CN104959753B - 特殊焊口反变形工装及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种特殊焊口反变形工装及其方法，其包括：一个圆柱形本体，该本体一端设有一个用于固定缝隙尺寸的工作段，该工作段是由不同直径的数对支撑圆弧面构成的具阶梯状表面的圆柱。借助上述技术方案，本发明就有焊接间隙控制精度提高，操作使用便捷、高效的特点。

Description

特殊焊口反变形工装及其方法

技术领域

本发明涉及一种焊接领域，尤指一种确保焊接间隙提高控制精度、操作使用便捷、高效的焊口反变形工装及其方法。

背景技术

焊接变形与反变形是装备制造业多年来讨论与研究的重要课题之一，它与产品质量和性能紧密相关。

由于焊接存在着先后焊接导致的工件因焊接产生的热量不均导致局部变形的问题，尤其是焊接一些对部件之间缝隙要求高的工件时，这一问题显得尤为突出，例如，在制造如如图1、2所示的一产品的环状喷口间隙时，就遇上了这一不可回避的问题。该产品具有一法兰10，法兰10上焊接有一内环管15及一外环管14，该内环管15和外环管14之间形成一间隙13，且内环管15和外环管14于喷口出口端具有一内置角度。通常需要焊好内环管15之后再焊接外环管14，在焊接焊缝11时，通常需要沿外环管14外径多次焊接。而该产品的设计要求整个环状喷口间隙误差不得超过±0.3mm。但是，由于存在该工件焊缝离环口间隙较远、工件自重、焊接的先后顺序、无法二次机加工焊完后的环口间隙等诸多原因，而导致不均度及偏差均在1mm以上。通常的情况下，业界通常会在焊接时，与环口缝隙中塞入一特定尺寸的支撑件，然而，由于焊接时存在多次不同工艺的焊接，如点焊装配，打底焊接，二次焊接等工序，由于其变形率差别很大，为了确保工件不因支撑件的过度挤压而变形，因而所需支撑物需要更换用不同的尺寸，同时由于焊接后工件的收缩会导致支撑件很难取出，因而导致其实施很繁琐及困难。

因而，提供一种能适应工况变化的，且容易使用和拆卸的焊口缝隙支撑装置是业界急需解决的问题。

发明内容

有鉴于上述问题，为了提高产品质量及环口间隙的精度，本发明目的在于提供一种可随工艺改变方便调整及取出的，能使焊接间隙控制精度提高，操作使用便捷、高效特殊焊口反变形工装。

为达上述目的，本发明的一种特殊焊口反变形工装，其包括：

一个圆柱形本体，

该本体一端设有一个用于固定缝隙尺寸的工作段，该工作段是由不同直径的数对支撑圆弧面构成的具阶梯状表面的圆柱。

其中较佳的：

所述数对支撑弧面的直径是由直径最小的沿顺时针或逆时针递增。

具有最大直径的支撑弧面与相邻的具有最小直径的支撑弧面之间具有一个垂直连接端面。

直径递增的相邻支撑弧面之间具是具有一个斜面或曲面相连接。

该本体的另一端具有一个可使该本体沿轴心旋转的调整段。

该调整段具有至少一对相互平行的平面。

还包括一个卡盘，该卡盘具有数个容置孔供所述本体容置。

该卡盘具有3个或3个以上的延伸爪，所述延伸爪以卡盘中心呈放射性等角分布，且所述容置孔设于延伸爪背离卡盘中心一端。

所述延伸爪设有容置孔的一端具有一向中心弯折的折边。

该容置孔为沿卡盘直径延伸的长孔。

本发明还提供了一种特殊焊口反变形方法，其包含步骤：

1）于焊口反变形工装的圆柱本体的一端加工出至少两组成同心且直径不等支撑弧面；

2）于焊接具固定间隙的工件时，将焊口反变形工装的工作段插入工件的间隙里，其中，先将具最大直径点的支撑弧面放于环口间隙中，进行装配和打底焊接，然后，依序旋转该工装的圆柱体，行下一道焊接工序，直至完成整道焊缝的焊接工作，并且待工件完全冷却后，将工装的圆柱旋转至具最小直径处，而使整个工装方便退出。

借助上述技术方案，本发明就有焊接间隙控制精度提高，操作使用便捷、高效的特点。

附图说明

图1为一燃烧喷嘴的侧视示意图。

图2为图1的环形间隙示意图。

图3为本发明一具体实施例的本体示意图。

图4为图3的B-B向示意图。

图5为图3的A向示意图。

图6为一具体实施例的卡盘侧视示意图。

图7为一具体实施例的卡盘俯视示意图。

符号说明：

本体 20

卡盘 60

工作段 21

支撑弧面 R、R1-R4

容置孔 61

法兰 10

焊缝 11

内环管 15

外环管 14

间隙 13。

具体实施方式

为使本发明得到清楚的了解，下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为对本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明内容所实现的技术均属于本发明的范围。

本发明的一具体实施例是以针对图1-2的产品研发的焊口反变形工装，以提高该产品质量及环口间隙的精度。

如图3-5所示，为本发明一具体实施例的本体示意图。并请参见图6-7，其是针对类似于图1-2所示的产品增加的卡盘。

在本具体实施例中的特殊焊口反变形工装，是由三只具有用于固定缝隙尺寸的工作段的圆柱本体20按120⁰用卡盘60固定，使用时置放在环口间隙13里，其中圆柱本体20的工作段21的支撑弧面R加工成同心、直径不等（一般4组为宜，于本实施例中直径为R1>R2>R3>R4）的圆柱体。

其中，相邻的支撑弧面R之间可采用垂直面、斜面或曲面相连接，。

本实施例中，是采用3只圆柱本体的一种优选方案，其可避免任意两个连线通过卡盘中心线时，会使工件膨胀或收缩产生的力出现叠加之状况。

而该卡盘60较佳的具有3个或3个以上的延伸爪，所述延伸爪以卡盘中心呈放射性等角分布，且所述容置孔61设于延伸爪背离卡盘中心一端。

较佳的，该容置孔61为沿卡盘直径延伸的长孔，以便适应不同的喷口直径。

于本实施中，是按点焊装配，打底焊接，二次焊接及焊接常用电流大小的收缩量分别决定四组不同圆柱的直径（略大于实际需要尺寸，如图4所示）。

另外，为了适应如图1、2所示的具有内置角度的工件，卡盘60上可设有折边，折边的角度取决于环口间隙的内置角度，圆柱的四组直径是分别按45^o方位设置。

该本体20中间可设有一用于与卡盘60的容置孔61滑动段及具螺纹的固定段，以方便在卡盘的容置孔61中固定及滑动，而该本体的另一端具有一个可使该本体沿轴心旋转的调整段62。

于使用时，可先将最大直径点R1放于环口间隙13中进行装配和打底焊接，完成后，将三只圆柱分别旋转45^o后进行下一道焊接工序，直至完成整道焊缝的焊接工作。待工件完全冷却后，将圆柱旋转45^o使整个工装方便退出。用上述方法检测的环口间隙误差不超过0.2mm，完全满足了设计要求。

由于本发明的本体20工作段圆柱21可改变直径，所以不用每道工序将圆柱取出，由此保证了焊接的连续性。待工件冷却后，通过旋转改变圆柱直径，可方便将圆柱取出，因此该工装不仅大大提高了焊接质量，而且使用也极为方便。

上述实例是以环形缝隙13为例，本领域技术人员可知晓的是，如果缝隙直线或者曲线形状的，该卡盘可对应进行调整，而采用长方形等其他相应的形状，同时使容置本体的数个容置孔61按照需要进行分布设置。

借助上述技术方案，本发明就有焊接间隙控制精度提高，操作使用便捷、高效的特点。

Claims (10)

1.一种特殊焊口反变形工装，其特征在于，其包括：

一个圆柱形本体，

该本体一端设有一个用于固定缝隙尺寸的工作段，该工作段是由不同直径的数对支撑弧面构成的具阶梯状表面的圆柱。

2.根据权利要求1所述的特殊焊口反变形工装，其特征在于：

所述数对支撑弧面的直径是由直径最小的沿顺时针或逆时针递增。

3.根据权利要求2所述的特殊焊口反变形工装，其特征在于：

具有最大直径的支撑弧面与相邻的具有最小直径的支撑弧面之间具有一个垂直连接端面。

4.根据权利要求2所述的特殊焊口反变形工装，其特征在于：

直径递增的相邻支撑弧面之间具是具有一个斜面或曲面相连接。

5.根据权利要求1所述的特殊焊口反变形工装，其特征在于：

该本体的另一端具有一个可使该本体沿轴心旋转的调整段。

6.根据权利要求5所述的特殊焊口反变形工装，其特征在于：

该调整段具有至少一对相互平行的平面。

7.根据权利要求1所述的特殊焊口反变形工装，其特征在于：

还包括一个卡盘，该卡盘具有数个沿卡盘直径延伸的容置孔供所述本体容置。

8.根据权利要求7所述的特殊焊口反变形工装，其特征在于：

该卡盘具有3个或3个以上的延伸爪，所述延伸爪以卡盘中心呈放射性等角分布，且所述容置孔设于延伸爪背离卡盘中心一端。

9.根据权利要求8所述的特殊焊口反变形工装，其特征在于：

所述延伸爪设有容置孔的一端具有一向中心弯折的折边。

10.一种特殊焊口反变形方法，其特征在于，包含步骤：

1）于焊口反变形工装的圆柱本体的一端加工出至少两组成同心且直径不等支撑弧面；

2）于焊接具固定间隙的工件时，将焊口反变形工装的工作段插入工件的间隙里，其中，先将具最大直径点的支撑弧面放于环口间隙中，进行装配和打底焊接，然后，依序旋转该口反变形工装的圆柱本体，行下一道焊接工序，直至完成整道焊缝的焊接工作，并且待工件完全冷却后，将旋转至具最小直径处，而使整个工装方便退出。