[發明專利]圓管直縫焊接工裝及圓管直縫焊接變形控制方法

有效

• 申請號: 201610094408.9
• 申請日: 2016-02-20
• 公開（公告）號: CN105562906B
• 公開（公告）日: 2018-01-30
• 發明（設計）人: 劉新勝
• 申請（專利權）人: 濰柴重機股份有限公司
• 主分類號: B23K9/32
• 分類號: B23K9/32;B23K37/053;B23K101/06
• 代理公司: 濰坊正信專利事務所37216
• 代理人: 張曰俊

技術領域

本發明屬于圓管焊接技術領域，具體涉及一種圓管直縫焊接工裝，還涉及一種圓管直縫焊接變形控制方法。

背景技術

直徑φ60mm～φ200mm，壁厚≤2mm的低碳鋼圓管屬于非標型材，實際生產中多采用先將板材卷成圓筒，再采用CO₂氣保焊焊接縱縫而成，焊縫一般采用搭接或對接形式。

目前，國內圓管直縫多采用專機焊接，其焊接工裝一般為一端固定，一端敞開式結構，焊縫位置采用壓板壓緊等方式固定圓管，壓緊裝置多為“U”形分體式結構。在焊接時，由于壓板與圓筒接觸面積小，并且焊接工裝沒有反變形裝置，導致圓筒焊后接頭處易變形，圓管端面成“桃形”，特別是焊接1mm～2mm的薄板件時變形更為嚴重。如何控制焊接變形是直縫焊接工裝設計的難點。

另外，現有的焊接工裝還存在通用性不強、零件安裝不方便等問題。這些都會直接影響到零件的焊接質量和生產效率。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種圓管直縫焊接工裝，以解決圓管直縫焊接時接口易變形，并且現有焊接工裝生產效率低以及通用性差的技術問題。

作為同一種技術構思，本發明所要解決的另一個技術問題是：提供一種圓管直縫焊接變形控制方法。

為解決上述第一個技術問題，本發明的技術方案是：圓管直縫焊接工裝，包括機架，所述工裝還包括固定支座和芯軸，所述固定支座設于所述機架上，所述芯軸具有固定部和伸出部，所述固定部固定安裝于所述固定支座上，所述伸出部的上表面固定安裝有兩相對設置的反變形襯板，每所述反變形襯板均沿所述芯軸的軸線方向延伸，兩所述反變形襯板之間設有間隙，每個所述反變形襯板的上表面均為平面，兩個所述反變形襯板與所述芯軸的外表面共同形成用于安裝圓管的襯套，所述襯套的橫截面呈圓缺形；所述機架上還設有由夾緊機構驅動的兩相對設置的壓板，兩所述壓板分別位于所述間隙的兩側且均沿所述芯軸的軸線方向延伸。

作為一種改進，所述夾緊機構包括：兩根固定軸，兩所述固定軸分別位于所述芯軸的兩側且均沿所述芯軸的軸線方向延伸，每根所述固定軸均安裝在兩相對設置的支撐座上，每個所述支撐座均固定安裝于所述機架上，每根所述固定軸上鉸接有至少一個壓緊爪；兩個連桿，每個所述連桿的一端通過同一鉸接軸鉸接直線驅動裝置，另一端分別通過旋轉軸鉸接相應所述壓緊爪的一端，所述壓緊爪的另一端固定安裝于相應的所述壓板上。

作為進一步的改進，所述直線驅動裝置為氣缸，所述鉸接軸設置在所述氣缸的活塞桿上。

作為一種改進，所述壓板為銅質壓板，所述反變形襯板為銅質反變形襯板。

作為一種改進，兩個所述反變形襯板為一體結構襯板，所述間隙為設置在所述一體結構襯板上的缺口。

作為一種改進，所述芯軸和兩個所述反變形襯板為一體結構。

作為一種改進，所述固定支座有兩個，靠近所述伸出部的所述固定支座上具有垂直定位面，所述垂直定位面朝向所述伸出部設置且所述垂直定位面上刻有標尺。

作為一種改進，所述機架包括焊接臺架和設置在所述焊接臺架上方的工作臺，所述固定支座設置在所述工作臺上。

為解決上述第二個技術問題，本發明的技術方案是：圓管直縫焊接變形控制方法，采用上述圓管直縫焊接工裝，包括以下步驟：

(1)將待焊接的圓管裝配到所述襯套上，并將待焊接的圓管的直縫對準所述間隙；

(2)啟動所述夾緊機構帶動兩個所述壓板下行，通過所述壓板將待焊接的圓管壓緊在所述反變形襯板上，使待焊接的圓管的焊接部位產生局部變形，與所述反變形襯板的上表面良好貼合；

(3)焊接；

(4)焊接結束后，通過所述夾緊機構帶動兩個所述壓板上行，松開焊接后的圓管；

(5)取下焊接后的圓管。

采用了上述技術方案后，本發明的有益效果是：

由于圓管直縫焊接工裝設計了固定支座、芯軸、兩個反變形襯板、夾緊機構和兩個壓板，兩個所述反變形襯板與所述芯軸的外表面共同形成用于安裝圓管的襯套，所述襯套的橫截面呈圓缺形，因而在使用時，將待焊接的圓管裝配到所述襯套上，并將待焊接的圓管的直縫對準所述間隙，然后啟動所述夾緊機構帶動兩個所述壓板下行，通過所述壓板將待焊接的圓管壓緊在所述反變形襯板上，使待焊接的圓管的焊接部位產生局部變形，與所述反變形襯板的上表面良好貼合，使得壓緊部位由現有的圓弧形變成小平面，保證焊縫成型良好，當焊后松開壓板時，圓管焊接部位恢復圓弧形狀，即利用反變形控制圓管焊后的形狀，可有效控制圓管焊后變形。