CN105522312B - 一种用于焊接通气管升降装置的浮阀壳体的工装及方法 - Google Patents

一种用于焊接通气管升降装置的浮阀壳体的工装及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于焊接通气管升降装置的浮阀壳体的工装及方法，属于焊接技术领域。该焊接工装包括支撑座和用于支撑内胆的定位轴，定位轴上具有用于定位螺纹接头的轴肩和短轴，支撑座的两端分别对应设有第一法兰和第二法兰，第一法兰上设有第一环形凹槽，第二法兰上设有第二环形凹槽。通过将螺纹接头装配在短轴上并通过轴肩定位，将套环装配在第一环形凹槽中并通过第一底面定位，将法兰安装在第二环形凹槽中并通过第二底面定位，控制定位轴、第一环形凹槽、第二环形凹槽和短轴四者同轴，第一底面和第二底面垂直于定位轴的轴线，以提高螺纹接头、套环和法兰的同轴度，进而保证浮阀壳体中阀体的活动腔焊接的同轴度。

Description

一种用于焊接通气管升降装置的浮阀壳体的工装及方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种用于焊接通气管升降装置的浮阀壳体的工装及方法。
背景技术
通气管升降装置是为潜艇动力系统服务的关键设备，通气管需要经常开启和关闭，浮阀是空气流通的进气口。
浮阀借助浮力在浮阀壳体中浮动，进而达到开关通气管的目的。其中，浮阀壳体包括内胆和外壳，外壳和内胆之间通过筋板连接，内胆由套环、壳套、锥壳套、底部壳套和螺纹接头顺次连接构成，外壳包括主壳体和焊接在主壳体一端的环盖，环盖上安装有法兰。由于浮阀在浮阀壳体中滑动，因此对螺纹接头、套环和法兰三者之间的同轴度有着较高的精度要求，如果在焊接浮阀壳体时，螺纹接头、套环和法兰三者之间的同轴度达不到要求，就可能会使得浮阀出现卡阻，影响浮阀的正常工作。
发明内容
为了保证浮阀壳体中阀体的活动腔焊接的同轴度，本发明实施例提供了一种用于焊接通气管升降装置的浮阀壳体的工装及方法。所述技术方案如下：
一方面，本发明提供了一种用于焊接通气管升降装置的浮阀壳体的工装，所述浮阀壳体包括内胆和外壳，所述内胆由套环、壳套、锥壳套、底部壳套和螺纹接头顺次连接构成，所述外壳包括主壳体和焊接在所述主壳体一端的环盖，所述环盖上安装有法兰，所述外壳和所述内胆之间通过筋板连接，所述焊接工装包括支撑座和用于支撑所述内胆的定位轴，所述定位轴插装在所述支撑座上，所述定位轴为长轴件，所述定位轴远离所述支撑座的端面上设有短轴，所述短轴与所述定位轴之间设置有用于轴向定位所述螺纹接头的轴肩，所述短轴的直径与所述螺纹接头的内径一致，所述支撑座的两端分别对应设有第一法兰和第二法兰，所述第一法兰的朝向所述轴肩的一侧的法兰面上设有用于定位所述套环的第一环形凹槽，所述第一环形凹槽的第一内侧壁的直径与所述套环的内径一致，所述第二法兰的朝向所述轴肩的一侧的法兰面上设有用于定位所述法兰的第二环形凹槽，所述第二环形凹槽的第二内侧壁的直径与所述法兰的内径一致，所述第一环形凹槽的第一底面和所述第二环形凹槽的第二底面之间的间距与所述套环底面和所述法兰底面之间的间距一致，所述第一环形凹槽的所述第一底面和所述轴肩所在平面之间的间距与所述套环底面和所述螺纹接头底面之间的间距一致，所述定位轴、所述第一环形凹槽、所述第二环形凹槽和所述短轴四者同轴设置，所述第一底面和所述第二底面垂直于所述定位轴的轴线设置。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过将螺纹接头装配在短轴上并通过轴肩定位，将套环装配在第一环形凹槽中并通过第一底面定位，将法兰安装在第二环形凹槽中并通过第二底面定位，控制定位轴、第一环形凹槽、第二环形凹槽和短轴四者同轴，第一底面和第二底面垂直于定位轴的轴线，以提高螺纹接头、套环和法兰的同轴度，进而保证浮阀壳体中阀体的活动腔焊接的同轴度。
另一方面，本发明还提供了一种用于焊接通气管升降装置的浮阀壳体的方法，所述方法通过利用前述的焊接工装焊接浮阀壳体，所述方法包括：
S0:检测工装；
S1:焊接所述浮阀壳体的内胆；
S2:焊接所述浮阀壳体的外壳；
S3:焊接所述内胆和所述外壳的筋板；
其中，所述检测工装包括：
检测第一底面和轴肩之间的间距；
检测所述第一底面和第二底面之间的间距；
检测所述轴肩与定位轴的垂直度；
检测所述第一底面与所述定位轴的垂直度；
检测所述第二底面与所述定位轴的垂直度；
检测第一内侧壁与所述定位轴的同轴度；
检测第二内侧壁与所述定位轴的同轴度；
所述焊接所述浮阀壳体的内胆还包括：
将套环装配在第一环形凹槽中并通过所述第一底面定位，使所述套环与所述定位轴同轴布置；
将壳套、锥壳套和底部壳套顺次叠装在所述套环上，同时使所述壳套、所述锥壳套和所述底部壳套均与所述定位轴同轴布置；
将螺纹接头装配在短轴上并通过所述轴肩定位，使所述螺纹接头与所述定位轴同轴布置；
将所述套环与所述壳套焊接；
将所述壳套与所述锥壳套焊接；
将所述锥壳套与所述底部壳套焊接；
将所述底部壳套与所述螺纹接头焊接，得到焊接好的所述内胆；
所述焊接所述内胆和所述外壳之间的筋板包括：
在所述焊接好的所述内胆上焊接所述筋板；
将法兰安装在第二环形凹槽中并通过所述第二底面定位，使所述法兰与所述定位轴同轴布置；
焊接所述外壳与所述筋板。
进一步地，所述将壳套、锥壳套和底部壳套顺次叠装在所述套环上包括：
检测所述壳套、所述锥壳套和所述底部壳套的外形和高度尺寸；
先将所述壳套叠装在所述套环上，再将所述锥壳套叠装在所述壳套上，最后将所述底部壳套叠装在所述锥壳套上。
优选地，所述将所述螺纹接头装配在所述短轴上包括：
将所述螺纹接头装配在所述短轴上时，通过修配所述底部壳套，使所述螺纹接头与所述底部壳套相适配。
可选地，所述在所述焊接好的所述内胆上焊接所述筋板包括：
采用连续焊焊接所述筋板的与所述内胆接触的部分的两端的端头位置，且所述端头位置的左右两侧的焊缝连续布置，且焊缝长度均不小于30mm。
可选地，所述焊接所述外壳与所述筋板包括：
采用连续焊焊接所述筋板与所述外壳接触的部分的两端位置，且所有焊缝长度均不小于30mm。
具体实现时，在焊接所述套环与所述壳套、焊接所述壳套与所述锥壳套、焊接所述锥壳套与所述底部壳套、焊接所述底部壳套与所述螺纹接头时，均采用相对于对称线对称同时焊接的方法。
进一步地，在焊接所述主壳体与所述环盖时，采用相对于对称线对称同时焊接的方法。
优选地，所述方法采用手工钨极氩弧焊。
进一步地，所述方法采用GTS-309Φ2.0焊丝进行焊接。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是浮阀壳体装配在本发明实施例提供的一种焊接工装上的示意图；
图2是图1中的焊接工装的结构示意图；
图3是筋板和内胆焊接处的焊缝分布图；
图4是壳套和锥壳套焊接处的焊缝分布图；
图5是环盖和主壳体焊接处的焊缝分布图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
为了便于了解本发明实施例，下面先简单介绍浮阀壳体的结构。浮阀壳体一般包括内胆20和外壳10，内胆20一般由套环21、壳套22、锥壳套23、底部壳套24和螺纹接头25顺次连接构成，外壳10一般包括主壳体14和位于主壳体14一端的环盖11，环盖11上安装有法兰12，外壳10套设在内胆20外，外壳10和内胆20之间通过筋板13焊接，环盖11上的法兰12和内胆20构成了阀体的活动腔。
图1显示了浮阀壳体装配在本发明实施例提供的一种焊接工装上的示意图，如图1所示，该浮阀壳体包括内胆20和外壳10，内胆20由套环21、壳套22、锥壳套23、底部壳套24和螺纹接头25顺次连接构成，外壳10和内胆20之间通过筋板13连接，外壳10包括主壳体14和焊接在主壳体14一端的环盖11，环盖11上安装有法兰12，该焊接工装包括支撑座37和用于支撑内胆20的定位轴33，定位轴33插装在支撑座37上，定位轴33为长轴件，定位轴33远离支撑座37的端面上设有短轴38，短轴38与定位轴33之间设置有用于轴向定位螺纹接头25的轴肩34，短轴38的直径与螺纹接头25的内径一致，支撑座37的两端分别对应设有第一法兰31和第二法兰32，第一法兰31的朝向轴肩34的一侧的法兰面上设有用于定位套环21的第一环形凹槽35(参见图2)，第一环形凹槽35的第一内侧壁35a的直径与套环21的内径一致，第二法兰32的朝向轴肩34的一侧的法兰面上设有用于定位法兰12的第二环形凹槽36(参见图2)，第二环形凹槽36的第二内侧壁36a的直径与法兰12的内径一致，第一环形凹槽35的第一底面35b和第二环形凹槽36的第二底面36b之间的间距与套环21底面和法兰12底面之间的间距一致，第一环形凹槽35的第一底面35b和轴肩34所在平面之间的间距与套环21底面和螺纹接头25底面之间的间距一致，定位轴33、第一环形凹槽35、第二环形凹槽36和短轴38四者同轴设置，第一底面35b和第二底面36b垂直于定位轴33的轴线设置。
上述第一内侧壁35a和第二内侧壁36a均与定位轴33同轴设置。
本发明实施例通过将螺纹接头装配在短轴上并通过轴肩定位，将套环装配在第一环形凹槽中并通过第一底面定位，将法兰安装在第二环形凹槽中并通过第二底面定位，控制定位轴、第一环形凹槽、第二环形凹槽和短轴四者同轴，第一底面和第二底面垂直于定位轴的轴线，以提高螺纹接头、套环和法兰的同轴度，进而保证浮阀壳体中阀体的活动腔焊接的同轴度。
需要说明的是，轴肩34与第一环形凹槽35的第一底面35b之间的距离应保证足够的焊接收缩余量，以防止焊接后导致内胆的轴向尺寸不合格。
此外，短轴38、轴肩34和定位轴33三者可以为一体结构，本发明并不以此为限。
图2是图1中的焊接工装的结构示意图，第一法兰31和第二法兰32之间的连接方式并不局限于本实施例，第一法兰31和第二法兰32之间也可以通过肋板连接，本发明并不以此为限。
本发明实施例还提供了一种用于焊接通气管升降装置的浮阀壳体的方法，该方法基于图1或图2中所示的焊接工装。该方法包括：
S0:检测工装；
S1:焊接浮阀壳体的内胆20；
S2:焊接浮阀壳体的外壳10；
S3:焊接内胆20和外壳10之间的筋板13；
其中，检测工装包括:
检测第一底面35b和轴肩34之间的间距；
检测第一底面35b和第二底面36b之间的间距；
检测轴肩34与定位轴33的垂直度；
检测第一底面35b与定位轴33的垂直度；
检测第二底面36b与定位轴33的垂直度；
检测第一内侧壁35a与定位轴33的同轴度；
检测第二内侧壁36a与定位轴33的同轴度。
焊接浮阀壳体的内胆20包括：
将套环21装配在第一环形凹槽35中并通过第一底面35b定位，使套环21与定位轴33同轴布置；
将壳套22、锥壳套23和底部壳套24顺次叠装在套环21上，同时使壳套22、锥壳套23和底部壳套24均与定位轴33同轴布置；
将螺纹接头25装配在短轴38上并通过轴肩34定位，使螺纹接头25与定位轴33同轴布置；
将套环21与壳套22焊接；
将壳套22与锥壳套23焊接；
将锥壳套23与底部壳套24焊接；
将底部壳套24与螺纹接头25焊接，得到焊接好的内胆20。
焊接内胆20和外壳10之间的筋板13包括：
在焊接好的内胆20上焊接筋板13；
将法兰12安装在第二环形凹槽36中并通过第二底面36b定位，使法兰12与定位轴33同轴布置；
焊接外壳10与筋板13。
本发明实施例通过将螺纹接头装配在短轴上并通过轴肩定位，将套环装配在第一环形凹槽中并通过第一底面定位，将法兰安装在第二环形凹槽中并通过第二底面定位，控制定位轴、第一环形凹槽、第二环形凹槽和短轴四者同轴设置，第一底面和第二底面垂直于定位轴的轴线设置，以提高螺纹接头、套环和法兰的同轴度，进而保证浮阀壳体中阀体的活动腔焊接的同轴度。
具体实现时，将壳套22、锥壳套23和底部壳套24顺次叠装在套环21上具体为：
检测壳套22、锥壳套23和底部壳套24的外形和高度尺寸；
先将壳套22叠装在套环21上，再将锥壳套23叠装在壳套22上，最后将底部壳套24叠装在锥壳套23上。
进一步地，将螺纹接头25装配在短轴38上具体为：
将螺纹接头25装配在短轴38上时，通过修配底部壳套24，使螺纹接头25与底部壳套24相适配。
具体实现时，在焊接好的内胆20上焊接筋板13包括：
图3是筋板和内胆焊接处的焊缝分布图，采用连续焊焊接筋板13与内胆20接触部分的两端的端头位置13a，具体地，筋板13的端头位置13a的左右两侧的焊缝连续布置，且端头位置13a处的焊缝长度均不小于30mm，保证筋板13与内胆20之间的连接强度；同时采用交错间断焊焊接筋板13与内胆20接触部分的中间位置13b，具体地，筋板13的中间位置13b的左右两侧的焊缝交错间隔布置，且中间位置13b处的焊缝长度不小于50mm，中间位置13b处同侧的相邻两焊缝之间的间距为40～60mm。
焊接外壳10与筋板13包括：
采用连续焊焊接筋板13与外壳10接触部分的两端位置，且所有焊缝长度均不小于30mm，通过焊接多块筋板13，增加内胆20和外壳10之间的连接强度。
在焊接套环21与壳套22、焊接壳套22与锥壳套23、焊接锥壳套23与底部壳套24、焊接底部壳套24与螺纹接头25时，均采用相对于对称线对称同时焊接的方法。
现以焊接壳套22与锥壳套23为例：具体地，图4是壳套22和锥壳套23焊接处的焊缝分布图，在焊接壳套22和锥壳套23时，先相对于任意一条直径R对称同时焊接焊缝a、A，再继续相对于该直径R对称同时焊接焊缝b、B，且同时焊接焊缝a、A时，同时从焊缝a和焊缝A相邻的位置开始，焊缝a沿图4中的顺时针方向焊接，焊缝A沿图4中的逆时针方向焊接，同样的，在同时焊接焊缝b、B时，也同时从焊缝b和焊缝B相邻的位置开始，焊缝b沿图4中的逆时针方向焊接，焊缝B沿图4中的顺时针方向焊接。
需要说明的是，为了便于说明，在图4中焊缝a、A、b、B显示为不连续，实际中，焊缝a、A、b、B连续。
相应地，也采用相对于对称线对称同时焊接的方法焊接浮阀壳体的外壳10，同时对称进行焊接，能够减小焊接的组件的变形。
具体地，如图5是主壳体14和环盖11焊接处的焊缝分布图，在焊接环盖11和主壳体14时，先相对于长轴对称同时焊接焊缝c和C，再继续相对于长轴对称同时焊接焊缝d和D，且同时焊接焊缝c、C时，同时从焊缝c和焊缝C相邻的位置开始，焊缝c沿图5中的顺时针方向焊接，焊缝C沿图5中的逆时针方向焊接，同样的，在同时焊接焊缝d、D时，同时从焊缝d和焊缝D相邻的位置开始，焊缝d沿图5中的逆时针方向焊接，焊缝D沿图5中的顺时针方向焊接。
需要说明的是，为了便于说明，在图5中焊缝c、C、d、D显示为不连续，实际中，焊缝c、C、d、D连续。
优选地，该方法采用手工钨极氩弧焊，且在焊接过程中保持层间温度不超过60℃。
进一步地，该方法采用GTS-309Φ2.0焊丝进行焊接。
需要说明的是，在加工成型套环21和法兰12时，应放大尺寸，以补偿收缩余量。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于焊接通气管升降装置的浮阀壳体的工装，所述浮阀壳体包括内胆(20)和外壳(10)，所述内胆(20)由套环(21)、壳套(22)、锥壳套(23)、底部壳套(24)和螺纹接头(25)顺次连接构成，所述外壳(10)包括主壳体(14)和焊接在所述主壳体(14)一端的环盖(11)，所述环盖(11)上安装有法兰(12)，所述外壳(10)和所述内胆(20)之间通过筋板(13)连接，其特征在于，所述焊接工装包括支撑座(37)和用于支撑所述内胆(20)的定位轴(33)，所述定位轴(33)插装在所述支撑座(37)上，所述定位轴(33)为长轴件，所述定位轴(33)远离所述支撑座(37)的端面上设有短轴(38)，所述短轴(38)与所述定位轴(33)之间设置有用于轴向定位所述螺纹接头(25)的轴肩(34)，所述短轴(38)的直径与所述螺纹接头(25)的内径一致，所述支撑座(37)的两端分别对应设有第一法兰(31)和第二法兰(32)，所述第一法兰(31)的朝向所述轴肩(34)的一侧的法兰面上设有用于定位所述套环(21)的第一环形凹槽(35)，所述第一环形凹槽(35)的第一内侧壁(35a)的直径与所述套环(21)的内径一致，所述第二法兰(32)的朝向所述轴肩(34)的一侧的法兰面上设有用于定位所述法兰(12)的第二环形凹槽(36)，所述第二环形凹槽(36)的第二内侧壁(36a)的直径与所述法兰(12)的内径一致，所述第一环形凹槽(35)的第一底面(35b)和所述第二环形凹槽(36)的第二底面(36b)之间的间距与所述套环(21)底面和所述法兰(12)底面之间的间距一致，所述第一环形凹槽(35)的所述第一底面(35b)和所述轴肩(34)所在平面之间的间距与所述套环(21)底面和所述螺纹接头(25)底面之间的间距一致，所述定位轴(33)、所述第一环形凹槽(35)、所述第二环形凹槽(36)和所述短轴(38)四者同轴设置，所述第一底面(35b)和所述第二底面(36b)垂直于所述定位轴(33)的轴线设置。
2.一种用于焊接通气管升降装置的浮阀壳体的方法，所述方法通过利用权利要求1所述的用于焊接通气管升降装置的浮阀壳体的工装焊接浮阀壳体，其特征在于，所述方法包括：
S0:检测工装；
S1:焊接所述浮阀壳体的内胆(20)；
S2:焊接所述浮阀壳体的外壳(10)；
S3:焊接所述内胆(20)和所述外壳(10)之间的筋板(13)；
其中，所述检测工装包括：
检测第一底面(35b)和轴肩(34)之间的间距；
检测所述第一底面(35b)和第二底面(36b)之间的间距；
检测所述轴肩(34)与定位轴(33)的垂直度；
检测所述第一底面(35b)与所述定位轴(33)的垂直度；
检测所述第二底面(36b)与所述定位轴(33)的垂直度；
检测第一内侧壁(35a)与所述定位轴(33)的同轴度；
检测第二内侧壁(36a)与所述定位轴(33)的同轴度；
所述焊接所述浮阀壳体的内胆(20)包括：
将套环(21)装配在第一环形凹槽(35)中并通过所述第一底面(35b)定位，使所述套环(21)与所述定位轴(33)同轴布置；
将壳套(22)、锥壳套(23)和底部壳套(24)顺次叠装在所述套环(21)上，同时使所述壳套(22)、所述锥壳套(23)和所述底部壳套(24)均与所述定位轴(33)同轴布置；
将螺纹接头(25)装配在短轴(38)上并通过所述轴肩(34)定位，使所述螺纹接头(25)与所述定位轴(33)同轴布置；
将所述套环(21)与所述壳套(22)焊接；
将所述壳套(22)与所述锥壳套(23)焊接；
将所述锥壳套(23)与所述底部壳套(24)焊接；
将所述底部壳套(24)与所述螺纹接头(25)焊接，得到焊接好的所述内胆(20)；
所述焊接所述内胆(20)和所述外壳(10)之间的筋板(13)包括：
在所述焊接好的所述内胆(20)上焊接所述筋板(13)；
将法兰(12)安装在第二环形凹槽(36)中并通过所述第二底面(36b)定位，使所述法兰(12)与所述定位轴(33)同轴布置；
焊接所述外壳(10)与所述筋板(13)。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将壳套(22)、锥壳套(23)和底部壳套(24)顺次叠装在所述套环(21)上包括：
检测所述壳套(22)、所述锥壳套(23)和所述底部壳套(24)的外形和高度尺寸；
先将所述壳套(22)叠装在所述套环(21)上，再将所述锥壳套(23)叠装在所述壳套(22)上，最后将所述底部壳套(24)叠装在所述锥壳套(23)上。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将螺纹接头(25)装配在短轴(38)上包括：
将所述螺纹接头(25)装配在所述短轴(38)上时，通过修配所述底部壳套(24)，使所述螺纹接头(25)与所述底部壳套(24)相适配。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述在所述焊接好的所述内胆(20)上焊接所述筋板(13)包括：
采用连续焊焊接所述筋板(13)与所述内胆(20)接触的部分的两端的端头位置(13a)，且所述端头位置(13a)的左右两侧的焊缝连续布置，且焊缝长度均不小于30mm。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述焊接所述外壳(10)与所述筋板(13)包括：
采用连续焊焊接所述筋板(13)与所述外壳(10)接触的部分的两端位置，且所有焊缝长度均不小于30mm。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在焊接所述套环(21)与所述壳套(22)、焊接所述壳套(22)与所述锥壳套(23)、焊接所述锥壳套(23)与所述底部壳套(24)、焊接所述底部壳套(24)与所述螺纹接头(25)时，均采用相对于对称线对称同时焊接的方法。
8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在焊接所述主壳体(14)与所述环盖(11)时，采用相对于对称线对称同时焊接的方法。
9.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法采用手工钨极氩弧焊。
10.根据权利要求2-9任一项所述的方法，其特征在于，所述方法采用GTS-309Φ2.0焊丝进行焊接。
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