CN107520577A - 一种镍基合金管道焊接用工装 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镍基合金管道焊接用工装,包括第一套筒,所述第一套筒的端部固定有挡盘,挡盘上连接有第二套筒,第二套筒的筒壁上设置有第一定位孔和第二定位孔,第一和第二定位孔中均可滑动地套接有顶杆,第一套筒内连接有推杆,第一套筒和推杆通过螺纹相旋合,推杆的端部连接有圆锥台,圆锥台设置于第二套筒内,圆锥台的锥面与顶杆的端部在焊接时相互抵顶,挡盘上还固定有氩气管道,挡盘上设置有通气孔,氩气管道和通气孔相连通。本发明能够通过氩气管道、挡盘及平封头的围合构成氩气填充腔,使得镍基合金管道的焊缝背面得到氩气保护,有效防止发生焊接氧化,同时通过顶杆的缩进,有效减小焊接收缩应力;提高了镍基合金管道的焊接质量。
Description
技术领域
本发明涉及焊接工装技术领域,具体涉及一种镍基合金管道焊接用工装。
背景技术
镍基合金管道在焊接过程中,高温液态镍中极易溶解较多的氧,生成NiO,从而在焊缝处形成危害较大的气孔,而且镍材料线性膨胀系数大,易产生较大的应力收缩,导致焊缝处发生开裂或错边,从而使得镍基合金管道的焊接质量差,焊接效率低,无法满足设计要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种镍基合金管道焊接用工装,通过氩气管道、挡盘及平封头的围合构成氩气填充腔,使得镍基合金管道的焊缝背面得到了很好的氩气保护,有效防止发生焊接氧化,同时通过顶杆的缩进,有效减小焊接收缩应力;提高了镍基合金管道的焊接质量。
为了解决上述技术问题,本发明提供的技术方案如下:
一种镍基合金管道焊接用工装,包括第一套筒,所述第一套筒的端部固定有挡盘,挡盘上连接有第二套筒,所述第二套筒的筒壁上设置有第一定位孔和第二定位孔,所述第一定位孔和第二定位孔中均可滑动地套接有顶杆,所述第一套筒内连接有推杆,所述第一套筒和推杆通过螺纹相旋合,所述推杆的端部连接有圆锥台,所述圆锥台设置于所述第二套筒内,所述圆锥台的锥面与所述顶杆的端部在焊接时相互抵顶,所述挡盘上还固定有氩气管道,挡盘上设置有通气孔,所述氩气管道和通气孔相连通。
所述第二套筒端部的内壁上连接有限位支板,所述限位支板上固定有限位杆。
所述圆锥台的大端面与推杆相连接,圆锥台的小端面连接有圆柱,所述圆柱放置于所述限位支板的顶部。
所述第一定位孔和第二定位孔的轴线相平行。
所述推杆、圆锥台和第二套筒的轴线相重合。
所述推杆上连接有摇把。
所述第一套筒的外壁上套设有支撑盘,所述支撑盘上设置有连接孔,所述连接孔内插入有所述氩气管道。
所述第二套筒的筒壁上设置有多个第一定位孔和第二定位孔,多个第一定位孔呈周向均匀布置,多个第二定位孔呈周向均匀布置。
所述顶杆端部连接有弧形板。
位于所述第二套筒内部的顶杆上套设有限位环。
本发明具有以下有益效果:本发明的焊接工装,通过氩气管道、挡盘及平封头的围合构成氩气填充腔,使得镍基合金管道的焊缝背面得到了很好的氩气保护,能够有效防止焊接时发生焊接氧化,同时通过顶杆的缩进,可有效减小焊接收缩应力;提高了镍基合金管道的焊接质量;结构简单、操作方便,成本较低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是图1中G-G方向的剖视结构示意图
图3是本发明的立体结构示意图;
图4是镍基合金管道的结构示意图;
图中:1、第一套筒,2、挡盘,3、第二套筒,4、第一定位孔,5、第二定位孔,6、顶杆,7、推杆,8、圆锥台,9、氩气管道,10、通气孔,11、摇把,12、支撑盘,13、连接孔,14、限位环,15、圆柱,16、限位支板,17、限位杆,18、圆弧板,19、镍基合金管道,191、平封头,192、无缝管。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。
如图1、图2和图3所示,一种镍基合金管道焊接用工装,包括第一套筒1,第一套筒1的端部固定有挡盘2,用于阻挡氩气,挡盘2上连接有第二套筒3,所述第二套筒3的筒壁上设置有第一定位孔4和第二定位孔5,第一定位孔4和第二定位孔5中均可滑动地套接有顶杆6,第一套筒1内连接有推杆7,第一套筒1和推杆7通过螺纹相旋合,推杆7的端部焊接有圆锥台8,圆锥台8设置于第二套筒3内,圆锥台8的锥面与顶杆6的端部在焊接时相互抵顶,挡盘2上还焊接固定有氩气管道9,挡盘2上设置有通气孔10,氩气管道9和通气孔10相连通。其中圆锥台8的设计能够很好的调节顶杆6的缩进量。
其中,第二套筒3端部的内壁上连接有限位支板16,限位支板16上固定有限位杆17,限位杆17的长度根据平封头191内壁长度而定,能够使得第一定位孔4的顶杆6和第二定位孔5的顶杆6更加精确的位于焊缝的两侧,并可使得第一定位孔4的顶杆6和第二定位孔5的顶杆6能够一步到位的位于焊缝的两侧,节省时间。
圆锥台8的大端面与推杆7相连接,圆锥台8的小端面连接有圆柱15,圆柱15放置于限位支板16的顶部。通过限位支板16对圆柱15的支撑,来增加推杆7、圆锥台8和圆柱15构成的整体的稳定度。
推杆7、圆锥台8和第二套筒3的轴线相重合。
第一定位孔4和第二定位孔5的轴线相平行,使得顶杆6的伸出或缩进更加顺畅,减少阻碍。
进一步地,推杆7上连接有摇把11,更便于操作。
进一步地,第一套筒1的外壁上套设有支撑盘12,用于支撑工装整体,提高焊接时工装整体在镍基合金管道内的稳定度,支撑盘12上设置有连接孔13,连接孔13内插入有氩气管道9。
进一步地,第二套筒3的筒壁上设置有多个第一定位孔4和第二定位孔5,多个第一定位孔4呈周向均匀布置,多个第二定位孔5呈周向均匀布置,以使得顶杆6在焊接时能够更均匀的抵顶在焊缝两侧的镍基合金管道的内壁上,更好的起到减小焊接收缩应力的作用。
进一步地,顶杆6端部连接有弧形板18,以增加顶杆6与镍基合金管道内壁的接触面积,也使得受力更加均匀。
进一步地,位于第二套筒3内部的顶杆6上套设有限位环14,以防止顶杆6从第一定位孔4或第二定位孔5中滑脱。
进一步地,圆锥台8、第二套筒3、挡盘2、支撑盘12、第一套筒1、推杆7的轴线相重合。
如图4所示,镍基合金管道19由无缝管192和平封头191焊接组成,无缝管192和平封头191均为镍基合金,平封头191为空心结构且一端封口,本发明的焊接工装使用方法如下:
在平封头191与无缝管192对接焊接之前,先将工装整体放入无缝管192内,将无缝管192的坡口焊缝置于第一定位孔4的顶杆6和第二定位孔5的顶杆6之间;再使用高温焊接胶带,将挡盘2与无缝管192之间的间隙封住,防止后续产生漏气(氩气);然后将平封头191与无缝管192组对拼接,并使用焊接胶带将平封头191与无缝管192拼接处的焊缝封住,以暂时固定平封头191与无缝管192,此时,挡盘2与平封头191内部形成一个密闭腔体。其中将平封头191与无缝管192组对拼接时,限位杆17能够抵在平封头191的内部封口处,平封头191的长度是经过精确计算的,可使得工装的第一定位孔4的顶杆6和第二定位孔5的顶杆6能够一次精确的位于焊缝的两侧,定位效果更好。再将氩气管道9与氩气瓶相连接,之后,打开氩气瓶阀门,氩气通过氩气管道9进入密闭腔体,直至氩气充满密闭腔体(氩压表流量恒定时说明氩气充满密闭腔体),此时焊缝背面氩气保护已经到位;顺时针转动工装的摇把11,使得推杆7带动圆锥台8前进,从而使得圆锥台8推动其周围的顶杆6牢牢的顶在无缝管192与平封头191的焊缝两侧的内表面位置,此时周向的顶杆6也紧紧地抵顶在圆锥台8的锥面上,无缝管192与平封头191的焊缝两侧各有一圈顶杆6,一圈为第一定位孔4的顶杆6,另一圈为第二定位孔5的顶杆6,优选的,第一定位孔4的顶杆6和第二定位孔5的顶杆6各有四个,均呈周向布置。当圆锥台8推动其周围的顶杆6牢牢的顶在无缝管192与平封头191的焊缝两侧的内表面位置后即可对平封头191与无缝管192的对接拼缝处进行焊接;焊接时,采用一边拆除平封头191与无缝管192拼接处的焊接胶带,一边焊接的方式。在上述整个过程中支撑盘12会进一步保证工装稳定的支撑于无缝管192的内部,且可更好的保证推杆7相对第一套筒1转动的稳定度,限位支板16通过对圆柱15起到支撑作用,从而使得推杆7、圆锥台8和圆柱15构成的整体得到更好地支撑,并更好地保证圆锥台8与第二套筒3保持同心。
焊接结束后,待焊接接头冷却后,逆时针转动焊接工装的摇把,使得推杆带动圆锥台后退,从而使得顶杆与管道内壁松脱,将工装从镍基合金管道移出即可。
本发明设计有氩气惰性气体专用通道,使用时通过挡盘和平封头形成密闭空腔,密闭空腔中的氩气可在焊接过程中保护背面焊缝,避免焊接氧化,对焊缝保护更充分,且密闭空腔体积较小,可在充分避免氧化的同时减少氩气用量;通过推杆驱动圆锥台进给和后退,从而控制顶杆缩进,有效减小焊接收缩应力,提高了镍基合金管道的焊接质量。
本发明通过氩气管道、挡盘及平封头的围合构成密闭空腔,使得无缝管及平封头焊缝背面得到了很好的氩气保护,有效防止焊接时镍发生氧化,提高了焊接质量,通过推杆、圆锥台及顶杆的作用,焊接收缩得到了很好的控制。在使用本发明的工装进行焊接后,经多点检测,焊接收缩量约为0.2mm~0.3mm,而不采用工装焊接时,焊接收缩量达到3mm以上,因此采用本发明的工装进行焊接,可有效缩小焊接收缩量;本发明整体结构简单、操作方便、成本较低,具有较好的可操作性,安全性,可靠性、连续性和稳定性。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种镍基合金管道焊接用工装,其特征是,包括第一套筒,所述第一套筒的端部固定有挡盘,挡盘上连接有第二套筒,所述第二套筒的筒壁上设置有第一定位孔和第二定位孔,所述第一定位孔和第二定位孔中均可滑动地套接有顶杆,所述第一套筒内连接有推杆,所述第一套筒和推杆通过螺纹相旋合,所述推杆的端部连接有圆锥台,所述圆锥台设置于所述第二套筒内,所述圆锥台的锥面与所述顶杆的端部在焊接时相互抵顶,所述挡盘上还固定有氩气管道,挡盘上设置有通气孔,所述氩气管道和通气孔相连通。
2.如权利要求1所述的镍基合金管道焊接用工装,其特征是,所述第二套筒端部的内壁上连接有限位支板,所述限位支板上固定有限位杆。
3.如权利要求2所述的镍基合金管道焊接用工装,其特征是,所述圆锥台的大端面与推杆相连接,圆锥台的小端面连接有圆柱,所述圆柱放置于所述限位支板的顶部。
4.如权利要求1所述的镍基合金管道焊接用工装,其特征是,所述第一定位孔和第二定位孔的轴线相平行。
5.如权利要求1所述的镍基合金管道焊接用工装,其特征是,所述推杆、圆锥台和第二套筒的轴线相重合。
6.如权利要求1所述的镍基合金管道焊接用工装,其特征是,所述推杆上连接有摇把。
7.如权利要求1所述的镍基合金管道焊接用工装,其特征是,所述第一套筒的外壁上套设有支撑盘,所述支撑盘上设置有连接孔,所述连接孔内插入有所述氩气管道。
8.如权利要求1所述的镍基合金管道焊接用工装,其特征是,所述第二套筒的筒壁上设置有多个第一定位孔和第二定位孔,多个第一定位孔呈周向均匀布置,多个第二定位孔呈周向均匀布置。
9.如权利要求1所述的镍基合金管道焊接用工装,其特征是,所述顶杆端部连接有弧形板。
10.如权利要求1所述的镍基合金管道焊接用工装,其特征是,位于所述第二套筒内部的顶杆上套设有限位环。
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