CN109227022A - 埋弧焊横焊位焊接工装及其装夹结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种埋弧焊横焊位焊接工装及其装夹结构，工装包括长方形的工作台面，工作台面的下表面四个角位置分别设有向下延伸的支腿，支腿的下端设有可调节高度的调节支座；工作台面的上表面凸起设有腹板，腹板与工作台面垂直，腹板的长度方向与工作台面的长度方向同向，腹板设于工作台面的中间位置；腹板的一侧设有至少两个做功方向朝向腹板的快速压紧装置，沿腹板的上沿连接有朝向腹板的另一侧延伸的焊剂盛装斗。本发明方便焊接试板的快速装拆，方便焊接试板的姿态调整，保证焊丝与试件上坡口高度的一致性，使焊丝直线运动时与试件坡口方向保持一致性；焊接盛装斗内装上焊剂，并堆高至高于焊接位置，保证横焊过程中电弧不会外泄。

Description

埋弧焊横焊位焊接工装及其装夹结构

技术领域

本发明属于作业运输中焊接的固定或定位技术领域，具体涉及一种埋弧焊横焊位焊接工装及其装夹结构。

背景技术

埋弧焊（含埋弧堆焊及电渣堆焊等）是一种电弧在焊剂层下燃烧进行焊接的方法。埋弧焊焊工考试一般采用水平位置，即钢板水平对接，焊枪呈立式，沿坡口进行焊接，焊剂斗随焊枪落焊剂埋弧，横焊位置形式（焊枪横置、钢板竖向设置）的考试较少，对应工装缺乏。随着罐体、压力容器等需要应用横焊的场景越来越多，也需要进行横焊位置形式的考试，目前对应的工装为简单的金属桌体，需要将试板、引灭弧板等点焊在桌体上，后续还需要打磨拆下，使用非常不便，主要有如下问题：（1）焊丝与试板坡口的相对位置关系调节困难，包括焊丝与试板坡口的相对高度，移动时焊丝端部运动轨迹与试板坡口边缘是否在一条直线上等；埋弧焊接时，焊丝需对准坡口并沿坡口直线运动，因此焊前，需要调整试板、埋弧焊机轨道位置和焊枪上下位置，来保证焊丝与坡口的一致性，目前试板是点焊在桌体上，只有通过人工在桌体不同位置垫薄钢板的方式进行试板的姿态调整，调整难度大、耗时长且精度差；（2）装拆困难、费时；试板、引灭弧板等点焊在桌体上，点焊前需要他人协助完成初步定位、点焊固定，焊接完成后，又要采用砂轮机磨去点固焊点、锤头锤击或气割的方式将试板从桌体上取下，安装定位和焊后拆除都比较较困难且费时较长；（3）焊剂铺敷困难；由于是横焊位置，焊剂不能从焊剂斗随焊机行走沿焊枪从前面铺敷埋没电弧，只能在试板坡口下沿连接一个盛装焊剂的焊剂斗，通常为与试板点焊固定，横焊完成后需要拆除焊剂斗，操作比较麻烦，还需要打磨掉试板上的点焊焊瘤，效率降低，影响试板表面美观。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种埋弧焊横焊位焊接工装及其装夹结构，避免试板装拆困难耗时、试板姿态调整不便的问题，取得对板状试件能快速定位夹紧、调节焊丝与试件坡口一致性调整方便、焊后方便快速拆除和焊剂铺敷方便的效果。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

埋弧焊横焊位焊接工装，包括长方形的工作台面，所述工作台面的下表面四个角位置分别设有向下延伸的支腿，所述支腿的下端设有可调节高度的调节支座；所述工作台面的上表面凸起设有腹板，所述腹板与工作台面垂直，腹板的长度方向与工作台面的长度方向同向，所述腹板设于工作台面的中间位置以使工作台面和腹板构成倒置的T形结构；所述腹板的一侧设有至少两个做功方向朝向腹板的快速压紧装置，沿所述腹板的上沿连接有朝向腹板的另一侧延伸的焊剂盛装斗。

本发明的焊接工装，提供工作台面和腹板用于试板的定位，一放一靠，实现试板的快速定位，提供腹板和朝向腹板方向做功的快速压紧装置用于试板定位后的快速夹紧，并在和焊接操作完成后，松开快速压紧装置，方便拆卸。试板在工装上初步定位夹紧后，通过支腿下端的调节支座，可微整试板上待焊坡口或槽体相对后续焊接焊丝的位置关系，通常需要先同时调节四个调节支座实现焊丝与试件上坡口高度的一致性，再调节任一端的两个调节支座，实现焊接方向上小角度的调整，使焊丝直线运动时与试件坡口方向保持一致性。实施时，试板上的坡口或槽体应朝向焊接盛装斗一侧，在焊接盛装斗内装上焊剂，并堆高至高于焊接位置，保证横焊过程中电弧不会外泄，方便可靠。

进一步完善上述技术方案，所述焊剂盛装斗包括底板，所述底板与工作台面平行，底板的长度方向与腹板的长度方向同向，底板的一侧长度边与所述腹板的上沿相连，底板的另一侧长度边朝向所述腹板的另一侧延伸，沿所述底板的另一侧长度边以及底板两端的边沿凸起设有连续的挡沿。

这样，焊接盛装斗的制作简单，并与试板上待焊坡口或槽体的形貌对应，便于堆高防止电弧外泄，操作过程中焊剂也不会随处散落。

进一步地，沿底板的长度方向，在所述底板的下表面与腹板或工作台面之间间隔连接有若干焊剂斗支撑筋。

在所述腹板的另一侧，沿腹板的长度方向间隔设有若干角加强筋连接所述腹板和工作台面。

这样，保证工装的焊接盛装斗的连接强度，以及腹板的刚度，使用时不会晃动影响焊缝质量。

进一步地，所述调节支座包括调节螺杆，支腿的下表面固定连接有连接板，连接板上开设有竖向贯穿的内螺纹孔并通过内螺纹孔螺纹连接所述调节螺杆，调节螺杆的下端设有大直径座脚以用于接触地面，调节螺杆的上端设有外六方调节头以通过转动外六方调节头实现调节螺杆的升降，调节螺杆上还螺纹连接有定位螺母以通过与连接板相抵紧固定调节螺杆的位置。

这样，提供一种具体的调节支座形式，可上下升降，并可以锁死固定位置，保证稳定性。

可选择地，所述调节支座包括竖向的上螺杆、下螺杆和正反螺套，所述上螺杆与下螺杆的外螺纹旋向相反；所述正反螺套的内孔两端分别设有与上螺杆、下螺杆配合的内螺纹；所述上螺杆、下螺杆分别通过螺纹对应连接在正反螺套的两端；上螺杆的另一端与支腿的下端固定连接，下螺杆的另一端设有大直径座脚以用于接触地面。

这样，提供另一种具体的调节支座形式，可双程调节，上下同时伸缩，提高调节效率，并可以防止单方向单程卡死失效，保证可调节性。

进一步地，所述正反螺套的外侧连接有横向手柄以便于转动正反螺套。

这样，调节转动省力，操作性强。

本发明还涉及一种埋弧焊横焊位焊接工装装夹结构，包括焊接试板以及上述的埋弧焊横焊位焊接工装，所述焊接试板与腹板平行并通过所述快速压紧装置压紧与所述腹板相抵接，所述焊接试板包括主体试板和连接在所述主体试板两端的引灭弧板，主体试板和引灭弧板朝向腹板的一侧面共面；所述主体试板朝向腹板的一侧面上开设有横向通槽，所述横向通槽的长度方向与腹板的长度方向同向并高于腹板的上沿。

本发明的焊接工装装夹结构，将引灭弧板与主体试板连接成一个整体，方便装拆，焊接完成后无需即时断开引灭弧板与主体试板的连接，可在需要时进行断开拆除；主体试板和引灭弧板朝向腹板的一侧面是共面的，贴紧在腹板上，主体试板上的横向通槽高于腹板的上沿，便于焊接盛装斗内的焊剂堆高至横向通槽的位置，保护焊接过程；其它技术效果与前述相同，此处不再赘述。

进一步地，所述横向通槽的长度小于焊剂盛装斗的长度且其长度位于焊剂盛装斗的长度范围内。

这样，有效保证横向焊接开始和结束时的引灭弧，保护焊接过程，提高焊缝的整体质量。

相比现有技术，本发明具有如下有益效果：

1、本发明采用了工作台面和腹板构成的倒T型结构，将试板放在倒T型结构的工作台面上（需要时可加垫块，放在垫块上），利用安装在腹板上的快速压紧装置实现对试板的快速定位和压紧；焊后松开快速压紧装置，可以轻松将试件从工装上取下；解决了焊接试板焊前定位慢且不准确的问题、焊后需采用其它设备或手段拆除的问题，同时压紧装置对试板施加的压紧力还可以减小焊接过程中和焊后试板的变形量。

2、本发明采用设计在四个支腿上的调节支座，转动横向手柄，通过螺杆实现工作台面的上下移动，保证焊丝与试板上槽体高度的一致性；通过调节一端的两个支座，可以实现焊接方向上试板小角度的调整，便于保证焊丝直线运动时与横向通槽方向的一致性。

3、本发明结构简单，制作方便，有效保护焊接过程，保证焊缝质量。

附图说明

图1-具体实施例的埋弧焊横焊位焊接工装及其装夹结构的示意图；

图2-图1的左视图；

图3-图1的俯视图；

图4-具体实施例的另一种调节支座的结构示意图（2:1放大）；

其中，工作台面1，角加强筋11，支腿2，调节支座3，连接板31，调节螺杆32，外六方调节头33，定位螺母34，上螺杆35，下螺杆36，正反螺套37，大直径座脚38，横向手柄39，腹板4，快速压紧装置5，焊剂盛装斗6，底板61，挡沿62，焊剂斗支撑筋63，焊接试板7，主体试板71，引灭弧板72，横向通槽73，焊枪8，焊剂9。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

参见图1-3，具体实施例的埋弧焊横焊位焊接工装，包括长方形的工作台面1，所述工作台面1的下表面四个角位置分别设有向下延伸的支腿2，所述支腿2的下端设有可调节高度的调节支座3，具体为在支腿2下表面焊接固定有连接板31，连接板31上开设有竖向贯穿的内螺纹孔并通过内螺纹孔螺纹连接调节螺杆32，调节螺杆32的下端设有大直径座脚38以用于接触地面，调节螺杆32的上端配有外六方调节头33，转动外六方调节头33可实现调节螺杆32相对连接板31的升降动作，调节螺杆32上还螺纹连接有一个定位螺母34，在升降调节之后将定位螺母34旋转至与连接板31相抵紧以用于固定调节螺杆32和连接板31的相对位置；所述工作台面1的上表面凸起设有长方形的腹板4，所述腹板4与工作台面1垂直，腹板4的长度方向与工作台面1的长度方向同向，所述腹板4设于工作台面1的中间位置以使工作台面1和腹板4构成倒置的T形结构；腹板4一侧面的两端分别设有一个做功方向朝向腹板4的快速压紧装置5，沿所述腹板4的上沿连接有朝向腹板4另一侧延伸的焊剂盛装斗6。所述焊剂盛装斗6包括长方形的底板61，所述底板61与工作台面1平行，底板61的长度方向与腹板4的长度方向同向，底板61的一侧长度边与所述腹板4的上沿相连，底板61的另一侧长度边朝向所述的腹板4的另一侧延伸，沿所述底板61的另一侧长度边以及底板61两端的边沿凸起设有连续的挡沿62。沿底板61的长度方向，在所述底板61的下表面与腹板4下部之间间隔连接有四根焊剂斗支撑筋63。在所述腹板4的另一侧，焊剂盛装斗6下方位置，沿腹板4的长度方向间隔设有三根角加强筋11连接所述腹板4和工作台面1。

参见图4，实施例还提供另一种调节支座3的结构形式，调节支座3包括竖向的上螺杆35、下螺杆36和正反螺套37，所述上螺杆35与下螺杆36的外螺纹旋向相反；所述正反螺套37的内孔两端分别设有与上螺杆35、下螺杆36配合的内螺纹；所述上螺杆35、下螺杆36分别通过螺纹对应连接在正反螺套37的两端；上螺杆35的另一端与支腿2的下端固定连接，下螺杆36的另一端设有大直径座脚38以用于接触地面。所述正反螺套37的外侧连接有横向手柄39以便于转动正反螺套37。这样，可双程调节，上下同时伸缩，提高调节效率，并可以防止单方向单程卡死失效，保证可调节性。

本发明同时提供一种埋弧焊横焊位焊接工装装夹结构，包括焊接试板7以及上述的埋弧焊横焊位焊接工装，所述焊接试板7与腹板4平行并通过所述快速压紧装置5压紧与所述腹板4相抵接，所述焊接试板7包括主体试板71和连接在所述主体试板71两端的引灭弧板72，主体试板71和引灭弧板72朝向腹板4的一侧面共面；所述主体试板71朝向腹板4的一侧面上开设有横向通槽73，所述横向通槽73的长度方向与腹板4的长度方向同向并高于腹板4的上沿。在长度设置上，具体实施例中，工作台面1、腹板4和焊剂盛装斗6的长度相同，焊接试板7的长度小于焊剂盛装斗6的长度且其长度位于焊剂盛装斗6的长度范围内。

实施时，可按如下步骤进行：

1）先在主体试板71两端采用焊条电弧焊或气体保护焊装点引灭弧板72构成焊接试板7，引灭弧板72厚度应与主体试板71厚度相同，装点时保证引灭板表面与主体试板71表面平齐，或焊后有不平整或与主体试板71表面不平时可进行校正。

2）将焊接试板7放在工作台面1上、并靠紧腹板4，然后采用快速压紧装置5压紧试板，保证焊接试板7与腹板4贴合紧密。

3）调整埋弧焊机，保证焊枪8前端焊丝与横向通槽73高度基本一致；然后调整埋弧焊机轨道和调节支座3，保证埋弧焊小车沿轨道运动时焊枪8的焊丝端部与焊接试板7表面距离一致（第一次需要此调整，以后均不需要），焊丝与坡口高度一致；需要时，调整任一端的两个调节支座3，实现两端的高度差异以保证焊丝端部运动轨迹与横向通槽73在一条直线上，进而保证同一焊道前后两端直线度和每侧增宽符合要求。

4）调整完成后，将焊枪8移到焊接试板7一侧的引灭弧板72位置，然后送丝保证焊丝端部与引灭弧板72接触，焊剂盛装斗6中放入烘干的焊剂9，焊剂9堆敷高度以超过焊丝以上十毫米左右以免焊接时电弧外泄；启动焊接，并保证埋弧焊小车按设定速度沿轨道行进，到另一侧引灭弧板72时停止焊接；抽丝，使焊丝与焊接试板7脱离接触，将焊枪8移回起弧位置，待冷却后去除焊缝金属表面熔渣；调整埋弧焊小车的焊枪8调节装置，使焊枪8上抬一定高度，送丝保证焊丝与引灭弧板72表面接触，重复下一道焊接，以此类推循环完成焊接。

5）焊接试板7完成焊接后，松开快速压紧装置5，就可轻松将焊接试板7取下，然后装上另一块焊接试板7进行下一轮操作。

实施时，腹板4一侧面两端的快速压紧装置5，也可以是设置在腹板4同侧的工作台面1上，只要做功方向朝向腹板4，同样可以实现压紧动作；其中快速压紧装置5选用现有的夹紧机构，可以是快速锁扣夹具，型号102-B，安装在腹板4上时可选择水平式快速锁扣夹具，安装在工作台面1上时选择垂直式快速锁扣夹具；也可以是气压夹具，安装在腹板4上时可选择气缸带旋转往复伸缩杆的气压夹具，安装在工作台面1上时可选择气缸带往复伸缩杆的气压夹具。

所述焊剂斗支撑筋63也可以是连接在底板61的下表面与对应的工作台面1之间，同样起到有效加强支撑的作用。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.埋弧焊横焊位焊接工装，包括长方形的工作台面，所述工作台面的下表面四个角位置分别设有向下延伸的支腿，其特征在于：所述支腿的下端设有可调节高度的调节支座；所述工作台面的上表面凸起设有腹板，所述腹板与工作台面垂直，腹板的长度方向与工作台面的长度方向同向，所述腹板设于工作台面的中间位置以使工作台面和腹板构成倒置的T形结构；所述腹板的一侧设有至少两个做功方向朝向腹板的快速压紧装置，沿所述腹板的上沿连接有朝向腹板的另一侧延伸的焊剂盛装斗。

2.根据权利要求1所述埋弧焊横焊位焊接工装，其特征在于：所述焊剂盛装斗包括底板，所述底板与工作台面平行，底板的长度方向与腹板的长度方向同向，底板的一侧长度边与所述腹板的上沿相连，底板的另一侧长度边朝向所述腹板的另一侧延伸，沿所述底板的另一侧长度边以及底板两端的边沿凸起设有连续的挡沿。

3.根据权利要求2所述埋弧焊横焊位焊接工装，其特征在于：沿底板的长度方向，在所述底板的下表面与腹板或工作台面之间间隔连接有若干焊剂斗支撑筋。

4.根据权利要求1所述埋弧焊横焊位焊接工装，其特征在于：在所述腹板的另一侧，沿腹板的长度方向间隔设有若干角加强筋连接所述腹板和工作台面。

5.根据权利要求1所述埋弧焊横焊位焊接工装，其特征在于：所述调节支座包括竖向的上螺杆、下螺杆和正反螺套，所述上螺杆与下螺杆的外螺纹旋向相反；所述正反螺套的内孔两端分别设有与上螺杆、下螺杆配合的内螺纹；所述上螺杆、下螺杆分别通过螺纹对应连接在正反螺套的两端；上螺杆的另一端与支腿的下端固定连接，下螺杆的另一端设有大直径座脚以用于接触地面。

6.根据权利要求5所述埋弧焊横焊位焊接工装，其特征在于：所述正反螺套的外侧连接有横向手柄以便于转动正反螺套。

7.根据权利要求1所述埋弧焊横焊位焊接工装，其特征在于：所述调节支座包括调节螺杆，支腿的下表面固定连接有连接板，连接板上开设有竖向贯穿的内螺纹孔并通过内螺纹孔螺纹连接所述调节螺杆，调节螺杆的下端设有大直径座脚以用于接触地面，调节螺杆的上端设有外六方调节头以通过转动外六方调节头实现调节螺杆的升降，调节螺杆上还螺纹连接有定位螺母以通过与连接板相抵紧固定调节螺杆的位置。

8.埋弧焊横焊位焊接工装装夹结构，其特征在于：包括焊接试板以及如权利要求1-7任一项所述的埋弧焊横焊位焊接工装，所述焊接试板与腹板平行并通过所述快速压紧装置压紧与所述腹板相抵接，所述焊接试板包括主体试板和连接在所述主体试板两端的引灭弧板，主体试板和引灭弧板朝向腹板的一侧面共面；所述主体试板朝向腹板的一侧面上开设有横向通槽，所述横向通槽的长度方向与腹板的长度方向同向并高于腹板的上沿。

9.根据权利要求8所述埋弧焊横焊位焊接工装装夹结构，其特征在于：所述横向通槽的长度小于焊剂盛装斗的长度。