CN116545138A - 一种定子结构及其焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种定子结构，所述定子结构包括多组桥接组件、外套管、至少两根外接管，多组所述桥接组件相互连接构成定子成型件，在所述定子成型件的两端分别连接外接管，外套管套设在所述成型件以及所述外接管的外侧。通过设置桥接套，将对接焊接改为加套桥接焊接，使定子在焊接时离开两节对接区，将热影响区转移，从而有效控制焊接热量带来的金属单方向膨胀问题。由于在焊接过程中，焊接金属以焊缝为中心向两边膨胀，当焊接区逐渐冷却时，焊接金属又会以焊缝为中心逐渐收缩，因此通过在定子两端设置凸面与桥接套连接，使得定子的焊接面由端面转移至凸面，由于桥接套的收缩作用，带动两节定子工件向对接面收缩，直至完全贴合。

Description

一种定子结构及其焊接工艺

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种定子结构及其焊接工艺。

背景技术

螺杆泵又叫渐进式容积泵，由定子和转子组成，两者的螺旋状过盈配合形成连续密封的腔体，通过转子的旋转运动实现对介质的传输。螺杆泵就是在转子和定子组成的一个个密闭的独立的腔室基础上工作的。转子运动时，密封空腔在轴向沿螺旋线运动，按照旋向，向前或向后输送液体，由于转子是金属的，定子是由弹性材料制成的，所以两者组成的密封腔很容易在入口管路中获得高的真空度，使泵具有自吸能力，甚至在气、液混输时也能保持自吸能力。

定子是以丁腈橡胶为衬套浇铸在钢体外套内形成的,衬套内表面是双线螺旋面。由于钢体转子在定子橡胶衬套内表面运动带有滚动和滑动的性质，使油液中砂粒不易沉积，同时转子与定子间容积均匀变化而产生的抽吸、推挤作用使油气混输效果良好，所以，螺杆泵在开采高粘度、高含砂和含气量较大的原油时，同其它采油方式相比具有独特的优点。

但是，传统的定子焊接过程存在问题如下：由于两个定子的端面对接焊接时，受热高温后使定子沿轴向产生热变形，在冷却后焊接的两个定子无法恢复至原有的长度，导致焊接后定子总长增加，对焊接产品的质量产生影响。

发明内容

针对上述现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种定子结构及其焊接工艺，以解决现有技术中的一个或多个问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种定子结构，该结构包括多组桥接组件、外套管、至少两根外接管，多组所述桥接组件相互连接构成定子成型件，在所述定子成型件的两端分别连接外接管，外套管套设在所述成型件以及所述外接管的外侧。

进一步的，每组所述桥接组件包括定子、至少两个桥接套以及多个定位销，每个所述定子的两端均通过所述定位销与所述桥接套固接。

进一步的，所述定子包括定子本体以及在所述定子本体两端沿轴向延伸的凸台，所述定子的内部具有双螺旋曲面，所述双螺旋曲面使所述定子的两端形成腰形孔。

进一步的，所述凸台上开设第一孔，所述第一孔沿所述凸台的径向开设。

进一步的，所述桥接套上开设第二孔。

进一步的，所述第一孔和所述第二孔均为销孔，并通过所述定位销将凸台与定子本体固接。

一种定子焊接工艺，该工艺应用于权利要求1-5任意一项所述的一种定子结构，包括步骤如下：

测量每一节定子的长度；

将两节定子与桥接套连接形成双节成型件，测量每组双节成型件的长度；

测量每组双节成型件的螺距；

将各组双节成型件按序连接构成定子成型件，对定子成型件的长度和螺距复测；

在定子成型件的两端焊接外接管，并在定子成型件与外接管的外侧覆盖外套管。

进一步的，所述定子与桥接套的连接包括步骤如下：

第一次焊接，将定子与桥接套采用点焊方式焊接；

第二次焊接，将定子与桥接套采用连续焊方式焊接；

第三次焊接，将定子与桥接套采用多道焊方式焊接。

进一步的，所述点焊包括步骤如下：

至少选择一节定子与桥接套一侧之间任意两组对角点进行焊接，直至定子与桥接套一侧焊接完成；

至少选择另一节定子与桥接套另一侧之间任意两组对角点焊接，直至另一定子与桥接套另一侧焊接完成。

进一步的，所述连续焊包括步骤如下：

选择一节定子与桥接套一侧之间任意一点位置为起点，以逆时针或顺时针方向沿圆周焊接；

选择另一节定子与桥接套另一侧之间任意一点为起点，以逆时针或顺时针方向沿圆周焊接。

与现有技术相比，本发明的有益技术效果如下：

通过设置桥接套，将对接焊接改为加套桥接焊接，使定子在焊接时离开两节对接区，将热影响区转移，从而有效控制焊接热量带来的金属单方向膨胀问题。

由于在焊接过程中，焊接金属以焊缝为中心向两边膨胀，当焊接区逐渐冷却时，焊接金属又会以焊缝为中心逐渐收缩，因此通过在定子两端设置凸面与桥接套连接，使得定子的焊接面由端面转移至凸面，由于桥接套的收缩作用，带动两节定子工件向对接面收缩，直至完全贴合，从而有效克服焊接后工件总长变长的问题。

附图说明

图1示出了本发明实施例一种定子结构的结构示意图。

图2示出了本发明实施例一种定子结构的局部示意图。

图3示出了本发明实施例一种定子结构的局部放大示意图。

图4示出了本发明实施例一种定子焊接工艺的焊接方法示意图。

附图中标记：1、桥接组件；100、定子；1000、定子本体；1001、凸台；10010、第一孔；101、桥接套；102、定位销；2、外套管；3、外接管；4、第二孔；5、腰形孔。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和具体实施方式对本发明提出的一种定子结构及其焊接工艺作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需要说明的是，附图采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施方式的目的。为了使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，请参阅附图。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

下面描述一种定子结构及其焊接工艺的具体结构如下：

一种定子结构，请参考图1，包括多组桥接组件1、外套管2、至少两根外接管3，多组所述桥接组件1相互连接构成定子成型件，在所述定子成型件的两端分别连接外接管3，外套管2套设在所述成型件以及所述外接管3的外侧。

进一步的，请参考图1、图2和图3，每组所述桥接组件1包括定子100、至少两个桥接套101以及多个定位销102，每个所述定子100的两端均通过所述定位销102与所述桥接套101紧固销接，通过定位销102固定定子100与桥接套101之间的相对位置。具体的，在本实施例中，所述桥接套101的材料可以是45#钢、中低碳钢等，通过设置桥接套101，将对接焊接改为加套桥接焊接，使得定子100的焊接区域远离其左右两端的对接面，进而实现将热影响区转移，进一步控制焊接热量带来的金属单方向膨胀问题。

进一步的，所述定子100包括定子本体1000以及在所述定子本体1000两端沿轴向延伸的凸台1001，所述定子100的内部具有双螺旋曲面（图中未示出），所述双螺旋曲面沿轴向定子100的轴向开设并在所述定子的两端形成腰形孔5。所述凸台1001为所述定子100外侧凸出部分，在本实施例中，所述凸台1001的长度为定子100外径的一半。具体的，在进行焊接过程中，焊接金属以焊缝为中心向两边膨胀，当焊接区逐渐冷却时，焊接金属又会以焊缝为中心逐渐收缩，通过设置凸台1001与桥接套101连接，使得定子100的焊接面由端面转移至所述凸台1001，由于桥接套101的收缩作用，带动两节定子100工件向对接面收缩，直至完全贴合，从而有效克服焊接后工件总长变长的问题。

更进一步的，所述凸台1001上开设第一孔10010，所述第一孔10010沿所述凸台1001的径向开设。

请继续参考图1、图2和图3，所述桥接套101上开设第二孔4。具体的，所述第二孔4是孔径大小在6mm～12mm之间。

更进一步的，所述凸台1001与所述桥接套101的形状可以是圆形，也可以是非圆形。优选的，所述非圆形可以是六边形或椭圆形，只需要满足凸台1001与桥接套101的形状相对应即可。

更进一步的，所述第一孔10010和所述第二孔4均为销孔，并通过所述定位销102将凸台1001与定子本体1000固接。具体的，在本实施例中，所述第一孔10010和所述第二孔4位置相对应，可以水平开设于所述凸台1001和所述桥接套101的左右两侧外表面，亦可垂直开设于所述凸台1001和所述桥接套101的上下两侧外表面，只需满足能将定子100与桥接套101固接即可。

下面描述本发明实施例所述一种定子焊接工艺的具体工作过程如下：

步骤S1：测量每一节定子的长度；

步骤S2：将两节定子与桥接套连接形成双节成型件，测量每组双节成型件的长度；

步骤S3：测量每组双节成型件的螺距；

步骤S4：将各组双节成型件按序连接构成定子成型件，对定子成型件的长度和螺距复测；具体的，定子成型件的长度范围值为480mm±0.01mm。

步骤S5：在定子成型件的两端焊接外接管，并在定子成型件与外接管的外侧覆盖外套管。

进一步的，所述定子与桥接套之间的焊接方法按序分别为：所述定子与桥接套的连接包括步骤如下：

第一次焊接，将定子与桥接套采用点焊方式焊接，实现定子与桥接套之间的定位；

第二次焊接，将定子与桥接套采用连续焊方式焊接，实现定子与桥接套之间的固定；

第三次焊接，将定子与桥接套采用多道焊方式焊接。其中，多道焊具体为重复上述点焊与连续焊，直至完成焊口焊接高度要求，以进一步稳固定子与桥接套的焊接关系，增加焊接强度。具体的，在本实施例中，焊口焊接高度小于定子外径0.5mm±0.1mm。

进一步的，上述三次焊接过程中保证焊接电流一致。

更进一步的，请参考图4，所述点焊包括步骤如下：

至少选择一节定子与桥接套一侧之间任意两组对角点进行焊接，直至定子与桥接套一侧焊接完成；

至少选择另一节定子与桥接套另一侧之间任意两组对角点进行焊接，直至另一定子与桥接套另一侧焊接完成。

具体的，请参考图4，一组对角点具体为两侧桥接套上位置相对应的点，如a点与c点、b点与d点、e点与f点以及h点与g点。

请继续参考图4，所述连续焊包括步骤如下：

选择一节定子与桥接套一侧之间任意一点位置为起点，以逆时针或顺时针方向沿圆周焊接；具体的，若以a点为起点，则按照a-h-d-e-a或者a-e-h-d-a的顺序沿圆周焊接。

选择另一节定子与桥接套另一侧之间任意一点为起点，以逆时针或顺时针方向沿圆周焊接。具体的，若以c点为起点，则按照c-f-b-g-c或者c-g-b-f-c的顺序沿圆周焊接。优选的，在本实施例中，所选的两个起点位置相对应，以保证焊接应力在一个方向，从而控制变形、提高焊接精度。

进一步的，在定子焊接工艺的工作过程中，所选用的焊接参数具体为：焊接电流：160A、焊接电压：8-8.5V、焊接速度：2RPM、填丝速度：8-10以及气流量：10-12L/min。

在本实施例中，通过上述工作过程得到的加套桥接焊接，其误差与传统的对接焊缝焊接误差相比如下表所示：

由上述表中数据可知，本实施例中加套桥接焊接的长度误差与直线度误差均小于对接焊缝焊接，焊接过程中加套桥接焊接的泵效大于对接焊缝焊接，且加套桥接焊接的对接面台阶不明显或不存在，其焊接效果更好、焊接质量更高，从而使该焊接工艺复用率高，有效提高了焊接工艺的生产效率及产品质量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种定子结构，其特征在于：所述定子结构包括多组桥接组件、外套管、至少两根外接管，多组所述桥接组件相互连接构成定子成型件，在所述定子成型件的两端分别连接外接管，外套管套设在所述成型件以及所述外接管的外侧。

2.如权利要求1所述的一种定子结构，其特征在于：每组所述桥接组件包括定子、至少两个桥接套以及多个定位销，每个所述定子的两端均通过所述定位销与所述桥接套固接。

3.如权利要求1所述的一种定子结构，其特征在于：所述定子包括定子本体以及在所述定子本体两端沿轴向延伸的凸台，所述定子的内部具有双螺旋曲面，所述双螺旋曲面使所述定子的两端形成腰形孔。

4.如权利要求3所述的一种定子结构，其特征在于：所述凸台上开设第一孔，所述第一孔沿所述凸台的径向开设。

5.如权利要求4所述的一种定子结构，其特征在于：所述桥接套上开设多个第二孔。

6.如权利要求5所述的一种定子结构，其特征在于：所述第一孔和所述第二孔均为销孔，并通过所述定位销将凸台与定子本体固接。

7.一种定子焊接工艺，其特征在于：所述定子焊接工艺应用于如权利要求1～5任意一项所述的一种定子结构，包括步骤如下：

测量每一节定子的长度；

将两节定子与桥接套连接形成双节成型件，测量每组双节成型件的长度；

测量每组双节成型件的螺距；

将各组双节成型件按序连接构成定子成型件，对定子成型件的长度和螺距复测；

在定子成型件的两端焊接外接管，并在定子成型件与外接管的外侧覆盖外套管。

8.如权利要求7所述的一种定子焊接工艺，其特征在于：所述定子与桥接套的连接包括步骤如下：

第一次焊接，将定子与桥接套采用点焊方式焊接；

第二次焊接，将定子与桥接套采用连续焊方式焊接；

第三次焊接，将定子与桥接套采用多道焊方式焊接。

9.如权利要求8所述的一种定子焊接工艺，其特征在于：所述点焊包括步骤如下：

至少选择一节定子与桥接套一侧之间任意两组对角点进行焊接，直至定子与桥接套一侧焊接完成；

至少选择另一节定子与桥接套另一侧之间任意两组对角点焊接，直至另一定子与桥接套另一侧焊接完成。

10.如权利要求8所述的一种定子焊接工艺，其特征在于：所述连续焊包括步骤如下：

选择一节定子与桥接套一侧之间任意一点位置为起点，以逆时针或顺时针方向沿圆周焊接；

选择另一节定子与桥接套另一侧之间任意一点为起点，以逆时针或顺时针方向沿圆周焊接。