CN114599477A - 用于焊接的背衬材料 - Google Patents

Abstract

一种背板，包括被配置为在焊接操作期间邻接接头区域的合成金刚石部分。焊接夹具包括多个夹持块，每个夹持块包括被配置为在焊接操作期间邻接管接头区域的合成金刚石部分。因为背板和夹持块各自包括合成金刚石部分，所以背板和夹持块可以承受高焊接温度而不会损坏或降低焊接的质量。

Description

用于焊接的背衬材料

交叉引用

本申请要求于2019年9月26日提交的题为“焊接夹具(WELDING CLAMP)”的美国临时申请序列号62/906,522的优先权。

技术领域

本公开总体上涉及用于焊接的背衬材料及其使用方法，并且更具体地涉及用于焊接的背衬材料、用于管线焊接的焊接夹具及其使用方法。

背景技术

管线促进液体和/或气体通过管系统的运输。管线可以由连结在一起的钢管或管道形成。管线经常被焊接在一起以形成它们之间的连接。管线可以手动焊接或使用自动化设备焊接。

在管线的焊接期间，根部焊道或初始焊接道次将两个管连结在一起。然而，常规焊接技术的一个缺点是液化金属可能在根部焊道期间迁移通过接头并进入管，从而损害焊接的质量并且可能损坏管。在某些应用中，可以使用专门的焊接装备从管径内部焊接管线。然而，这种专门焊接设备可能是应用特定的并且成本过高。

在某些应用中，夹具可以设置在管内以防止液态金属的滴落和迁移。一些夹具可以使用铜垫来防止液化金属迁移通过接头。然而，使用夹具和/或铜垫可能导致铜渗入或以其他方式引入管接头，从而损害焊接和管线的质量。在管线以外的应用中的焊接操作可能出现类似的问题。因此，需要解决一个或多个前述问题以及一个或多个其他问题的装置、系统或方法。

发明内容

公开了一种用于焊接的背板。背板包括被配置为在焊接操作期间邻接接头区域的合成金刚石部分。因为背板包括合成金刚石部分，所以背板可以承受高焊接温度而不会损坏或降低焊接的质量。在一些实施例中，合成金刚石部分可以是多晶金刚石(PCD)。

此外，公开了一种焊接夹具。焊接夹包括夹具本体和多个夹持块。多个夹持块被配置为从夹具本体径向扩张。每个夹持块包括被配置为在焊接操作期间邻接管接头区域的合成金刚石或多晶金刚石(PCD)。因为夹持块包括合成金刚石部分，所以焊接夹具可以承受高焊接温度而不会损坏或降低焊接的质量。

附图说明

通过以下给出的详细描述以及根据本公开的各个实施例的附图，将更充分地理解本公开的各个实施例。在附图中，相似的附图标记可以指示相同或功能类似的元件。

图1是焊接夹具的正视图。

图2是图1的焊接夹具的正视图，其中夹持块处于扩张位置。

图3是管接头的局部横截面视图，其中图1的焊接夹具的夹持块邻接管接头。

图4是焊接夹具的正视图。

图5是图4的焊接夹具的夹持块的正视图。

图6是图5的焊接夹具的正视图，其中夹持块处于扩张位置。

图7是焊接接头的局部横截面视图，其中背板邻接焊接接头。

图8是背板组件的前正视图。

图9是图8的背板的侧正视图。

图10是图8的背板的局部透视图。

图11是背板组件的前正视图。

图12是图11的背板的局部横截面视图。

图13是背板组件的前正视图。

图14是图13的背板的局部横截面视图。

具体实施方式

所公开的背板包含合成金刚石部分，该合成金刚石部分可以承受高焊接温度而不会损坏或降低焊接的质量。

所公开的背板克服了关于某些常规背板或夹持块发现的若干挑战。某些常规背板或夹持块的一个挑战是它们可以使用铜，这可能渗入焊接中。此外，某些常规背板或夹持块可以使用陶瓷材料，这在使用期间可能破裂或断裂。某些常规背板或夹持块的另一个挑战是它们可能磨损并需要在短时间段内(例如，一周的操作)内更换。由于铜污染可能创建脆性或弱焊接，陶瓷材料可能无法承受焊接操作，并且频繁更换某些常规背板或夹持块可能降低生产率，因此不期望使用某些常规背板或夹持块。

因此，根据本公开，提供如本文所述的背板或夹持块是有利的，其提供优异的热传导并允许焊接操作而不污染焊接。此外，提供能够承受焊接操作而无需频繁更换的背板或夹持块是有利的。根据本公开，与在焊接操作期间使用的常规背衬材料相比，金刚石和类金刚石材料(诸如多晶金刚石(PCD))可以提供极致硬度、耐磨性和导热性。

所公开的背板和夹持块还允许进行焊接操作而没有污染。

现在描述允许进行焊接操作而没有污染的背板或夹持块的示例。

图1是焊接夹具100的正视图。在所描绘的示例中，焊接夹具100可以延伸到形成管线的管中以在焊接期间接合、对齐或以其他方式保持管。如图所示，在缩回位置，夹具本体102设置在管的内径中并且移动或平移到管之间的开口或部分焊接的管接头附近。在一些实施例中，焊接夹具100可以通过行进机构在管的内径内移动。行进机构可以是电动马达、柴油马达、液压致动器和/或气动致动器，以沿着管的长度移动焊接夹具100。

如图所示，焊接夹具100包括夹持机构110，夹持机构110可以使夹持块120朝向或远离夹具本体102缩回或伸出。可选地，在缩回位置中，夹持机构110可以将夹持块120缩回到凹口112中，以防止当焊接夹具100向管线内的期望位置移动时夹持块120与管的内径接合。如图所示，夹持块120可以具有梯形形状。在一些应用中，随着夹持块120径向缩回，夹持块120可以相对于彼此平移。

在一些实施例中，致动器机构130可以移动夹持机构110。在一些应用中，致动器机构130可以使每个夹持块120从夹具本体102径向向外移动以抵靠管的内径接合，或朝向夹具本体102径向向内移动以脱离管的内径。在一些实施例中，致动机构130的致动器可以成角度或以其他方式被配置为允许夹持块120的平移移动。致动器机构130可以包括一个或多个马达、线性致动器、气动致动器、液压回路等。

可选地，夹持机构110可以包括接合机构以使夹具本体102与管对齐和/或接合。接合机构可以包括多个接合爪，它们朝向夹具本体102径向缩回或从夹具本体102径向伸出。可选地，在缩回位置中，接合爪可以缩回到凹口中以防止当焊接夹具100向管线内的期望位置移动时接合爪与管的内径接合。

图2是图1的焊接夹具100的正视图，其中夹持块120处于扩张位置。在将焊接夹具100定位在期望位置之后，夹持块120可以扩张以与管之间的管接头区域对齐。

在操作期间，夹持机构110可以使夹持块120远离夹具本体102并朝向邻接管的内径径向扩张。可以理解，夹板或夹持块120可以跨管接头伸出以接合或接触管接头的第一管和第二管。在一些应用中，随着夹持块120径向扩张，夹持块120可以相对于彼此平移。可选地，致动器机构130可以致动夹持机构110以抵靠管接合夹持块120或以其他方式安置夹持块120。

可选地，除了夹持块120之外，接合爪可以扩张以在管之间的管接头区域处接合、对齐或以其他方式保持管。在操作期间，夹持机构110可以使接合爪远离夹具本体102并朝向邻接管的内径径向扩张。在一些应用中，第一组接合爪可以抵靠第一管的内径接合，并且跨管接头的第二组接合爪可以抵靠第二管的内径接合。通过接合第一管和第二管的内径，接合爪允许管和焊接夹具100在管接头处对齐。

在一些实施例中，接合爪可以径向扩张以具有比夹具本体102大的总直径。在一些应用中，被致动的接合爪可以在管上施加力以减轻或消除管接头处的管的椭圆度。

图3是管接头16的局部横截面视图，其中图1的焊接夹具100的夹持块120邻接管接头16。参考图2和图3，焊接夹具100的夹持块120可以促进管接头16的改进的焊接。

在所描绘的示例中，管接头16形成在管12和14之间。可选地，管12和14可以是碳钢管。在一些实施例中，管12和14的相应端部13和15可以斜切以促进跨管接头16的熔合。

如图所示，夹持块120(也称为背板)设置在平台下方或以其他方式抵靠由管12和14限定的管接头16邻接。在焊接操作期间，夹持块120和焊接夹具100通常可以在根部焊道或初始焊道期间阻止液化材料或熔池材料迁移或滴落通过管接头16。夹持块120可以进一步防止材料在初始焊道或随后的闭合焊道期间“吹过”管接头。如可以理解的，焊接夹具100可以与任何合适的焊接工艺一起使用，包括但不限于实心焊丝焊接、药芯焊接、金属芯焊接、保护金属电弧焊接(SMAW)、气体金属电弧焊接(GMAW)、气体钨电弧焊接(GTAW)、药芯电弧焊接(FCAW)、等离子焊接和/或激光熔合焊接。

在所描绘的示例中，夹持块120的合成金刚石部分124可以设置在平台下方或以其他方式抵靠管接头16邻接。在一些实施例中，合成金刚石部分124可以由化学气相沉积形成。在一些实施例中，合成金刚石部分124可以由多晶金刚石(PCD)形成。可选地，合成金刚石部分124可以包括由化学气相沉积形成的合成金刚石砂粒、合成金刚石和/或多晶金刚石。PCD可以由在存在催化金属的情况下在高压、高温条件下熔合在一起的金刚石砂粒形成。有利地，与焊接操作期间使用的常规背衬材料相比，多晶金刚石的极致硬度、耐磨性和导热性提供了优异的性能特性。

在一些应用中，合成金刚石部分124可以是合成金刚石薄层。在一些应用中，合成金刚石部分124可以是6-7mm厚。有利地，可以选择合成金刚石部分124的厚度以促进热传递、使开裂和/或磨损最小化，并且允许便于制造和/或组装。可选地，夹持块120可以包括多个合成金刚石部分124。在一些实施例中，合成金刚石部分124可以具有约0.25平方英寸、0.5平方英寸、1平方英寸、2平方英寸、3平方英寸或4平方英寸的暴露表面积。在一些应用中，合成金刚石部分124可以具有圆形横截面。有利地，通过使用合成金刚石部分124，夹持块120和焊接夹具100与某些常规焊接夹具相比可以承受更高的温度，并且避免材料浸入到焊接接头中。此外，在一些应用中，诸如在高温操作中(例如，超过1400摄氏度)，合成金刚石部分124可以从固体升华成惰性蒸气，从而防止焊接接头的污染。合成金刚石部分124的使用可以允许夹持块120承受重复使用(例如，5000至6000次焊接操作或一年的焊接操作)而无需更换。

在一些实施例中，合成金刚石部分124可以设置在夹持块120的金属基底或金属部分122上。金属部分122可以由任何合适的金属材料形成。可选地，金属部分122可以是碳化钨。在一些应用中，金属部分122可以是8-9mm厚。有利地，可以选择金属部分122的厚度以促进热传递、使磨损最小化并且允许便于制造和/或组装。可以理解，合成金刚石部分124可以与金属部分122化学键合。在一些实施例中，形成合成金刚石部分124的合成金刚石砂粒层可以设置在下面的金属部分122上。合成金刚石部分124和金属部分122可以具有约为15-16mm的整体厚度。有利地，可以选择合成金刚石部分124和金属部分122的总厚度以促进夹持块120的操作并且允许便于夹持块120的制造和/或组装。可选地，金属部分122可以相对于合成金刚石部分124，布置成与平台或管接头16间隔开。

在一些应用中，金属部分122可以用作散热器以从合成金刚石部分124移除热量。可选地，金属部分122可以包括直接耦合到合成金刚石部分124的第一金属部分122a和包围第一金属部分122a的第二金属部分122b。第二金属部分122b可以围绕第一金属部分122a。第二金属部分122b可以由铝或任何其他合适的材料形成以从合成金刚石部分124移除热量。在一些实施例中，合成金刚石部分124不被金属部分122包围。此外，在一些实施例中，合成金刚石部分124不由金属部分122支撑。

可选地，合成金刚石部分124和/或金属部分122可以凹陷在夹持块120内。在一些应用中，一个或多个合成金刚石部分124可以设置在凹槽125内。在一些实施例中，夹持块120包括凹槽125以接收合成金刚石部分124和/或金属部分122。凹槽125可以具有大致矩形横截面轮廓，其被配置为接收合成金刚石部分124和/或金属部分122。凹槽125可以具有“方形”或大约90度角以形成平坦凹槽表面。凹槽125可以相对于夹持块120的面凹陷大约16-20mm。

可以理解，夹持块120可以布置成使得合成金刚石部分124暴露于来自管接头16的焊接材料，同时防止金属部分122暴露于焊接材料。如图所示，合成金刚石部分124可以具有嵌套在金属部分122内的矩形横截面轮廓，金属部分122具有“L”形横截面轮廓。换言之，金属部分122可以在合成金刚石部分124下方和周向邻近于合成金刚石部分124径向伸出。在一些应用中，与常规焊接夹具相比，合成金刚石部分124的横截面轮廓可以减小。

参考图1-图3，可选地，在夹持块120的扩张和/或平移期间，夹持机构110和/或致动机构130可以被配置为将合成金刚石部分124与管接头16对齐。此外，在一些实施例中，夹持机构110和/或致动机构130可以被配置为将每个夹持块120的合成金刚石部分124与每个相邻夹持块120的相应合成金刚石部分124周向对齐。

图4是焊接夹具200的正视图。参考图4，焊接夹具200包括与焊接夹具100类似的特征。因此，除非另有说明，否则类似的特征可以用类似的附图标记来表示。在所描绘的示例中，焊接夹具200可以包括径向向外扩张的夹持块220。

在一些实施例中，夹持机构210可以使夹持块220朝向或远离夹具本体202缩回或伸出。可选地，夹持机构210可以使夹持块220缩回以防止当焊接夹具200向管线内的期望位置移动时夹持块220与管的内径接合。如图所示，夹持块220可以具有矩形形状。在一些应用中，随着夹持块220径向缩回，夹持块220可以相对于彼此沿周向移动以减小夹持块220之间的间隙213。

在一些应用中，致动器机构230可以使每个夹持块220从夹具本体202径向向外移动以抵靠管的内径接合，或朝向夹具本体202径向向内移动以脱离管的内径。致动器机构230可以包括一个或多个马达、线性致动器、气动致动器、液压回路等。

图5是图4的焊接夹具200的夹持块220的正视图。类似于夹持块120，在一些实施例中，夹持块220的合成金刚石部分224可以设置在平台下方或以其他方式抵靠管接头邻接。此外，合成金刚石部分224可以设置在夹持块220的金属基底或金属部分222上。如图所示，合成金刚石部分224可以设置在金属部分222的顶部上作为夹持块220的外径向表面。

在一些实施例中，合成金刚石部分224可以在键合界面226处与金属部分222化学键合或熔合。在一些实施例中，形成合成金刚石部分224的合成金刚石砂粒层可以设置在下面的金属部分222上。

如图所示，合成金刚石部分224可以形成为薄片，该薄片设置在金属部分222的顶部上，具有大致矩形的横截面轮廓。可选地，金属部分222可以包括凹槽、凹痕或保持特征221，以允许夹持机构210与夹持块220接合并移动夹持块220。

图6是图5的焊接夹具200的正视图，其中夹持块220处于扩张位置。在操作期间，夹持机构210可以通过使夹持块220径向远离夹具本体202移动而使夹持块220朝向邻接管的内径扩张。在一些实施例中，夹持块220可以相对于彼此周向移动以增加它们之间的间隙213。在操作期间，致动的夹持块220可以使管之间的管接头对齐，从而为焊接做准备。在一些应用中，致动的夹持块220可以在管上施加力以减轻或消除管接头处的管的椭圆度。

图7是焊接接头300的局部横截面视图，其中背板320邻接焊接接头300。在所描绘的示例中，焊接接头300形成在材料312和材料314之间。在一些实施例中，材料312和314的相应端部313和315可以斜切以促进跨焊接接头300的熔合。

可以理解，如本文所述的具有合成金刚石部分324的背板320可以邻接任何合适的焊接接头或以其他方式设置为与任何合适的焊接接头相邻，以为焊接件提供临时支援、加固和/或支撑，以防止环境污染和/或防止材料由于重力而“吹过”焊接接头。在一些实施例中，背板320可以邻接任何合适的焊接接头300或以其他方式设置为与任何合适的焊接接头300相邻，而无需焊接夹具100、200。可以使用其他合适的机构来相对于焊接接头300安置或定位背板320。如本文所述的具有合成金刚石部分324的背板320可以与任何合适的焊接工艺一起使用，包括但不限于实心焊丝焊接、药芯焊接、金属芯焊接、保护金属电弧焊接(SMAW)、气体金属电弧焊接(GMAW)、气体钨电弧焊接(GTAW)、药芯电弧焊接(FCAW)、等离子焊接和/或激光熔合焊接。如本文所述的具有合成金刚石部分324的背板320可用于管焊接、平板焊接、造船、海底建造和/或钻机构造。

如图所示，背板320设置在平台下方或以其他方式抵靠由材料312和314限定的焊接接头300邻接。在焊接操作期间，背板320通常可以在根部焊道或初始焊道期间阻止液化材料或熔池材料迁移或滴落通过焊接接头300。背板320还可以防止材料在初始焊道或随后的闭合焊道期间“吹过”焊接接头。

在所描绘的示例中，背板320的合成金刚石部分324可以设置在平台下方或以其他方式抵靠焊接接头300邻接。如本文所述，合成金刚石部分324可以以类似的方式形成，并且提供与关于合成金刚石部分124和224描述的类似的优点。

在一些实施例中，合成金刚石部分324可以设置在背板320的金属基底或金属部分322上。可以理解，金属部分322可以包括与金属部分122和224相同或类似的特性。在一些应用中，金属部分322可以用作散热器，以从合成金刚石部分324移除热量，如本文所述。

图8是背板组件400的前正视图。图9是与图8的背板组件400一起使用的背板420的侧正视图。图10是与图8的背板组件400一起使用的背板420的局部透视图。参考图8-图10，在所描绘的示例中，背板组件400可以邻接任何合适的焊接接头或以其他方式设置为与任何合适的焊接接头相邻，以为焊接件提供临时支援、加固和/或支撑，以防止环境污染和/或防止材料由于重力而“吹过”焊接接头。在一些实施例中，背板组件400可以邻接任何合适的焊接接头或以其他方式设置为与任何合适的焊接接头相邻。可选地，背板组件400可配置以允许背板组件400与各种长度或尺寸的焊接接头一起使用。

如图所示，背板组件400可以包括一个或多个背板420，它们被组装、连接或以其他方式组合以形成背板组件400。类似于背板320，每个背板420包括合成金刚石部分424，如本文所述。

在操作期间，背板组件400的每个背板420可以设置在平台下方或以其他方式抵靠焊接接头邻接。在所描绘的示例中，背板420的合成金刚石部分424可以设置在平台下方或以其他方式抵靠焊接接头邻接。可选地，合成金刚石部分424可以是大约1英寸到0.25英寸宽。如本文所述，合成金刚石部分424可以以类似的方式形成并且提供与关于合成金刚石部分324所描述的类似的优点。

在一些实施例中，合成金刚石部分424可以设置在背板420的金属基底或金属部分422上。如图所示，合成金刚石部分424可以嵌入金属部分422内。可选地，合成金刚石部分424可以嵌入在背板420的金属部分422内限定的凹槽425内。可选地，合成金刚石部分424可以伸出到金属部分422中1英寸到0.1英寸的深度。可以理解，金属部分422可以包括与金属部分322相同或类似的特性。在一些应用中，金属部分422可以用作散热器以从合成金刚石部分424移除热量，如本文所述。

在一些实施例中，背板420可以伸出任何合适的长度以跨越焊接接头。背板420可以具有6英寸、1英尺、2英尺、3英尺、4英尺等的长度。可选地，背板组件400可以包括多个背板420，多个背板420组装在一起以跨越比单个背板420长的焊接接头。在一些应用中，各种长度的背板420可以组装在一起以跨越焊接接头。

背板420可以包括允许背板420接合或保持在一起的特征。如图所示，背板420可以包括互锁特征，诸如允许背板420接合在一起的伸出部430a和凹口430b。在所描绘的示例中，背板420可以包括从背板420的端部伸出的伸出部430a。在一些实施例中，伸出部430a可以具有大致矩形的横截面轮廓。可选地，合成金刚石部分424可以沿着中心伸出部430a的长度伸出。

在所描绘的示例中，伸出部430a间隔开以在其间限定凹口430b。在某些应用中，背板420的凹口430b可以被配置为接收另一个背板420的伸出部430a。在一些实施例中，背板420的第一端上的伸出部430a和凹口430b的布置可以被配置为与另一个背板420的第二端的伸出部430a和凹口430b的布置接合，从而允许正确地组装背板420。在一些实施例中，伸出部430a和凹口430b的间隔可以允许背板420摩擦接合或“卡扣”在一起。可选地，伸出部430a和凹口430b可以被配置为促进背板组件400的每个相应背板420的合成金刚石部分424的对齐。

图11是背板组件500的前正视图。图12是图11的背板500的局部横截面视图。背板组件500包括类似于背板组件400的特征。因此，除非另有说明，否则类似的特征将用类似的附图标记表示。参考图11和图12，背板组件500允许背板520相对于焊接接头安置或定位。

在一些实施例中，背板520包括磁性部分550以允许背板520磁性耦合或以其他方式固定到形成焊接接头的铁材料。如图所示，磁性部分550可以在背板520中限定的凹槽或槽腔540内附接到背板520。在一些实施例中，背板520可以包括多个磁性部分550以允许背板520固定到形成焊接接头的材料。

有利地，通过利用磁性部分550，背板520可以定位成将合成金刚石部分524对齐在平台下方或以其他方式抵靠焊接接头邻接。此外，磁性部分550可以允许背板520和合成金刚石部分524与焊接接头对齐，而不使用任何附加硬件，从而最小化成本和劳动力。

图13是背板组件600的前正视图。图14是图13的背板620的局部横截面视图。背板组件600包括类似于背板组件500的特征。因此，除非另有说明，否则类似的特征将用类似的附图标记表示。参考图13和图14，背板组件600允许背板620相对于焊接接头安置或定位。

在一些实施例中，背板620包括抽吸设备650以允许背板620耦合或以其他方式固定到形成焊接接头的材料。如图所示，抽吸设备650可以在背板620中限定的凹槽或槽腔640内附接到背板620。在一些实施例中，背板620可以包括多个抽吸设备650以允许背板650固定到形成焊接接头的材料。

如图所示，抽吸设备650包括从抽吸设备650的基部伸出的吸盘652。吸盘652可以利用对光滑表面的吸力来保持背板620抵靠形成焊接接头的材料。

有利地，通过利用抽吸设备650，背板620可以定位成将合成金刚石部分624对齐在平台下方或以其他方式抵靠焊接接头邻接。此外，抽吸设备650可以允许背板620和合成金刚石部分624与焊接接头对齐，而不使用任何附加硬件，从而最小化成本和劳动力。

应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对前述内容进行变化。在若干示例性实施例中，各种说明性示例性实施例的要素和教导可以在一些或所有说明性示例性实施例中全部或部分组合。此外，各种说明性示例性实施例的一个或多个元素和教导可以至少部分省略，和/或至少部分与各种说明性实施例的一个或多个其他元素和教导组合。

任何空间参考，诸如，例如“上”、“下”、“上方”、“下方”、“之间”、“底部”、“竖直”、“水平”、“角度”、“向上”、“向下”、“从边到边”、“从左到右”、“从右到左”、“从顶部到底部”、“从底部到顶部”、“顶部”、“底部”、“从底部向上”、“从顶部向下”等仅用于说明目的，并不限制上述结构的特定取向或位置。

在若干示例性实施例中，虽然不同的步骤、过程和程序被描述为表现为不同的动作，但一个或多个步骤、一个或多个过程和/或一个或多个程序也可以是以不同的顺序执行，同时执行和/或顺序执行。在若干示例性实施例中，步骤、过程和/或程序可以合并成一个或多个步骤、过程和/或程序。

在若干示例性实施例中，可以省略每个实施例中的一个或多个操作步骤。此外，在一些情况下，可以采用本公开的一些特征而不对应地使用其他特征。此外，一个或多个上述实施例和/或变体可以全部或部分地与任何一个或多个其他上述实施例和/或变体组合。

尽管上面已经详细描述了若干示例性实施例，但所描述的实施例仅是示例性的而不是限制性的，并且本领域技术人员将容易理解，在实质上没有背离本公开的新颖教导和优点的情况下，在示例性实施例中许多其他修改、改变和/或替换是可能的。因此，所有这样的修改、改变和/或替换旨在被包括在如所附权利要求中限定的本公开的范围内。在权利要求中，任何装置加功能条款旨在涵盖在本文中描述为执行所述功能的结构，并且不仅涵盖结构等效物，而且还涵盖等效结构。此外，申请人明确表示不援引35U.S.C.§112，第6段对本文的任何权利要求进行任何限制，但权利要求明确使用“装置”一词以及相关功能的限制除外。

Claims (28)

1.一种背板，包括：

合成金刚石部分，其被配置为在焊接操作期间邻接接头区域。

2.根据权利要求1所述的背板，其中，所述合成金刚石部分包括多晶金刚石。

3.根据权利要求1所述的背板，还包括：金属部分，所述金属部分被配置为在所述焊接操作期间与所述接头区域间隔开。

4.根据权利要求3所述的背板，其中，所述合成金刚石部分与所述金属部分化学键合。

5.根据权利要求1所述的背板，其中，所述背板被配置为固定到所述接头区域。

6.根据权利要求1所述的背板，还包括：一个或多个磁体。

7.一种方法，包括：

在第一材料和第二材料之间形成焊接接头；

将背板设置为与所述焊接接头相邻；以及

将所述背板的合成金刚石部分与所述焊接接头邻接。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述合成金刚石部分包括多晶金刚石。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，所述背板包括金属部分，所述金属部分被配置为与所述焊接接头间隔开。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述合成金刚石部分与所述金属部分化学键合。

11.一种焊接夹具，包括：

夹具本体；以及

多个夹持块，其被配置为从所述夹具本体径向扩张，其中，每个夹持块包括合成金刚石部分，所述合成金刚石部分被配置为在焊接操作期间邻接管接头区域。

12.根据权利要求11所述的焊接夹具，其中，所述合成金刚石部分包括多晶金刚石。

13.根据权利要求11所述的焊接夹具，其中，每个夹持块包括金属部分，所述金属部分被配置为在所述焊接操作期间与所述管接头区域间隔开。

14.根据权利要求13所述的焊接夹具，其中，所述合成金刚石部分与所述金属部分化学键合。

15.根据权利要求11所述的焊接夹具，还包括：夹持机构，所述夹持机构被配置为使所述多个夹持块径向扩张。

16.根据权利要求15所述的焊接夹具，其中，所述夹持机构还被配置为在径向扩张期间使所述多个夹持块平移。

17.根据权利要求16所述的焊接夹具，其中，所述夹持机构被配置为在平移期间使所述多个夹持块中的每一个的所述合成金刚石部分对齐。

18.根据权利要求15所述的焊接夹具，还包括：致动器，所述致动器用于致动所述夹持机构。

19.根据权利要求15所述的焊接夹具，其中，所述夹持机构在每个夹持块中所限定的凹槽处与每个夹持块接合。

20.一种方法，包括：

在多个管之间形成管接头；

将焊接夹具设置在所述多个管中的至少一个管的内径内；

使所述焊接夹具的多个夹持块径向扩张；以及

将每个夹持块的合成金刚石部分与所述管接头邻接。

21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述合成金刚石部分包括多晶金刚石。

22.根据权利要求20所述的方法，其中，每个夹持块包括金属部分，所述金属部分被配置为与所述管接头间隔开。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述合成金刚石部分与所述金属部分化学键合。

24.根据权利要求20所述的方法，还包括：经由夹持机构使所述多个夹持块径向扩张。

25.根据权利要求24所述的方法，还包括：在径向扩张期间使所述多个夹持块平移。

26.根据权利要求25所述的方法，还包括：在平移期间使所述多个夹持块中的每一个的所述合成金刚石部分对齐。

27.根据权利要求24所述的方法，还包括：致动所述夹持机构。

28.根据权利要求24所述的方法，其中，所述夹持机构在每个夹持块中所限定的凹槽处与每个夹持块接合。

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