CN116100213A - 一种大型不锈钢薄板焊接防变形装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大型不锈钢薄板焊接防变形装置及方法，涉及焊接防变形领域，装置包括压板和用于支撑不锈钢薄板焊接背面的导热板，所述压板与导热板之间具有用于安装不锈钢薄板的装配间隙，所述压板上具有用于约束不锈钢薄板上焊接位置的一侧的约束面，所述导热板上设置有用于约束不锈钢薄板上焊接位置的另一侧约束件，所述压板与导热板通过锁紧件锁紧；所述导热板上设置有强制冷却机构。本发明可以控制和减小筛板和裙板焊接时的变形量，使得筛板满足焊接后的平面度公差小于4mm的设计要求。

Description

一种大型不锈钢薄板焊接防变形装置及方法

技术领域

本发明涉及焊接防变形领域，尤其是一种大型不锈钢薄板焊接防变形装置及方法。

背景技术

塔盘是反应塔中的内部件，由筛板和与筛板的边缘焊接的裙板构成，目前的塔盘直径达3300mm，板材厚度6mm，而技术要求筛板局部平面度在300mm长度内应不大于2mm，筛板在整个板面内的平面度公差小于4mm，平面度要求高。并且塔盘长时间工作于具有强腐蚀性的环境中，如尿液；因此要求筛板与裙边之间的焊缝为无缝隙的全焊透结构，焊接量较大。

而筛板与裙边之间的焊缝位于工件边缘，裙板两边的材料尺寸不对称，导致焊缝两边的热容差异大，导致焊缝两侧热聚集差异较大，形成较大温差，且不锈钢线膨胀系数大，导致焊后变形大；加上不锈钢薄板材质制成的筛板自身拘束度不足，刚性小，焊缝未分布在工件中性面上，焊后会造成筛板工件的弯曲变形和失稳波浪变形；所以，如何保证筛板在焊接裙板后的平面度公差小于4mm是需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种大型不锈钢薄板焊接防变形装置及方法，可以控制和减小筛板和裙板焊接时的变形量，使得筛板满足焊接后的平面度公差小于4mm的设计要求。

本发明采用的技术方案如下：一种大型不锈钢薄板焊接防变形装置，包括压板和用于支撑不锈钢薄板焊接背面的导热板，所述压板与导热板之间具有用于安装不锈钢薄板的装配间隙，所述压板上具有用于约束不锈钢薄板上焊接位置的一侧的约束面，所述导热板上设置有用于约束不锈钢薄板上焊接位置的另一侧约束件，所述压板与导热板通过锁紧件锁紧；所述导热板上设置有强制冷却机构。

进一步地，所述压板上设置有用于抵靠裙板的抵靠面，所述抵靠面垂直约束面，并且该抵靠面与约束面的垂直度小于3mm。

进一步地，所述约束件为能够穿过不锈钢薄板和导热板的的约束螺栓，所述导热板上设置有用于安装约束螺栓的螺栓通孔；或者所述约束件为能够使不锈钢薄板和导热板紧贴的夹具。

进一步地，所述锁紧件为夹持机构，所述夹持机构包括C型或U型的夹持座，所述压板为夹持座的一个侧板，所述导热板装配于所述夹持座内，并且所述夹持座的另一侧板上开设有螺钉孔，所述螺钉孔连接有用于顶紧于导热板的顶紧螺钉。

进一步地，所述锁紧件为至少两个锁紧螺栓，所述导热板和所述压板上均开设有用于装配所述锁紧螺栓的锁紧通孔。

进一步地，所述强制冷却机构包括设置在导热板上的、供冷却液流动的冷却液流道，所述冷却液流道的两端具有进液口和出液口，在完成不锈钢薄板的安装后，所述进液口相对于出液口更靠近不锈钢薄板。

进一步地，所述强制冷却机构包括设置在导热板上的、且用于供低温惰性气体流动的气体流槽，所述气体流槽的两端具有进气口和出气口，在完成不锈钢薄板的安装后，所述进气口相对于出气口更靠近不锈钢薄板，并且不锈钢薄板封闭该气体流槽的槽口。

进一步地，所述导热板由导热金属制成，并且该导热板的厚度是不锈钢薄板的厚度比值为3-10倍；或者所述导热板的厚度为18mm-60mm。

一种大型不锈钢薄板焊接防变形的方法，包括以下步骤：

S1：选用满足平面度和垂直度要求的导热板和压板，将不锈钢薄板的装配在导热板和压板之间，并且导热板支撑、贴合不锈钢薄板的焊接背面；

S2：将压板的约束面与不锈钢薄板上的焊接位置一侧的端面相贴合，将导热板与不锈钢薄板上的焊接位置的另一侧通过约束件约束；

S3：使用锁紧件锁紧压板与导热板，使得压板与不锈钢薄板的端面、导热板与不锈钢薄板的端面紧贴；

S4：在不锈钢薄板的焊接位置处放置裙板，将裙板的端面与压板的抵靠面贴合，压板的抵靠面与压板的约束面之间的垂直度反应在裙板与不锈钢薄板之间；

S5：以裙板为界，将不锈钢薄板分隔成多材料侧和少材料侧，多材料侧的不锈钢材料量大于少材料侧，先焊接裙板与多材料侧连接的位置，再焊接裙板与少材料侧连接的位置，并且不断交替焊接裙板与多材料侧、裙板与少材料侧的连接位置；

S6：与步骤S5同时进行，设置在导热板上的强制冷却机构工作，强制冷却机构带走导热板上的热量，从而降低焊接背面的温度；直到不锈钢薄板上该焊接位置与裙板焊接完成；

S7：调节导热板、压板连接于不锈钢薄板位置，重复S1-S6完成不锈钢薄板与裙板连接的其他焊接位置。

进一步地，在步骤S1中，根据不锈钢薄板的厚度尺寸，选用的导热板的厚度尺寸为不锈钢薄板的厚度尺寸的3-10倍；在步骤S1中，选用的压板的垂直度要求小于3mm。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、不锈钢薄板上焊接位置因材料量的不同出现热容差异，该热容差异会形成较大温差，从而导致焊后不锈钢薄板的变形较大，尤其会出现弯曲变形和失稳波浪变形；本发明通过压板和导热板共同约束不锈钢薄板上焊接位置的两侧，在焊接时候能够将不锈钢薄板约束，使得不锈钢薄板的两个端面始终保持与压板、导热板贴合，从而降低不锈钢薄板在焊接过程中会出现弯曲变形和失稳波浪变形，保证不锈钢薄板的平面度公差满足要求；

2、本发明通过在导热板上设置强制冷却机构，强制冷却机构能够在焊接时候带走焊接产生的热量，强迫焊接位置冷却，减少热容差异引起的不良影响，进一步减小了焊接变形量；

3、本发明通过在导热板上设置强制冷却结构，能够降低焊接背面的温度，从而减缓焊接背面发生氧化的速率，保证材料的性质不被破坏；

4、相对于焊接时候垂直度控制，直接控制压板的抵靠面与约束面之间的垂直度更容易，本发明在焊接时候将裙板抵靠在压板的抵靠面上，从而将抵靠面的垂直度传递至裙板与不锈钢薄板之间，使得在焊接裙板时候更容易控制裙板的垂直度；

5、本发明提出先焊接多材料侧，再焊接少材料侧，材料多的的错材料侧焊接热量分布更广，热量不易集中，从而不易发生变形；并且多材料侧与少材料侧交替焊接，使得焊接位置两侧的温差尽可能的小，从而减少因温差产生的波浪变形。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明的结构简图；

图2为本发明公开的锁紧机构为夹持机构的结构简图；

图3为本发明公开的锁紧机构为锁紧螺栓的结构简图；

图4为本发明公开的约束件为夹具的结构简图；

图5为本发明公开的强制冷却机构为气体流槽的结构简图；

图6为本发明公开的气体流槽上进气口、出气口的分布或者冷却液流槽上进液口、出液口的分布示意图；

图7为本发明公开的压板结构示意图；

图中标记：1-不锈钢薄板；2-裙板；3-压板；31-约束面；32-抵靠面；4-导热板；5-强制冷却机构；51-冷却液流道；511-进液口；512-出液口；52-气体流槽；521-进气口；522-出气口；6-约束螺栓；61-垫片；7-夹持机构；71-台阶；72-侧板；73-顶紧螺钉；8-锁紧螺栓；9-夹具。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1

如图1-图7所示，一种大型不锈钢薄板焊接防变形装置，包括用于贴合在不锈钢薄板1表面的压板3和用于支撑不锈钢薄板1焊接背面的导热板4，导热板4具有较高的热传导率，能够有效将焊接位置处的热量导走，并且至少能够将热量散失在空气中；所述压板3的端面与导热板4的端面之间具有用于安装不锈钢薄板1的装配间隙，所述压板3上具有用于约束不锈钢薄板1上焊接位置的一侧的约束面31，所述导热板4上设置有用于约束不锈钢薄板1上焊接位置的另一侧约束件，该装配间隙的间隙宽度与不锈钢薄板1的厚度相匹配，即装配不锈钢薄板1后，压板3的约束面31相贴于不锈钢薄板1的一个端面，在本实施例中，压板3的约束面31优选相贴于不锈钢薄板1上与裙板2连接的端面，并且与焊接位置的一侧的材料相贴合；导热板4相贴于背向不锈钢薄板1上与裙板2连接的端面(即焊接背面)，并且导热板4通过约束件与不锈钢薄板1连接，约束不锈钢薄板1上焊接位置的另一侧；所述压板3与导热板4通过锁紧件锁紧，锁紧件锁紧压板3与导热板4，保证压板3与导热板4的相对位置稳定，从而实现保持压板3与不锈钢薄板1、导热板4与不锈钢薄板1的稳定相贴，达到压板3、导热板4能够长时间稳定的约束不锈钢薄板1的目的，从而限制不锈钢薄板1产生完全或波浪变形。

具体的，在本实施例中，因为筛板与裙板2之间的连接位置靠近工件边缘，裙板2两侧的不锈钢薄板1的材料尺寸不对称，不锈钢薄板1上焊接位置因材料量的不同会出现热容差异，该热容差异会形成较大温差，从而导致焊后不锈钢薄板1的变形较大，尤其会出现弯曲变形和失稳波浪变形；以裙板2为界，将不锈钢薄板1分隔成多材料侧和少材料侧，多材料侧的不锈钢材料量大于少材料侧，本实施例中压板3优选与少材料侧贴合对少材料侧进行约束，导热板4通过约束件与多材料侧连接对多材料侧进行约束，通过压板3和导热板4在焊接时候能够将不锈钢薄板1约束，使用锁紧件锁紧压板3与导热板4，使得不锈钢薄板1的两个端面始终保持与压板3、导热板4贴合，从而降低不锈钢薄板1在焊接过程中会出现弯曲变形和失稳波浪变形，保证不锈钢薄板1在焊接后满足平面度公差小于4mm的要求。

进一步地，在本实施例中，所述导热板4上设置有强制冷却机构5，在焊接裙板2与不锈钢薄板1时，由于导热板4紧靠焊接位置，焊接时候产生的热量传递至导热板4，强制冷却机构5能够带走导热板4上的热量，从而带走焊接时候产生的热量，强迫焊接位置冷却，降低焊接位置的温度，由于温度降低存在极限，从而降低热容差异引起的温度差，进一步地减少因温度差产生变形量。

在实际生产中，如图7所示，裙边的端面与不锈钢薄板1的端面之间具有垂直度要求，若垂直度不达到技术要求，会对工艺的质量产生影响；而在焊接裙边与不锈钢薄板1的连接位置时候，不锈钢薄板1通常是平放状态，所以裙边是以垂直的状态竖立在不锈钢薄板1的焊接位置处，由于裙边的厚度较薄，焊接时候裙边又会受到力的影响，所以，裙边难以保持与不锈钢薄板1垂直的状态进行焊接工作，即难以保持裙板2在焊接后达到所需要的垂直度技术要求；为了解决该问题，在本实施例中提出一种可选的实施方式，所述压板3上设置有用于抵靠裙板2的抵靠面32，该抵靠面32为压板3的一个侧面，所述抵靠面32垂直约束面31，并且该抵靠面32与约束面31的垂直度小于3mm；约束面31与不锈钢薄板1的端面贴合，抵靠面32垂直约束面31，从而抵靠面32垂直于不锈钢薄板1的端面，而裙板2的端面与抵靠面32贴合，使得裙板2与不锈钢薄板1垂直，并且抵靠面32与约束面31之间的垂直度要求反应在裙板2与不锈钢薄板1上，保证裙板2焊接后的垂直度要求；本实施方式中，由于裙板2抵靠在抵靠面32上，所以在焊接时候更容易控制裙板2的位置和状态，保证焊接质量。

实施例2

在实施例1的基础上，进一步地提出关于“约束件”的可实施的具体实施方式。

如图2-图3、图5所示，第一种可行的具体实施方式，所述约束件为约束螺栓6，不锈钢薄板1自带有螺栓通孔，在导热板4上的对应位置也开设螺栓通孔，导热板4上的螺栓通孔与不锈钢薄板1上的螺栓通孔共轴线，约束螺栓6在本实施方式中优选双头螺栓，其具有一根螺杆和两个螺母，两个螺母分别与螺杆的两端螺纹连接；安装时，将螺杆穿过螺栓通孔后，依次安装垫片61和螺母，随着螺母的拧动，两个螺母之间的距离减少，从而将导热板4与不锈钢薄板1锁紧；安装垫片61的目的避免螺母与不锈钢薄板1接触，从而避免螺母在拧动时候划伤不锈钢薄板1表面，保证不锈钢薄板1的质量；另一方面，不锈钢薄板1受到的约束主要来着螺母的锁紧，使用垫片61能够提高不锈钢薄板1受到约束的面积，进一步地减少不锈钢薄板1在焊接时候产生的变形。

如图4所示，第二种可行的具体实施方式，所述约束件为能够使不锈钢薄板1和导热板4紧贴的夹具9，夹具9具有两块夹板，两块夹板之间通过螺栓或者弹性件连接；在安装约束件时候，将不锈钢薄板1与导热板4均放置在两块夹板之间，两块夹板受到螺栓或者弹性件产生的相互靠拢的力，该力使得导热板4与不锈钢薄板1保持相贴合。

实施例3

在实施例1-2中任意一种实施方式的基础上，进一步地提出关于“锁紧件”的可实施的具体实施方式。

如图2、图4、图5所示，第一种可行的具体实施方式，所述锁紧件为具有C型或U型的夹持座的夹持机构7，在本实施方式中，以夹持座为C型进行说明(夹持座为U型的工作原理类似，不再详细说明U型的夹持座)，C型的夹持座具有两个侧板72，两个侧板72之间为底板；压板3为夹持座的一个侧板72，在装配完成后，导热板4和不锈钢薄板1均位于夹持座内；夹持座的另一个侧板72上开设有螺钉孔，螺钉孔中螺纹连接有顶紧螺钉73，顶紧螺钉73顶紧导热板4，使得导热板4和不锈钢薄板1在夹持座的两个侧板72(作为压板3的侧板72与开设有螺钉孔的侧板72)、顶紧螺钉73的作用下紧贴；由于压板3为夹持座的一个侧板72，所以压板3、不锈钢薄板1、导热板4均处于紧贴状态。

进一步地，在夹持座的底板上开设台阶71，该台阶71支撑导热板4的端部，结合实施例2中的方案，配合顶紧螺钉73的作用，进一步地保持压板3、不锈钢薄板1、导热板4均处于紧贴状态，从而实现对不锈钢薄板1在焊接时对变形产生约束，保证不锈钢薄板1的平面度。

如图3所示，另一种可行的具体实施方式，所述锁紧件为至少两个锁紧螺栓8，所述导热板4和所述压板3上均开设有用于装配所述锁紧螺栓8的锁紧通孔；多个锁紧螺栓8能够形成一个面，避免压板3在锁紧时候出现一端上翘的情况。

具体的，锁紧螺栓8的结构如实施例2中的约束螺栓6，导热板4与压板3上的锁紧通孔位置对应，多个锁紧螺栓8的螺杆穿过锁紧通孔后交替锁定，最后所有的锁紧螺栓8锁紧压板3和导热板4；多个锁紧螺栓8与压板3的接触位置形成一个公共面，该公共面作用于压板3，避免压板3出现一端上翘的情况发生。

实施例4

在实施例1-3中任意一种实施方式的基础上，进一步地提出关于“强制冷却机构5”的可实施的具体实施方式。

如图2-图4所示，第一种可行的具体实施方式，所述强制冷却机构5包括设置在导热板4上的、供冷却液流动的冷却液流道51，冷却液流道51靠近不锈钢薄板1的焊接位置，并且冷却液流道51与不锈钢薄板1的端面之间存在导热板4的导热材料，避免冷却液对不锈钢薄板1产生污染或者化学反应，保证不锈钢薄板1的性能；焊接位置的热量传递至导热板4，冷却液在冷却液流道51流动，带走导热板4的热量，降低导热板4的温度，从而保持焊接位置的温度高于导热板4的温度，持续保持温差，进而使得焊接位置热量持续的向导热板4传递，从而达到避免焊接位置热量集中，减少不锈钢薄板1的变形量。

如图6所示，进一步地，所述冷却液流道51的两端具有进液口511和出液口512，进液口511连接有水泵，水泵输送冷却液，在本实施方式中，冷却液为低温自来水，低温自来水从进液口511进入到冷却液流道51中吸收热量，并从出液口512流出，实现带走热量的目的；在完成不锈钢薄板1的安装后，所述进液口511相对于出液口512更靠近不锈钢薄板1，根据热传递原理，越靠近热源的位置温度相对越高，进液口511更靠近不锈钢薄板1，刚进入冷却液流道51的低温自来水温度相对较低，与焊接位置的温差越大，能够吸收更多热量，从而提高散热效率。

进一步地，所述冷却液的温度低于20℃时，能够使得焊接位置的温度保持在低于60℃的范围，该温度几乎不会使不锈钢薄板1产生形变。

如图3、图6所示，第二种可行的具体实施方式，所述强制冷却机构5包括设置在导热板4上的、且用于供低温惰性气体流动的气体流槽52，所述气体流槽52的两端具有进气口521和出气口522，在完成不锈钢薄板1的安装后，所述进气口521相对于出气口522更靠近不锈钢薄板1，并且不锈钢薄板1封闭该气体流槽52的槽口；惰性气体优选氩气，其工作原理与本实施例中的第一种实施方式相同，在此不再详细说明，也能达到降低焊接位置温度的目的。

需要说明的是，采用第二种实施方式至少还具有一个优点，即氩气能够排除气体流槽52中的空气，即采用流动的氩气保护焊接背面位置，减少焊接背面的材料在较高温的环境下发生氧化的可能。

在本实施例中，所述导热板4由如紫铜、铝合金等导热金属制成，其具有较高的热传导率，保证焊接位置散热效率，本实施例中优选为紫铜；但是，在本实施例中，具有高热传导率的导热金属通常其强度不高，容易因为外力的作用下发生变形或者跟随不锈钢薄板1的形变而出现形变，为此，该导热板4的厚度至少是不锈钢薄板1的厚度的3倍；再者，导热板4的厚度太厚，其散热效果严重降低，所以，该导热板4的厚度不得高于不锈钢薄板1的厚度的10倍，在本实施例中，通常不锈钢薄板1的厚度为6mm，所以导热板4的厚度为18mm-60mm。

在本实施例中，导热板4与不锈钢薄板1接触后，长时间和高温的作用下(高温提高原子运动)，导热板4的组成材料可能会存在原子渗透进入不锈钢薄板1的情况，对不锈钢薄板1质量产生不利影响，如导热板4为紫铜板时候，紫铜板与不锈钢接触时候会出现渗铜的情况；为防止原子渗透对不锈钢薄板1产生不利影响，应加热导热板4使其表面形成一层氧化膜，防止原子渗透，当然，也可以采取镀Cr的方式来防止原子渗透。

实施例5

如图1-图7所示，一种大型不锈钢薄板焊接防变形的方法，包括以下步骤：

S1：选用满足平面度和垂直度要求的导热板4和压板3，在本实施例中，导热板4和压板3上与不锈钢薄板1贴合的端面的平面度小于4mm，压板3上抵靠面32与约束面31之间的垂直度要求小于3mm；将不锈钢薄板1的装配在导热板4和压板3之间，导热板4支撑、贴合不锈钢薄板1的焊接背面；

S2：将压板3的约束面31与不锈钢薄板1上的焊接位置一侧的端面相贴合，将导热板4与不锈钢薄板1上的焊接位置的另一侧通过约束件约束；

在本实施例的步骤S2中，约束件优选实施例2中的第一种实施方式，即约束件采用约束螺栓6，利用不锈钢薄板1上原有的螺栓通孔，将螺杆穿过导热板4和不锈钢薄板1上的螺栓通孔，依次安装垫片61和螺母，通过拧动螺杆两端的螺母实现约束导热板4与不锈钢薄板1；

S3：使用锁紧件锁紧压板3与导热板4，使得压板3与不锈钢薄板1的端面、导热板4与不锈钢薄板1的端面紧贴；在本实施例中，锁紧件优选实施例3中的第一种实施方式公开的锁紧件；

S4：在不锈钢薄板1的焊接位置处放置裙板2，将裙板2的端面与压板3的抵靠面32贴合，压板3的抵靠面32与压板3的约束面31之间的垂直度反应在裙板2与不锈钢薄板1之间，即使得裙板2与不锈钢薄板1之间的垂直度满足小于3mm的要求；

S5：以裙板2为界，将不锈钢薄板1分隔成多材料侧和少材料侧，多材料侧的不锈钢材料量大于少材料侧，先焊接裙板2与多材料侧连接的位置，再焊接裙板2与少材料侧连接的位置，并且不断交替焊接裙板2与多材料侧、裙板2与少材料侧的连接位置；

S6：与步骤S5同时进行，设置在导热板4上的强制冷却机构5工作，强制冷却机构5带走导热板4上的热量，从而降低焊接背面的温度；直到不锈钢薄板1上该焊接位置与裙板2焊接完成；

S7：调节导热板4、压板3连接于不锈钢薄板1位置，重复S1-S6完成不锈钢薄板1与裙板2连接的其他焊接位置。

本实施例中公开的方法的原理在于：采用符合要求的压板3和导热板4对不锈钢焊接位置的两侧进行约束，防止不锈钢薄板1在焊接时候因为热容差异导致的温差产生弯曲变形和失稳波浪变形，保证不锈钢薄板1的平面度在小于4mm的技术要求范围内；强制冷却机构5冷却焊接位置，使得焊接位置的温度不会太高，其能够产生至少两个有益效果，其一，降低温度能够减少焊接背面被氧化的速率，保证不锈钢薄板1的原有性能；其二，降低温度能够减少温差，从而降低不锈钢薄板1在焊接时候出现的形变量。

在本实施例的步骤S1中，根据不锈钢薄板1的厚度尺寸，选用的导热板4的厚度尺寸为不锈钢薄板1的厚度尺寸的3-10倍，选用改参数的导热板4，既能有效导热，又能够保证导热板4的强度，达到良好的约束不锈钢薄板1的目的；具体的，在强制冷却的作用下，导热板4与不锈钢薄板1的厚度比值与焊接位置的温度、不锈钢薄板1的平面度的试验数据如下表1。

表1：导热板4与不锈钢薄板1的厚度比值与焊接位置的温度、不锈钢薄板1的平面度的试验数据

由上表可知，厚度比值小于3时候，虽然强制冷却具有较好的散热效果，但是由于导热板4的强度不足，难以约束不锈钢薄板1在焊接时候因瞬时高温产生的形变，导致不锈钢薄板1的平面度达不到目标技术要求；厚度比大于10时候，虽然导热板4的强度足够，但是由于散热效果不佳，并且导热板4受热也可能产生一定的形变，最终导致不锈钢薄板1的平面度达不到目标技术要求；所以，选用的导热板4的厚度尺寸为不锈钢薄板1的厚度尺寸的3-10倍，具有较好的焊接工艺效果。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种大型不锈钢薄板焊接防变形装置，其特征在于：包括压板（3）和用于支撑不锈钢薄板（1）焊接背面的导热板（4），所述压板（3）与导热板（4）之间具有用于安装不锈钢薄板（1）的装配间隙，所述压板（3）上具有用于约束不锈钢薄板（1）上焊接位置的一侧的约束面（31），所述导热板（4）上设置有用于约束不锈钢薄板（1）上焊接位置的另一侧约束件，所述压板（3）与导热板（4）通过锁紧件锁紧；所述导热板（4）上设置有强制冷却机构（5）。

2.根据权利要求1所述的大型不锈钢薄板焊接防变形装置，其特征在于：所述压板（3）上设置有用于抵靠裙板（2）的抵靠面（32），所述抵靠面（32）垂直约束面（31），并且该抵靠面（32）与约束面（31）的垂直度小于3mm。

3.根据权利要求1所述的大型不锈钢薄板焊接防变形装置，其特征在于：所述约束件为能够穿过不锈钢薄板（1）和导热板（4）的的约束螺栓（6），所述导热板（4）上设置有用于安装约束螺栓（6）的螺栓通孔；或者所述约束件为能够使不锈钢薄板（1）和导热板（4）紧贴的夹具（9）。

4.根据权利要求1所述的大型不锈钢薄板焊接防变形装置，其特征在于：所述锁紧件为夹持机构（7），所述夹持机构（7）包括C型或U型的夹持座，所述压板（3）为夹持座的一个侧板（72），所述导热板（4）装配于所述夹持座内，并且所述夹持座的另一侧板（72）上开设有螺钉孔，所述螺钉孔连接有用于顶紧于导热板（4）的顶紧螺钉（73）。

5.根据权利要求1所述的大型不锈钢薄板焊接防变形装置，其特征在于：所述锁紧件为至少两个锁紧螺栓（8），所述导热板（4）和所述压板（3）上均开设有用于装配所述锁紧螺栓（8）的锁紧通孔。

6.根据权利要求1所述的大型不锈钢薄板焊接防变形装置，其特征在于：所述强制冷却机构（5）包括设置在导热板（4）上的、供冷却液流动的冷却液流道（51），所述冷却液流道（51）的两端具有进液口（511）和出液口（512），在完成不锈钢薄板（1）的安装后，所述进液口（511）相对于出液口（512）更靠近不锈钢薄板（1）。

7.根据权利要求1所述的大型不锈钢薄板焊接防变形装置，其特征在于：所述强制冷却机构（5）包括设置在导热板（4）上的、且用于供低温惰性气体流动的气体流槽（52），所述气体流槽（52）的两端具有进气口（521）和出气口（522），在完成不锈钢薄板（1）的安装后，所述进气口（521）相对于出气口（522）更靠近不锈钢薄板（1），并且不锈钢薄板（1）封闭该气体流槽（52）的槽口。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的大型不锈钢薄板焊接防变形装置，其特征在于：所述导热板（4）由导热金属制成，并且该导热板（4）的厚度是不锈钢薄板（1）的厚度比值为3-10倍；或者所述导热板（4）的厚度为18mm-60mm。

9.一种大型不锈钢薄板焊接防变形的方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1：选用满足平面度和垂直度要求的导热板（4）和压板（3），将不锈钢薄板（1）的装配在导热板（4）和压板（3）之间，并且导热板（4）支撑、贴合不锈钢薄板（1）的焊接背面；

S2：将压板（3）的约束面（31）与不锈钢薄板（1）上的焊接位置一侧的端面相贴合，将导热板（4）与不锈钢薄板（1）上的焊接位置的另一侧通过约束件约束；

S3：使用锁紧件锁紧压板（3）与导热板（4），使得压板（3）与不锈钢薄板（1）的端面、导热板（4）与不锈钢薄板（1）的端面紧贴；

S4：在不锈钢薄板（1）的焊接位置处放置裙板（2），将裙板（2）的端面与压板（3）的抵靠面（32）贴合，压板（3）的抵靠面（32）与压板（3）的约束面（31）之间的垂直度反应在裙板（2）与不锈钢薄板（1）之间；

S5：以裙板（2）为界，将不锈钢薄板（1）分隔成多材料侧和少材料侧，多材料侧的不锈钢材料量大于少材料侧，先焊接裙板（2）与多材料侧连接的位置，再焊接裙板（2）与少材料侧连接的位置，并且不断交替焊接裙板（2）与多材料侧、裙板（2）与少材料侧的连接位置；

S6：与步骤S5同时进行，设置在导热板（4）上的强制冷却机构（5）工作，强制冷却机构（5）带走导热板（4）上的热量，从而降低焊接背面的温度；直到不锈钢薄板（1）上该焊接位置与裙板（2）焊接完成；

S7：调节导热板（4）、压板（3）连接于不锈钢薄板（1）位置，重复S1-S6完成不锈钢薄板（1）与裙板（2）连接的其他焊接位置。

10.根据权利要求9所述的大型不锈钢薄板焊接防变形的方法，其特征在于：在步骤S1中，根据不锈钢薄板（1）的厚度尺寸，选用的导热板（4）的厚度尺寸为不锈钢薄板（1）的厚度尺寸的3-10倍；在步骤S1中，选用的压板（3）的垂直度要求小于3mm。

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