根部間隙及焊接變形的裝置。

背景技術(shù)

國內(nèi)外高速艦船主要采用鋁合金焊接而成，由于鋁合金在二三百攝氏度以上溫度的彈性模量和屈服強度很小，抗變形能力差；并且鋁合金材料的熱導(dǎo)率、熱膨脹系數(shù)大，焊接高溫區(qū)范圍較寬，焊接應(yīng)力、變形比較大，導(dǎo)致這些鋁質(zhì)船體組立、合攏等懸空位置焊接時，焊縫橫向收縮量和焊接變形量均比鋼質(zhì)分段的大很多，鋁質(zhì)船體結(jié)構(gòu)焊后需要進(jìn)行矯形處理。另外，該船體懸空位置焊接主要采用大電流TIG填絲深熔焊，焊縫背面需焊出較大尺寸焊縫，然后采用砂輪手工打磨成需要尺寸及形貌。這種焊接工藝會產(chǎn)生較大的焊接變形，浪費了大量焊材和人力、物力，降低了建造效率，焊縫根部很難打磨成需要形狀，將會降低焊接接頭的承載能力。

為解決上述問題，實際生產(chǎn)中采用裝焊卡碼、加強角鋁以及點焊等方法來進(jìn)行輔助焊接。這些技術(shù)能在一定程度上控制焊接變形，但效果一般，主要原因是剛性約束不足。裝焊的卡碼和加強角鋁還要進(jìn)行焊后打磨拆除，會損壞船體表面，影響美觀和使用性能；而且，該方法不能有效控制焊縫的錯邊問題，分段焊縫較長時，會出現(xiàn)分段疊邊等問題而影響船體組立與合攏。深熔焊接時，待焊縫根部要保持一定間隙，不能過大或過小。焊接過程中焊縫部位的熱膨脹與收縮導(dǎo)致待焊縫根部間隙不斷減小，需要點固焊縫來進(jìn)行限制。整個焊接過程由于點固焊接、卡碼與角鋁的裝焊與拆除、焊縫背面打磨成形、焊后矯形等額外工序，大大降低了生產(chǎn)效率。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于針對上述存在問題和不足，提供一種自支撐動態(tài)控制懸空焊縫根部間隙及焊接變形的裝置。

本實用新型的實用新型目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種自支撐動態(tài)控制懸空焊縫根部間隙及焊接變形的裝置，包括定位塊、上部剛性壓塊、下部剛性壓塊和成形槽，所述定位塊包括定位塊主體和定位部；所述定位部穿過焊縫根部間隙并嵌入成形槽中；所述上部剛性壓塊對稱的安裝在定位塊主體兩側(cè)，所述下部剛性壓塊具有與成形槽匹配的內(nèi)凹部，所述成形槽安裝在內(nèi)凹部中；所述上部剛性壓塊、下部剛性壓塊內(nèi)部安裝有磁鐵。

優(yōu)選的，所述定位部包含位于定位塊主體上的第一級凸出部，所述第一級凸出部嵌合在焊縫根部間隙中；所述定位部還包含位于第一級凸出部上的第二級凸出部，所述成形槽中部設(shè)有凹槽，所述凹槽設(shè)有限位槽，所述第二級凸出部嵌合在限位槽中。優(yōu)選的，所述第一級凸出部的形狀與焊縫根部間隙相匹配，所述限位槽的形狀與第二級凸出部匹配。

優(yōu)選的，所述定位塊、上部剛性壓塊、下部剛性壓塊、成形槽與船體壁板之間的接觸面為平面或曲面。

優(yōu)選的，所述定位塊、上部剛性壓塊、下部剛性壓塊為中空結(jié)構(gòu)；所述成形槽為實心結(jié)構(gòu)。更優(yōu)選的，所述定位塊為鋁合金定位塊，上部剛性壓塊為鋁合金上部剛性壓塊，下部剛性壓塊為鋁合金下部剛性壓塊，所述成形槽為不銹鋼成形槽。

優(yōu)選的，每側(cè)相鄰的上部剛性壓塊之間可拆卸連接，相鄰的下部剛性壓塊之間可拆卸連接。更優(yōu)選的，每側(cè)相鄰的上部剛性壓塊通過銷釘連接，相鄰的下部剛性壓塊通過銷釘連接。

使用本實用新型自支撐動態(tài)控制懸空焊縫根部間隙及焊接變形的裝置的焊接方法，包括以下步驟：

S1、在船體壁板待焊部位等距離安裝定位塊，定位塊的定位部穿過焊縫根部間隙并與成形槽嵌合；在定位塊的兩側(cè)分別安裝上部剛性壓塊；

S2、安裝成形槽，使其與定位部嵌合；在成形槽下面安裝下部剛性壓塊；

S3、從待焊部位的一端開始，在未安裝定位塊處焊接焊縫，每焊完一段上部剛性壓塊長的焊縫，將該段處定位塊拔出，焊接該定位塊處的焊縫，上、下部剛性壓塊保留不動；按照這個步驟焊接完所有焊縫，并等待焊縫溫度降低到室溫后，再分別拆除上、下部剛性壓塊。

優(yōu)選的，定位塊的第一級凸出部與焊縫根部間隙嵌合，第二級凸出部與成形槽的限位槽嵌合。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本實用新型自支撐動態(tài)控制懸空焊縫根部間隙及焊接變形的裝置具有如下優(yōu)點：

1、使用方便、成本低、適應(yīng)性強，可以自支撐動態(tài)控制懸空焊縫根部間隙及焊接變形，既能控制焊縫橫向收縮，又能控制錯邊，而且可以減小焊接變形,并且保證焊縫背面成形好；

2、定位塊定位距離精確，拆裝方便，解決了傳統(tǒng)大量卡碼和加強角鋁的裝焊和拆除操作，大幅度提高了生產(chǎn)效率，也降低了焊接作業(yè)人員頻繁裝、卸卡碼與角鋁的勞動強度；