CN116275854A - 一种套管定位焊接夹具结构及使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种套管焊接夹具及使用方法，焊接夹具包含底板，套管端头定位机构，第一定位机构，第二定位机构，第三定位机构，立管定位机构，卡箍定位夹紧机构，托座。本申请利用集成化设计的基本原理，针对目前要焊接两种或多种直径不同套在一起的导管组件时，先要在一套工装上将小直径的导管定位夹紧焊接好后，再在另外一套工装上定位压紧大直径的管子，焊接外面的大直径导管，要设计制造两套工装的难题，设计了一套工装就能焊接此类导管组件，提高工作效率，在焊接时只需要在一套工装上装卸插销和定位轴即可实现里面小直径的导管和外面大直径的导管的分别焊接，在一套工装上实现不同直径的套管一次焊接完成，减少制造周期，节约成本，提高效率。

Description

一种套管定位焊接夹具结构及使用方法

技术领域

本申请涉焊接技术领域，具体是一种套管定位焊接夹具结构及使用方法。

背景技术

目前，当要焊接两种或多种直径不同套在一起的导管组件时，现有的技术是要设计制造两套工装，一套为针对小直径导管组件设计的专用工装，另一套为针对较大直径导管组件设计的专用工装。面对多种直径不同套在一起的导管组件是更是要设计很多套直径不同的专用焊接工装来满足使用要求，焊接过程繁琐，工人劳动强度大，产品交付周期长。

以前现场使用时只能先在一套工装上将小直径的导管定位装配夹紧后焊接，然后卸下焊好的小直径导管组件重新定位装夹在另外一套工装上焊接外面的大直径套层导管，施工场地被大量专用夹具占据，导致焊接效率大大降低，且设计人员的制造人员分别要设计和制造两套工装，使用工人也要多次装夹，来回搬运产品，使用操作不便，效率低，现需要设计出一套工装，在一套工装仅用一次装夹焊接此类套管组件，提高工作效率，减少制造周期，节约成本。

发明内容

本申请的目的在于通过设计一种套管定位焊接夹具结构及使用方法，该夹具可以实现在一套工装上焊接不同直径的套管组件。

为达到以上目的，本申请采取如下技术方案予以实现：

一种套管定位焊接夹具，包含底板，套管端头定位机构，第一定位机构，第二定位机构，第三定位机构，立管定位机构，夹管器定位夹紧机构，角座、套管端头机构设置在底板一端，待焊接的不同规格的导管端头固定在套管端头机构上，第一定位机构、第二定位机构、第三定位机构依照导管最终焊接外形依次排布在底板上，立管定位机构固定在底板上定位导管中的立管部分，夹管器定位夹紧机构在导管焊接过程中夹紧导管，角座支撑导管的另一端头，第三定位机构在导管焊接时承托在导管底部防止导管变形。

进一步的，套管端头定位机构包含T型支座、定位销、限位块，卡槽销，T型支座上方设有定位销通过孔，限位块固定在定位销上顶住导管，卡槽销固定在限位块上部，其轴线与定位销轴线平行，卡槽销顶部外圆上设有与导管上的法兰结构配合的卡槽。

进一步的，第一定位机构包含L型托座、第一定位轴、半圆定位块、两个定位插销、小半圆定位块，L型托座上部设有与待焊接的大直径导管外形匹配的大半圆型面，型面中部设有一通过槽，定位轴垂直固定在定位槽中心，定位轴顶部固定有一小半圆定位块，小半圆型面与小直径导管外形匹配，且大、小半圆型面同心，L型托座立板的一端设有与大直径导管法兰孔位相匹配的插销。

进一步的，第二定位机构包含T型托座、第二定位轴、半圆定位块、定位插销、压板、压紧螺母、小半圆定位块，T型托座上部设有与待焊接的大直径导管外形匹配的大半圆型面，型面中部设有一通过槽，定位轴垂直固定在定位槽中心，定位轴顶部固定有一小半圆定位块，小半圆型面与小直径导管外形匹配，且大、小半圆型面同心，T型托座上部有一与底板平行的支撑平面，支撑平面上有与压紧螺母配合的螺栓孔，压板支撑在支撑平面上通过压紧螺母压紧定位好的导管。

进一步的，第三定位机构包含定位托座、第三定位轴、小管定位块、定位插销，小管定位块设有与导管外形匹配的型面且固定在第三定位轴一端，定位托座上部设有第三定位轴通过孔，第三定位轴与T型托座通过定位插销固定连接。

进一步的，立管定位机构包含立管托座、第四定位轴、第五定位轴，大导管定位块、支管卡块、两个定位插销，立管托座上部和中部分别设有定位轴的通过孔，大导管定位块、支管卡块分别固定在两个定位轴的同一端，大导管定位块其半圆型面与大导管的外形一致，支管卡块半圆定位块其半圆型面与立管外形一致，且轴线互相垂直。

进一步的，夹管器定位夹紧机构包含夹管器托座、两个圆柱销、上半圆压板、活节螺栓、手柄螺母，夹管器托座的立板两侧分别设有安装两个圆柱销的孔，上半圆压板的一侧通过圆柱销可在夹管器托座上部进行翻转，夹管器托座另一端的圆柱销上安装活节螺栓，活节螺栓与手柄螺母配合实现上半圆压板的压紧。

进一步的，角座上部开有与小直径导管外形匹配的半圆形型面，其一垂直于底板的直角面外表面为小直径导管安装基准面。

该套管定位焊接夹具使用方法，包括如下步骤：

1先将小直径导管接头零件定位在套管端头定位机构的限位块上并顶紧小直径导管端头，第一小直径导管零件定位在第一定位机构的小半圆定位块上，第二小直径导管零件定位在第二定位机构的小半圆定位块的半圆型面上和第三定位机构的小管定位块的半圆型面和角座的半圆型面上，导管耳片套在第一小直径导管零件上，导管耳片端面通过第一定位轴的小半圆定位块端面卡住并定位在第一小直径导管零件上。所有小导管零件装配在夹具上后，用第二定位机构上压板和压紧螺母对小直径导管进行压紧，然后开始焊接将三段小直径导管焊接成小直径导管组件；

2小直径导管组件焊接完成后，取下小直径导管组件，将第一定位机构和第二定位机构的第一定位轴和第二定位轴卸下，将大直径导管零件套在已焊好的小直径导管组件上，小直径导管组件定位在第三定位机构上的小管定位块上，小直径导管组件的一端面与角座的垂直于底板的直角面外表面对齐，用第一定位机构和第二定位机构上的半圆定位块的大直径半圆型面定位大直径导管，并将垂直于底板的大直径导管上的支管定位在立管定位机构的支管卡块上，平行于底板的大直径导管上的支管定位在夹管器定位夹紧机构的夹管器托座的半圆型面上，使套管组件在夹具上的装配定位准确，翻转夹管器定位夹紧机构的上半圆压板并拧紧螺母来压紧大直径导管组件，然后开始将大直径导管与小直径导管组件焊接为一体。

本申请的有益效果在于：针对以前现场使用时只能先在一套工装上将小直径的导管定位装配夹紧后焊接，然后卸下焊好的小直径导管组件重新定位装夹在另外一套工装上焊接外面的大直径套层导管，施工场地被大量专用夹具占据，导致焊接效率大大降低，且设计人员的制造人员分别要设计和制造两套工装，使用工人也要多次装夹，来回搬运产品，使用操作不便，效率低的情况，本夹具通过集成化设计原理设计出一套通用工装，在一套工装仅用一次装夹焊接此类套管组件，提高使用效率，减少制造周期，节约成本，本装置已经在现实生产中得到实际应用，效果良好，有很好的通用性。

以下结合实施例附图对本申请作进一步详细描述。

附图说明

图1为一种套层导管定位焊接夹具结构

图2为端头定位机构

图3为小直径导管产品图

图4为套管产品组件图

图5为第一定位机构

图6为第二定位机构

图7为第三定位机构

图8为立管定位机构

图9为夹管器定位夹紧机构

图10为焊接小直径导管的夹具工况图

图11为焊接大直径导管的夹具工况图

图中编号说明：1小直径导管接头零件，2第一小直径导管零件，3导管耳片，4第二小直径导管零件，5大直径导管法兰接头零件，6大直径导管，7垂直于底板的大直径导管上的支管，8平行于底板的大直径导管上的支管，9T型支座，10定位销，12限位块，13卡槽销，14L型托座，15插销，16第一定位轴，17定位插销，18T型托座，19第二定位轴，20压板，21压紧螺母，23第三定位轴，24定位托座，25小管定位块，27立管托座，28第四定位轴，29第四定位轴，30大导管定位块，31支管卡块，32夹管器托座，33活节螺栓，34手柄螺母，35圆柱销，36小半圆定位块，37上半圆压板，38套管端头定位机构，39第一定位机构，40第二定位机构，41第三定位机构，42立管定位机构，43夹管器定位夹紧机构，44角座，45底板，46半圆定位块

具体实施方式

如图1－11所示，一种套管定位焊接夹具，包含底板45，套管端头定位机构38，第一定位机构39，第二定位机构40，第三定位机构41，立管定位机构42，夹管器定位夹紧机构43，角座44、套管端头机构38设置在底板一端，待焊接的不同规格的导管端头固定在套管端头机构上，第一定位机构39、第二定位机构40、第三定位机构41依照导管最终焊接外形依次排布在底板上，立管定位机构42固定在底板上定位导管中的立管部分，夹管器定位夹紧机构43在导管焊接过程中夹紧导管，角座44支撑导管的另一端头，第三定位机构41在导管焊接时承托在导管底部防止导管变形。

进一步的，套管端头定位机构38包含T型支座9、定位销10、限位块12，卡槽销13，T型支座9上方设有定位销通过孔，限位块12固定在定位销10上顶住小直径导管接头零件1，卡槽销13固定在限位块12上部，其轴线与定位销10轴线平行，卡槽销13顶部外圆上设有与小直径导管接头零件1结构配合的卡槽。

进一步的，第一定位机构39包含L型托座14、第一定位轴16、半圆定位块46、定位插销17、插销15、小半圆定位块36，L型托座14上部设有与待焊接的大直径导管外形匹配的大半圆定位块46，定位块中部设有一通过槽，第一定位轴16垂直固定在定位槽中心，第一定位轴16顶部固定有一小半圆定位块36，小半圆型面与小直径导管2外形匹配，且大、小半圆型面同心，L型托座14立板的一端设有与大直径导管法兰5孔位相匹配的插销15。

进一步的，第二定位机构40包含T型托座18、第二定位轴19、半圆定位块46、压板20、压紧螺母21、小半圆定位块36，T型托座18上部设有与待焊接的大直径导管外形匹配的大半圆定位块，定位块中部设有一通过槽，第二定位轴19垂直固定在定位槽中心，第二定位轴19顶部固定有一小半圆定位块，小半圆定位块型面与小直径导管外形匹配，且大、小半圆型面同心，T型托座18上部有一与底板平行的支撑平面，支撑平面上有与压紧螺母21配合的螺栓孔，压板20支撑在支撑平面上通过压紧螺母21压紧定位好的导管。

进一步的，第三定位机构41包含定位托座24、第三定位轴23、小管定位块25、定位插销17，小管定位块25设有与第二小直径导管零件4外形匹配的型面且固定在第三定位轴23一端，定位托座24上部设有第三定位轴23通过孔，第三定位轴23与定位托座24通过定位插销17固定连接。

进一步的，立管定位机构42包含立管托座27、第四定位轴28、第五定位轴29，大导管定位块30、支管卡块31、两个定位插销17，立管托座27中部分别设有第四定位轴28的通过孔，立管托座27上部分别设有第五定位轴29的通过孔，大导管定位块30、支管卡块31分别固定在两个定位轴的同一端，大导管定位块30其半圆型面与大导管的外形一致，支管卡块31半圆定位块其半圆型面与立管外形一致，且轴线互相垂直。

进一步的，夹管器定位夹紧机构43包含夹管器托座32、两个圆柱销35、上半圆压板37、活节螺栓33、手柄螺母34，夹管器托座32的立板两侧分别设有安装两个圆柱销35的孔，上半圆压板37的一侧通过圆柱销35可在夹管器托座32上部进行翻转，夹管器托座32另一端的圆柱销35上安装活节螺栓33，活节螺栓33与手柄螺母34配合实现上半圆压板37的压紧。

进一步的，角座44上部开有与第二小直径导管零件4外形匹配的半圆形型面，其一垂直于底板的直角面外表面为第二小直径导管零件4安装基准面。

该套管定位焊接夹具使用方法，包括如下步骤：

1先将小直径导管接头零件1定位在套管端头定位机构38的限位块12上并顶紧小直径导管接头零件1，第一小直径导管零件2定位在第一定位机构39的小半圆定位块36上，第二小直径导管零件4定位在第二定位机构40的小半圆定位块36的半圆型面上和第三定位机构41的小管定位块25的半圆型面和角座44的半圆型面上，导管耳片3套在第一小直径导管零件2上，导管耳片3端面通过第一定位轴16的小半圆定位块36端面卡住并定位在第一小直径导管零件2上。所有小导管零件装配在夹具上后，用第二定位机构40上压板20和压紧螺母21对小直径导管进行压紧，然后开始焊接将三段小直径导管焊接成小直径导管组件；

2小直径导管组件焊接完成后，取下小直径导管组件，将第一定位机构39和第二定位机构40的第一定位轴16和第二定位轴19卸下，将大直径导管零件套在已焊好的小直径导管组件上，小直径导管组件定位在第三定位机构41上的小管定位块25上，小直径导管组件的一端面与角座的垂直于底板的直角面外表面对齐，用第一定位机构39和第二定位机构40上的半圆定位块46的大直径半圆型面定位大直径导管，并将垂直于底板的大直径导管上的支管7定位在立管定位机构42的支管卡块31上，平行于底板的大直径导管上的支管8定位在夹管器定位夹紧机构43的夹管器托座32的半圆型面上，使套管组件在夹具上的装配定位准确，翻转夹管器定位夹紧机构43的上半圆压板37并拧紧手柄螺母34来压紧大直径导管组件，然后开始将大直径导管与小直径导管组件焊接为一体。

针对以前现场使用时只能先在一套工装上将小直径的导管定位装配夹紧后焊接，然后卸下焊好的小直径导管组件重新定位装夹在另外一套工装上焊接外面的大直径套层导管，施工场地被大量专用夹具占据，导致焊接效率大大降低，且设计人员的制造人员分别要设计和制造两套工装，使用工人也要多次装夹，来回搬运产品，使用操作不便，效率低的情况，本夹具通过集成化设计原理设计出一套通用工装，在一套工装仅用一次装夹焊接此类套管组件，提高使用效率，减少制造周期，节约成本，本装置已经在现实生产中得到实际应用，效果良好，有很好的通用性。

Claims (9)

1.一种套管定位焊接夹具，其特征在于，包含底板，套管端头定位机构，第一定位机构，第二定位机构，第三定位机构，立管定位机构，夹管器定位夹紧机构，角座、套管端头机构设置在底板一端，待焊接的不同规格的导管端头固定在套管端头机构上，第一定位机构、第二定位机构、第三定位机构依照导管最终焊接外形依次排布在底板上，立管定位机构固定在底板上定位导管中的立管部分，夹管器定位夹紧机构在导管焊接过程中夹紧导管，角座支撑导管的另一端头，第三定位机构在导管焊接时承托在导管底部防止导管变形。

2.根据权利要求1所述的一种套管定位焊接夹具，其特征在于所述的套管端头定位机构包含T型支座、定位销、限位块，卡槽销，T型支座上方设有定位销通过孔，限位块固定在定位销上顶住导管，卡槽销固定在限位块上部，其轴线与定位销轴线平行，卡槽销顶部外圆上设有与导管上的法兰结构配合的卡槽。

3.根据权利要求1所述的一种套管定位焊接夹具，其特征在于所述的第一定位机构包含L型托座、第一定位轴、半圆定位块、两个定位插销、小半圆定位块，L型托座上部设有与待焊接的大直径导管外形匹配的大半圆型面，型面中部设有一通过槽，定位轴垂直固定在定位槽中心，定位轴顶部固定有一小半圆定位块，小半圆型面与小直径导管外形匹配，且大、小半圆型面同心，L型托座立板的一端设有与大直径导管法兰孔位相匹配的插销。

4.根据权利要求1所述的一种套管定位焊接夹具，其特征在于所述的第二定位机构包含T型托座、第二定位轴、半圆定位块、定位插销、压板、压紧螺母、小半圆定位块，T型托座上部设有与待焊接的大直径导管外形匹配的大半圆型面，型面中部设有一通过槽，定位轴垂直固定在定位槽中心，定位轴顶部固定有一小半圆定位块，小半圆型面与小直径导管外形匹配，且大、小半圆型面同心，T型托座上部有一与底板平行的支撑平面，支撑平面上有与压紧螺母配合的螺栓孔，压板支撑在支撑平面上通过压紧螺母压紧定位好的导管。

5.根据权利要求1所述的一种套管定位焊接夹具，其特征在于所述的第三定位机构包含定位托座、第三定位轴、小管定位块、定位插销，小管定位块设有与导管外形匹配的型面且固定在第三定位轴一端，定位托座上部设有第三定位轴通过孔，第三定位轴与T型托座通过定位插销固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种套管定位焊接夹具，其特征在于所述的立管定位机构包含立管托座、第四定位轴、第五定位轴，大导管定位块、支管卡块、两个定位插销，立管托座上部和中部分别设有定位轴的通过孔，大导管定位块、支管卡块分别固定在两个定位轴的同一端，大导管定位块其半圆型面与大导管的外形一致，支管卡块半圆定位块其半圆型面与立管外形一致，且轴线互相垂直。

7.根据权利要求1所述的一种套管定位焊接夹具，其特征在于所述的夹管器定位夹紧机构包含夹管器托座、两个圆柱销、上半圆压板、活节螺栓、手柄螺母，夹管器托座的立板两侧分别设有安装两个圆柱销的孔，上半圆压板的一侧通过圆柱销可在夹管器托座上部进行翻转，夹管器托座另一端的圆柱销上安装活节螺栓，活节螺栓与手柄螺母配合实现上半圆压板的压紧。

8.根据权利要求1所述的一种套管定位焊接夹具，其特征在于所述的角座上部开有与小直径导管外形匹配的半圆形型面，其一垂直于底板的直角面外表面为小直径导管安装基准面。

9.一种套管定位焊接夹具使用方法，其特征在于使用权利要求1－8中任意一项所述的夹具进行焊接，具体过程如下：

9－1先将小直径导管接头零件定位在套管端头定位机构的限位块上并顶紧小直径导管端头，第一小直径导管零件定位在第一定位机构的小半圆定位块上，第二小直径导管零件定位在第二定位机构的小半圆定位块的半圆型面上和第三定位机构的小管定位块的半圆型面和角座的半圆型面上，导管耳片套在第一小直径导管零件上，导管耳片端面通过第一定位轴的小半圆定位块端面卡住并定位在第一小直径导管零件上。所有小导管零件装配在夹具上后，用第二定位机构上压板和压紧螺母对小直径导管进行压紧，然后开始焊接将三段小直径导管焊接成小直径导管组件；

9－2小直径导管组件焊接完成后，取下小直径导管组件，将第一定位机构和第二定位机构的第一定位轴和第二定位轴卸下，将大直径导管零件套在已焊好的小直径导管组件上，小直径导管组件定位在第三定位机构上的小管定位块上，小直径导管组件的一端面与角座的垂直于底板的直角面外表面对齐，用第一定位机构和第二定位机构上的半圆定位块的大直径半圆型面定位大直径导管，并将垂直于底板的大直径导管上的支管定位在立管定位机构的支管卡块上，平行于底板的大直径导管上的支管定位在夹管器定位夹紧机构的夹管器托座的半圆型面上，使套管组件在夹具上的装配定位准确，翻转夹管器定位夹紧机构的上半圆压板并拧紧螺母来压紧大直径导管组件，然后开始将大直径导管与小直径导管组件焊接为一体。

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