CN109175875A - 用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置及其施工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置及其施工方法，采用间隔分布于两超大直径钢管焊接对接处四周的焊缝对接单元，每个焊缝对接单元包括第一端板、第二端板以及调距装置，调距装置包括调距螺杆、第一调距螺母及第二调距螺母，由于第一端板与所述第二端板分别固定设置于待对接的两超大直径钢管的端部侧面上，第一端板上开设一定位孔，调距螺杆的一端固定于第二端板上，调距螺杆的另一端依次穿经相匹配的第一调距螺母、第一端板上的定位孔以及第二调距螺母，通过调整第一调距螺母与第二调距螺母在调距螺杆上的位置，可调整两超大直径钢管之间的焊缝宽度，确保钢管管周焊缝宽度均匀，提高钢管焊接质量，同时可加快焊缝组对速度，节约工期。

Description

用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置及其施工方法

技术领域

本发明涉及钢管焊接施工技术领域，尤其涉及一种用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置及其施工方法。

背景技术

随着城市综合体的规模越来越大，城市给排水量的需求也越来越大，从而导致给排水所用的管道的直径也不断增大。此外，很多大直径管道都为压力管道，而压力管道对焊接焊缝质量要求极为严格，焊缝组对质量差，将会导致管道焊缝质量差，甚至焊缝破裂，进而引起严重后果，尤其是采用明挖法埋设的超大直径钢管，焊接作业面在随着管槽基坑延长不断变化，焊缝组对需在吊车起吊后在悬空状态下进行，焊缝组对难度大且精度难以控制，超大直径钢管一般都采用单面焊双面成型工艺，焊缝宽度是否准确直接关系焊缝成型质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置及其施工方法，通过调距装置以及限位垫片可以精确调节焊缝宽度，确保超大直径钢管管周焊缝宽度均匀，提高钢管焊接质量，同时可以加快焊缝组对速度，有效节约工期。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

一种用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置，包括若干间隔分布于两超大直径钢管焊接对接处四周的焊缝对接单元以及相应数量的限位垫片，所述焊缝对接单元包括第一端板、第二端板以及调距装置，所述调距装置包括调距螺杆、第一调距螺母以及第二调距螺母，所述第一端板与所述第二端板分别固定设置于待对接的两超大直径钢管的端部侧面上，所述第一端板上开设一定位孔，所述调距螺杆的一端固定于所述第二端板上，所述调距螺杆的另一端依次穿经相匹配的第一调距螺母、第一端板上的定位孔以及第二调距螺母，调距螺杆的中心线与第一端板上的定位孔的中心线同轴，两超大直径钢管之间对应各个焊缝对接单元位置分别设置限位垫片。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，所述限位垫片包括由下至上依次连接的凸块、连接块以及盖板，所述连接块的横截面为等腰梯形，所述凸块与盖板的横截面均为矩形，所述凸块与连接块的下端形状和大小相一致，所述连接块的上端连接于所述盖板的中部，所述连接块位于两超大直径钢管之间，所述盖板的两端分别覆盖于两大直径钢管的外壁上，所述凸块的上端与两大直径钢管的内壁齐平，或者所述盖板的两端分别覆盖于两大直径钢管的内壁上，所述凸块的上端与两大直径钢管的外壁齐平。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，其中有一部分焊缝对接单元设置于两超大直径钢管的外侧，其余焊缝对接单元设置于两超大直径钢管的内侧，当焊缝对接单元设置于两超大直径钢管的外侧时，两超大直径钢管对应处的外壁间隙大于内壁间隙；当焊缝对接单元设置于两超大直径钢管的内侧时，两超大直径钢管对应处的内壁间隙大于外壁间隙，且两超大直径钢管之间形成的间隙的横截面的形状和大小相一致。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，所述第一端板上的定位孔为前大后小的喇叭形变径孔，所述变径孔上远离第二端板的后端直径同调距螺杆直径，所述变径孔上靠近第二端板的前端直径大于调距螺杆直径。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，所述变径孔包括圆孔段以及锥孔段，所述圆孔段远离第二端板设置，所述圆孔段的长度大于所述锥孔段的长度。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，所述调距螺杆与第二端板通过焊接方式固定连接。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，所述调距螺杆与第二端板通过穿孔塞焊方式固定连接。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，所述焊缝对接单元均匀分布于两超大直径钢管焊接对接处四周。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，所述超大直径钢管的端面与自身管壁斜向相交，待对接的两超大直径钢管的之间的间隙的横截面为等腰梯形。

本发明还公开了一种如上所述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置的施工方法，包括如下步骤：

步骤一，利用两个吊运机械分别从上下左右四个方向调整待对接的两超大直径钢管的空间位置，使得所述两超大直径钢管基本对齐；

步骤二，前后移动两超大直径钢管，使得调距螺杆依次穿过第一调距螺母、第一端板上的定位孔以及第二调距螺母；

步骤三，在两超大直径钢管之间对应各个焊缝对接单元位置分别设置限位垫片；

步骤四，调整第一调距螺母和第二调距螺母在调距螺杆上的位置，使得两超大直径钢管紧靠限位垫片设置；

步骤五，取下各限位垫片；

步骤六，对两超大直径钢管进行焊接对接。

由以上公开的技术方案可知，与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明提供的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置，通过采用间隔分布于两超大直径钢管焊接对接处四周的焊缝对接单元，每个焊缝对接单元包括第一端板、第二端板以及调距装置，所述调距装置包括调距螺杆、第一调距螺母以及第二调距螺母，由于所述第一端板与所述第二端板分别固定设置于待对接的两超大直径钢管的端部侧面上，所述第一端板上开设一定位孔，所述调距螺杆的一端固定于所述第二端板上，所述调距螺杆的另一端依次穿经相匹配的第一调距螺母、第一端板上的定位孔以及第二调距螺母，调距螺杆的中心线与第一端板上的定位孔的中心线同轴，因此，通过设置限位垫片并调整第一调距螺母与第二调距螺母在调距螺杆上的位置，使得两超大直径钢管紧靠限位垫片设置，从而可以保证两超大直径钢管周圈的焊缝宽度相同，由于焊缝宽度是否正确直接关系到焊缝的成型质量，因此可以确保焊缝成型质量同时可以加快焊缝组对速度，有效节约工期，对于直径超过DN1800MM以上的超大直径钢管有良好的实际应用效果。

本发明提供的一种用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置的施工方法，通过利用两个吊运机械分别从上下左右四个方向调整待对接的两超大直径钢管的空间位置，使得所述两超大直径钢管基本对齐；前后移动两超大直径钢管，使得调距螺杆依次穿过第一调距螺母、第一端板上的定位孔以及第二调距螺母；在两超大直径钢管之间对应各个焊缝对接单元位置分别设置限位垫片；调整第一调距螺母和第二调距螺母在调距螺杆上的位置，使得两超大直径钢管紧靠限位垫片设置；取下各限位垫片；最后，对两超大直径钢管进行焊接对接，由于设置限位垫片并调整第一调距螺母与第二调距螺母在调距螺杆上的位置，使得两超大直径钢管紧靠限位垫片设置，从而可以保证两超大直径钢管周圈的焊缝宽度相同，因此在确保焊缝成型质量同时，能够加快焊缝组对速度，有效节约工期。

附图说明

图1为本发明一实施例的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置的结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图。

图3为图1的B-B剖视图。

图中：1-钢管、11-内壁、12-外壁、2第一端板、3-第二端板、4-调距螺杆、5-第一调距螺母、6-第二调距螺母、7-圆孔段、8-锥孔段、9-限位垫片、91-凸块、92-连接块、93-盖板。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。以下将由所列举之实施例结合附图，详细说明本发明的技术内容及特征。需另外说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。为叙述方便，下文中所述的“上”、“下”与附图的上、下的方向一致，但这不能成为本发明技术方案的限制。

请参阅图1至图2，本实施例公开了一种用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置，包括若干间隔分布于两超大直径钢管1焊接对接处四周的焊缝对接单元以及相应数量的限位垫片9，所述焊缝对接单元包括第一端板2、第二端板3以及调距装置，所述调距装置包括调距螺杆4、第一调距螺母5以及第二调距螺母6，所述第一端板2与所述第二端板3分别固定设置于待对接的两超大直径钢管1的端部侧面上，所述第一端板2上开设一定位孔，所述调距螺杆4的一端固定于所述第二端板3上，所述调距螺杆4的另一端依次穿经相匹配的第一调距螺母5、第一端板2上的定位孔以及第二调距螺母6，调距螺杆4的中心线与第一端板2上的定位孔的中心线同轴，两超大直径钢管1之间对应各个焊缝对接单元位置分别设置限位垫片9。

本发明提供的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置，通过采用间隔分布于两超大直径钢管1焊接对接处四周的焊缝对接单元，每个焊缝对接单元包括第一端板2、第二端板3以及调距装置，所述调距装置包括调距螺杆4、第一调距螺母5以及第二调距螺母6，由于所述第一端板2与所述第二端板3分别固定设置于待对接的两超大直径钢管1的端部侧面上，所述第一端板2上开设一定位孔，所述调距螺杆4的一端固定于所述第二端板3上，所述调距螺杆4的另一端依次穿经相匹配的第一调距螺母5、第一端板2上的定位孔以及第二调距螺母6，调距螺杆4的中心线与第一端板2上的定位孔的中心线同轴，因此，通过设置限位垫片9并调整第一调距螺母5与第二调距螺母6在调距螺杆4上的位置，使得两超大直径钢管1紧靠限位垫片9设置，从而可以保证两超大直径钢管1周圈的焊缝宽度相同，由于焊缝宽度是否正确直接关系到焊缝的成型质量，因此可以确保焊缝成型质量同时可以加快焊缝组对速度，有效节约工期，对于直径超过DN1800MM以上的超大直径钢管有良好的实际应用效果。

由于两超大直径钢管1的安装位置靠近地面，由于安装空间受到限制，因此其中有一部分焊缝对接单元设置于两超大直径钢管1的外侧，其余焊缝对接单元设置于两超大直径钢管1的内侧，当焊缝对接单元设置于两超大直径钢管1的外侧时，两超大直径钢管1对应处的外壁12间隙大于内壁11间隙；当焊缝对接单元设置于两超大直径钢管1的内侧时，两超大直径钢管1对应处的内壁11间隙大于外壁12间隙，且两超大直径钢管1之间形成的间隙的横截面的形状和大小相一致。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，所述限位垫片包括由下至上依次连接的凸块91、连接块92以及盖板93，所述连接块92的横截面为等腰梯形，所述凸块91与盖板93的横截面均为矩形，所述凸块91与连接块92的下端形状和大小相一致，所述连接块92的上端连接于所述盖板93的中部，所述连接块92位于两超大直径钢管1之间，当焊缝对接单元设置于两超大直径钢管1的外侧时，所述盖板93的两端分别覆盖于两大直径钢管1的外壁12上，所述凸块91的上端与两大直径钢管1的内壁11齐平，或者当焊缝对接单元设置于两超大直径钢管1的内侧时，所述盖板93的两端分别覆盖于两大直径钢管1的内壁11上，所述凸块91的上端与两大直径钢管1的外壁12齐平。采用上述结构的限位垫片9，不但可以形成倒梯形横截面的焊缝，具有更好的焊接稳定性，而且可以使得限位垫片9稳定插置于两超大直径钢管1之间缝隙内，确保超大直径钢管1管周焊缝宽度均匀，提高超大直径钢管1焊接质量。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，所述第一端板2上的定位孔为前大后小的喇叭形变径孔，所述变径孔上远离第二端板3的后端直径同调距螺杆4直径，所述变径孔上靠近第二端板3的前端直径大于调距螺杆4直径。所述第一端板2上的定位孔为前大后小的喇叭形变径孔，所述变径孔上靠近第二端板3的前端直径大于调距螺杆4直径，主要是为了补偿变形，减小组对难度；所述变径孔上远离第二端板3的后端直径同调距螺杆4直径，可以使得自身保形能力较好，避免起吊后在重力下变形。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，所述变径孔包括圆孔段7以及锥孔段8，所述圆孔段7远离第二端板3设置，所述圆孔段7的长度大于所述锥孔段8的长度。由于所述圆孔段7的长度大于所述锥孔段8的长度，在水平力的作用下，调距螺杆4最终都会精确通过定位孔，并且受到圆孔段7的有力支撑，此外，锥孔段8即变径增大部分的存在有效降低了焊缝组对时的难度，经过实践能有效控制两侧钢管1的错边量，能够极大的加快焊缝组对速度。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，所述调距螺杆4与第二端板3通过焊接方式固定连接。具体的，在本实施例中，所述调距螺杆4与第二端板3通过穿孔塞焊方式固定连接。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，所述焊缝对接单元均匀分布于两超大直径钢管1焊接对接处四周。通过将所述焊缝对接单元均匀分布于两超大直径钢管1焊接对接处四周，可以使得两超大直径钢管1平稳对接，防止出现应力集中现象。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置中，所述超大直径钢管1的端面与自身管壁斜向相交，待对接的两超大直径钢管1的之间的间隙的横截面为等腰梯形，从而可以形成倒梯形横截面的焊缝，使得两超大直径钢管1之间的焊接更加稳定。

请继续参阅图1至图3，本实施例还提供了一种用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置的施工方法，包括如下步骤：

步骤一，利用两个吊运机械(未图示)分别从上下左右四个方向调整待对接的两超大直径钢管1的空间位置，使得所述两超大直径钢管1基本对齐；

步骤二，前后移动两超大直径钢管，使得调距螺杆4依次穿过第一调距螺母5、第一端板2上的定位孔以及第二调距螺母6；

步骤三，在两超大直径钢管之间对应各个焊缝对接单元位置分别设置限位垫片；

步骤四，调整第一调距螺母5和第二调距螺母6在调距螺杆4上的位置，使得两超大直径钢管1紧靠限位垫片9设置；

步骤五，取下各限位垫片9；

步骤六，对两超大直径钢管1进行焊接对接。

本发明提供的一种用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置的施工方法，通过利用两个吊运机械分别从上下左右四个方向调整待对接的两超大直径钢管1的空间位置，使得所述两超大直径钢管1基本对齐；前后移动两超大直径钢管，使得调距螺杆4依次穿过第一调距螺母5、第一端板2上的定位孔以及第二调距螺母6；在两超大直径钢管之间对应各个焊缝对接单元位置分别设置限位垫片；调整第一调距螺母5和第二调距螺母6在调距螺杆4上的位置，使得两超大直径钢管1紧靠限位垫片9设置；取下各限位垫片9；最后，对两超大直径钢管1进行焊接对接，由于设置限位垫片9并调整第一调距螺母5与第二调距螺母6在调距螺杆4上的位置，使得两超大直径钢管1紧靠限位垫片9设置，从而可以保证两超大直径钢管1周圈的焊缝宽度相同，因此在确保焊缝成型质量同时，能够加快焊缝组对速度，有效节约工期。

优选的，在上述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置的施工方法中，所述限位垫片9包括由下至上依次连接的凸块91、连接块92以及盖板93，所述连接块92的横截面为等腰梯形，所述凸块91与盖板93的横截面均为矩形，所述凸块91与连接块92的下端形状和大小相一致，所述连接块92的上端连接于所述盖板93的中部，在步骤三中，将凸块91以及连接块92伸入两超大直径钢管1之间的间隙内，使得所述盖板93的两端分别覆盖于两大直径钢管1的外壁12上，所述凸块91的上端与两大直径钢管1的内壁11齐平，或者使得所述盖板93的两端分别覆盖于两大直径钢管1的内壁11上，所述凸块91的上端与两大直径钢管1的外壁12齐平。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置，其特征在于，包括若干间隔分布于两超大直径钢管焊接对接处四周的焊缝对接单元以及相应数量的限位垫片，所述焊缝对接单元包括第一端板、第二端板以及调距装置，所述调距装置包括调距螺杆、第一调距螺母以及第二调距螺母，所述第一端板与所述第二端板分别固定设置于待对接的两超大直径钢管的端部侧面上，所述第一端板上开设一定位孔，所述调距螺杆的一端固定于所述第二端板上，所述调距螺杆的另一端依次穿经相匹配的第一调距螺母、第一端板上的定位孔以及第二调距螺母，调距螺杆的中心线与第一端板上的定位孔的中心线同轴，两超大直径钢管之间对应各个焊缝对接单元位置分别设置限位垫片。

2.如权利要求1所述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置，其特征在于，所述限位垫片包括由下至上依次连接的凸块、连接块以及盖板，所述连接块的横截面为等腰梯形，所述凸块与盖板的横截面均为矩形，所述凸块与连接块的下端形状和大小相一致，所述连接块的上端连接于所述盖板的中部，所述连接块位于两超大直径钢管之间，所述盖板的两端分别覆盖于两大直径钢管的外壁上，所述凸块的上端与两大直径钢管的内壁齐平，或者所述盖板的两端分别覆盖于两大直径钢管的内壁上，所述凸块的上端与两大直径钢管的外壁齐平。

3.如权利要求1所述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置，其特征在于，其中有一部分焊缝对接单元设置于两超大直径钢管的外侧，其余焊缝对接单元设置于两超大直径钢管的内侧，当焊缝对接单元设置于两超大直径钢管的外侧时，两超大直径钢管对应处的外壁间隙大于内壁间隙；当焊缝对接单元设置于两超大直径钢管的内侧时，两超大直径钢管对应处的内壁间隙大于外壁间隙，且两超大直径钢管之间形成的间隙的横截面的形状和大小相一致。

4.如权利要求1所述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置，其特征在于，所述第一端板上的定位孔为前大后小的喇叭形变径孔，所述变径孔上远离第二端板的后端直径同调距螺杆直径，所述变径孔上靠近第二端板的前端直径大于调距螺杆直径。

5.如权利要求1所述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置，其特征在于，所述变径孔包括圆孔段以及锥孔段，所述圆孔段远离第二端板设置，所述圆孔段的长度大于所述锥孔段的长度。

6.如权利要求1所述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置，其特征在于，所述调距螺杆与第二端板通过焊接方式固定连接。

7.如权利要求6所述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置，其特征在于，所述调距螺杆与第二端板通过穿孔塞焊方式固定连接。

8.如权利要求1所述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置，其特征在于，所述焊缝对接单元均匀分布于两超大直径钢管焊接对接处四周。

9.如权利要求1所述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置，其特征在于，所述超大直径钢管的端面与自身管壁斜向相交，待对接的两超大直径钢管的之间的间隙的横截面为等腰梯形。

10.一种如权利要求1～9中任意一项所述的用于超大直径钢管焊接的焊缝可调组对装置的施工方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，利用两个吊运机械分别从上下左右四个方向调整待对接的两超大直径钢管的空间位置，使得所述两超大直径钢管基本对齐；

步骤二，前后移动两超大直径钢管，使得调距螺杆依次穿过第一调距螺母、第一端板上的定位孔以及第二调距螺母；

步骤三，在两超大直径钢管之间对应各个焊缝对接单元位置分别设置限位垫片；

步骤四，调整第一调距螺母和第二调距螺母在调距螺杆上的位置，使得两超大直径钢管紧靠限位垫片设置；

步骤五，取下各限位垫片；

步骤六，对两超大直径钢管进行焊接对接。