CN110039243A - 一种适用于薄板焊接的防变形工装 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于薄板焊接的防变形工装，包含：底板，其上表面上放置待焊接的薄板试板；两组防变形固定结构，以底板长度方向的中心线为轴对称设置在底板的相对两侧；每组防变形固定结构由多个等距离间隔排列且固定设置在底板上表面的L型固定组件组成，在焊接过程中，对薄板试板进行定位固定以防止变形；惰性气体背保护结构，沿着底板的中心线设置在底板的上表面，且位于两组防变形固定结构之间，在焊接过程中，向惰性气体背保护结构中通入惰性气体以保护薄板试板的背面。本发明结构简单，使用方便，能有效防止薄板试板在焊接时发生变形，并能对其进行惰性气体背保护，适应多种位置的焊接，操作简单、焊接效率高、可重复利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种防变形工装，具体是指一种适用于薄板焊接的防变形工装，属于锅炉、压力容器等的焊接技术领域。
背景技术
在锅炉、压力容器及压力管道的制造领域中，都会涉及到焊接工艺评定试板、焊工资格考试试板以及产品接头的平板型式直缝对接焊接。现有技术中，防止各类焊接试板变形的方法主要是采用对试板背面焊接“U”型拉玛进行固定。
但是，当在板材厚度≤20mm(尤其是≤10mm)的薄板试板上焊接“U”型拉玛时，试板会在与拉玛焊接的角焊缝周围产生变形，导致试板装配困难并影响焊缝的后续焊接。
并且，由于“U”型拉玛不能重复利用，而且对镍基合金、不锈钢等试板进行合金氩弧焊接或激光焊接时，需要在试板背面进行惰性气体背保护，此时还需要在试板背部通过焊接安装凹槽以便通入惰性气体进行保护，导致装配工作量大，效率低。
基于上述，本发明提供一种适用于薄板焊接的防变形工装，能够解决薄板试板焊接时容易变形的问题，可适用于焊接工艺评定试板、焊工资格考试试板以及部分产品试板的薄板焊接，有效克服目前现有技术中存在的缺点和限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种适用于薄板焊接的防变形工装，结构简单，使用方便，能有效防止薄板试板在焊接时发生变形，并能同时对其进行惰性气体背保护。本发明适应多种位置多种情况的焊接，操作简单、焊接效率高、可重复利用。
为了达到上述目的，本发明提出一种适用于薄板焊接的防变形工装，包含：底板，其上表面上放置待焊接的薄板试板；两组防变形固定结构，以底板长度方向的中心线为轴对称设置在底板的相对两侧；每组防变形固定结构由多个等距离间隔排列且固定设置在底板上表面的L型固定组件组成，在焊接过程中，对薄板试板进行定位固定以防止其发生变形；惰性气体背保护结构，沿着底板的中心线设置在底板的上表面，且位于两组防变形固定结构之间，在焊接过程中，向惰性气体背保护结构中通入惰性气体以保护薄板试板的背面。
所述的薄板试板的厚度≤20mm，为焊接工艺评定试板、或焊工资格考试试板、或产品试板。
每组所述的防变形固定结构中的各个L型防变形固定结构均垂直于底板的中心线相互平行设置，且一组防变形固定结构中的各个L型固定组件分别与另一组防变形固定结构中的各个对应的L型固定组件以中心线为轴对称设置。
每个所述的L型固定组件包含：L型钢，其由一体成型的垂直钢柱和水平钢柱连接构成；该水平钢柱上至少开设两个螺栓孔；该垂直钢柱的底端通过焊接固定设置在底板的上表面侧边，用于将薄板试板的放置位置定位在两组防变形固定结构之间；至少两个螺栓，分别穿设在L型钢的水平钢柱上的螺栓孔内，通过向下拧紧螺栓顶住薄板试板，以在焊接过程中固定薄板试板并防止其变形。
每组所述的防变形固定结构中，相邻两个L型钢之间的间隔距离≤200mm。
所述的惰性气体背保护结构包含：长方形凹槽，沿着底板的中心线开设在底板的上表面上；半圆形凹槽，沿着底板的中心线开设在底板上，且位于长方形凹槽的下方，长方形凹槽和半圆形凹槽之间通过长方形凹槽的底部隔板隔开；通气孔，等距离均匀间隔的开设在底部隔板上。
进一步，所述的惰性气体背保护结构还包含：第一堵板，设置在惰性气体背保护结构的其中一端，与底板固定连接，并封堵住该端长方形凹槽以及半圆形凹槽的端口；第二堵板，设置在惰性气体背保护结构的另一端，与底板固定连接，并封堵住该端长方形凹槽的端口，且露出该端半圆形凹槽的端口；在焊接过程中，将惰性气体接管经由半圆形凹槽露出的端口接入，并向半圆形凹槽中通入惰性气体，该惰性气体通过通气孔均匀流入长方形凹槽中，以对薄板试板起到背保护作用。
所述的长方形凹槽的开槽宽度≥25mm；所述的底部隔板的厚度≤2mm；所述的半圆形凹槽的直径大于等于惰性气体接管的直径；相邻两个通气孔之间的间隔距离≤20mm，且每个通气孔的直径≥3mm。
所述的适用于薄板焊接的防变形工装，还包含多块支撑筋板，等距离均匀间隔的焊接固定在底板的下表面，且与底板的中心线垂直设置。
进一步，每块所述的支撑筋板的长度与底板的宽度相等，且相邻两块支撑筋板之间的间隔距离≤150mm。
综上所述，本发明所述的适用于薄板焊接的防变形工装，结构简单，使用方便，能有效防止薄板试板在焊接时发生变形，尤其对于镍基合金或不锈钢材料的薄板试板焊接时，无需增加额外的工装就能对其进行有效的惰性气体背保护。本发明适应多种位置多种情况的焊接，操作简单、焊接效率高、可重复利用。
附图说明
图1为本发明中的适用于薄板焊接的防变形工装的结构示意图；
图2为本发明中的惰性气体背保护结构的结构示意图，即图1中标识出的I部分的局部放大图；
图3为本发明中的适用于薄板焊接的防变形工装的使用示意图。
具体实施方式
以下结合图1～图3，通过优选实施例对本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效予以详细说明。
如图1所示，为本发明提供的适用于薄板焊接的防变形工装，包含：底板1，其上表面上放置待焊接的薄板试板10，如图3所示；两组防变形固定结构，以底板1的长度方向的中心线为轴分别对称设置在底板1的相对两侧；每组防变形固定结构由多个等距离间隔排列且固定设置在底板1上表面的L型固定组件组成，在焊接过程中，对薄板试板10进行定位固定以防止其发生变形；惰性气体背保护结构，沿着底板1的中心线设置在底板1的上表面，且位于两组防变形固定结构之间(即两组防变形固定结构以该惰性气体背保护结构为中心轴对称设置)，在焊接过程中，向惰性气体背保护结构中通入惰性气体以保护薄板试板10的背面。
所述的薄板试板10为焊接工艺评定试板、或焊工资格考试试板、或产品试板，且该薄板试板10的厚度≤20mm。在本发明的优选实施例中，薄板试板10的厚度≤10mm。
进一步，所述的薄板试板10为由镍基合金制成，或由不锈钢制成的薄板试板。
所述的底板1采用碳钢、或低合金钢、或不锈钢材质制成。
所述的底板1需要具有足够的长度和宽度，用于在上表面上放置薄板试板10。也就是说，所述的底板1的长度和宽度分别大于薄板试板10的长度和宽度，从而满足薄板试板10的尺寸大小。
每组所述的防变形固定结构中的各个L型防变形固定结构均垂直于底板1的中心线相互平行设置，且一组防变形固定结构中的各个L型固定组件分别与另一组防变形固定结构中的各个对应的L型固定组件呈轴对称设置。
每个所述的L型固定组件包含：L型钢2，具有足够的刚性，其由一体成型的垂直钢柱21和水平钢柱22连接构成；其中，该水平钢柱22上至少开设两个螺栓孔；该垂直钢柱21的底端通过焊接固定设置在底板1的上表面侧边，如图3所示，用于将薄板试板10的放置位置定位在两组防变形固定结构之间；至少两个螺栓3，分别穿设在L型钢2的水平钢柱22上的螺栓孔内，通过向下拧紧螺栓3顶住薄板试板10，以在焊接过程中固定薄板试板10并防止其变形。
每组所述的防变形固定结构中，相邻两个L型钢2之间的间隔距离≤200mm。
在本发明的优选实施例中，在不影响薄板试板10焊接的前提下，该L型钢2的水平钢柱22的长度需制成尽可能的长，因此其上设置的螺栓3的数量至少为2个(也可以根据实际情况设置3个或4个或更多的螺栓)，以此确保对薄板试板10的多点固定，有效防止其在焊接过程中发生变形。
如图2所示，所述的惰性气体背保护结构包含：长方形凹槽6，沿着底板1的中心线开设在底板1的上表面上；半圆形凹槽5，沿着底板1的中心线开设在底板1上，且位于长方形凹槽6的下方，且长方形凹槽6和半圆形凹槽5之间通过长方形凹槽6的底部隔板7隔开；通气孔8，等距离均匀间隔的开设在底部隔板7上。
进一步，所述的惰性气体背保护结构还包含：第一堵板91，设置在惰性气体背保护结构的其中一端，与底板1固定连接，并封堵住该端长方形凹槽6以及半圆形凹槽5的端口；第二堵板92，设置在惰性气体背保护结构的另一端，与底板1固定连接，并封堵住该端长方形凹槽6的端口，且露出该端半圆形凹槽5的端口；在焊接过程中，将惰性气体接管经由半圆形凹槽5露出的端口接入，并向半圆形凹槽5中通入惰性气体，该惰性气体通过通气孔8均匀流入长方形凹槽6中，以对薄板试板10起到背保护作用。
所述的长方形凹槽6的开槽宽度≥25mm。
所述的底部隔板7的厚度≤2mm。
所述的半圆形凹槽5的直径大于等于惰性气体接管的直径。
相邻两个通气孔8之间的间隔距离≤20mm，且每个通气孔8的直径≥3mm，从而使得半圆形凹槽6中通入的惰性气体能够通过底部隔板7上的通气孔8均匀的流入长方形凹槽6中，从而对焊接过程中的薄板试板10的背面起到良好的保护作用，以确保薄板试板10的背面焊缝成形。
所述的适用于薄板焊接的防变形工装，还包含多块支撑筋板4，等距离均匀间隔的焊接固定在底板1的下表面，且与底板1的中心线垂直设置。
进一步，每块所述的支撑筋板4的长度与底板1的宽度相等，且相邻两块支撑筋板4之间的间隔距离≤150mm，能够有效防止底板1产生变形，进一步加固整个防变形工装的强度。
如图3所示，将待焊接的薄板试板10放置在底板1的上表面，且位于两组防变形固定结构(L型钢2)之间，通过向下拧紧螺栓3顶住薄板试板10，以固定薄板试板10并防止其在焊接过程中变形。另外，通过半圆形凹槽5露出的端口接入惰性气体，在薄板试板10(尤其是镍基合金或不锈钢制成的试板)的单面焊双面成型的打底焊时，能够对其背面起到良好的保护作用，以确保薄板试板10的背面焊缝成形。
综上所述，本发明所述的适用于薄板焊接的防变形工装，结构简单，使用方便，能有效防止薄板试板在焊接时发生变形，尤其对于镍基合金或不锈钢材料的薄板试板焊接时，无需增加额外的工装就能对其进行有效的惰性气体背保护。本发明工装能够平放、横放或立放，适应多种位置多种情况的焊接，弥补了现有技术中薄板试板防变形方法工作量大、效率低、不能使用多种位置焊接、不能重复利用等的不足和限制。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种适用于薄板焊接的防变形工装，其特征在于，包含：
底板，其上表面上放置待焊接的薄板试板；
两组防变形固定结构，以底板长度方向的中心线为轴对称设置在底板的相对两侧；每组防变形固定结构由多个等距离间隔排列且固定设置在底板上表面的L型固定组件组成，在焊接过程中，对薄板试板进行定位固定以防止其发生变形；
惰性气体背保护结构，沿着底板的中心线设置在底板的上表面，且位于两组防变形固定结构之间，在焊接过程中，向惰性气体背保护结构中通入惰性气体以保护薄板试板的背面。
2.如权利要求1所述的适用于薄板焊接的防变形工装，其特征在于，所述的薄板试板的厚度≤20mm，为焊接工艺评定试板、或焊工资格考试试板、或产品试板。
3.如权利要求1所述的适用于薄板焊接的防变形工装，其特征在于，每组所述的防变形固定结构中的各个L型防变形固定结构均垂直于底板的中心线相互平行设置，且一组防变形固定结构中的各个L型固定组件分别与另一组防变形固定结构中的各个对应的L型固定组件以中心线为轴对称设置。
4.如权利要求3所述的适用于薄板焊接的防变形工装，其特征在于，每个所述的L型固定组件包含：
L型钢，其由一体成型的垂直钢柱和水平钢柱连接构成；该水平钢柱上至少开设两个螺栓孔；该垂直钢柱的底端通过焊接固定设置在底板的上表面侧边，用于将薄板试板的放置位置定位在两组防变形固定结构之间；
至少两个螺栓，分别穿设在L型钢的水平钢柱上的螺栓孔内，通过向下拧紧螺栓顶住薄板试板，以在焊接过程中固定薄板试板并防止其变形。
5.如权利要求4所述的适用于薄板焊接的防变形工装，其特征在于，每组所述的防变形固定结构中，相邻两个L型钢之间的间隔距离≤200mm。
6.如权利要求1所述的适用于薄板焊接的防变形工装，其特征在于，所述的惰性气体背保护结构包含：
长方形凹槽，沿着底板的中心线开设在底板的上表面上；
半圆形凹槽，沿着底板的中心线开设在底板上，且位于长方形凹槽的下方，长方形凹槽和半圆形凹槽之间通过长方形凹槽的底部隔板隔开；
通气孔，等距离均匀间隔的开设在底部隔板上。
7.如权利要求6所述的适用于薄板焊接的防变形工装，其特征在于，所述的惰性气体背保护结构还包含：
第一堵板，设置在惰性气体背保护结构的其中一端，与底板固定连接，并封堵住该端长方形凹槽以及半圆形凹槽的端口；
第二堵板，设置在惰性气体背保护结构的另一端，与底板固定连接，并封堵住该端长方形凹槽的端口，且露出该端半圆形凹槽的端口；
在焊接过程中，将惰性气体接管经由半圆形凹槽露出的端口接入，并向半圆形凹槽中通入惰性气体，该惰性气体通过通气孔均匀流入长方形凹槽中，以对薄板试板起到背保护作用。
8.如权利要求7所述的适用于薄板焊接的防变形工装，其特征在于，所述的长方形凹槽的开槽宽度≥25mm；所述的底部隔板的厚度≤2mm；所述的半圆形凹槽的直径大于等于惰性气体接管的直径；相邻两个通气孔之间的间隔距离≤20mm，且每个通气孔的直径≥3mm。
9.如权利要求1所述的适用于薄板焊接的防变形工装，其特征在于，还包含多块支撑筋板，等距离均匀间隔的焊接固定在底板的下表面，且与底板的中心线垂直设置。
10.如权利要求9所述的适用于薄板焊接的防变形工装，其特征在于，每块所述的支撑筋板的长度与底板的宽度相等，且相邻两块支撑筋板之间的间隔距离≤150mm。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190723 |
|
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