CN208999236U - 一种工件焊缝寻找装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种工件焊缝寻找装置，包括：能够固定于工件上的主体板，主体板上设置有贯通主体板顶部和底部的避让槽；对称分布在避让槽长度方向两侧的导向槽；滑动支架，滑动支架包括位于中部的安装座和对称设置在安装座两侧的滑轨，滑轨嵌入导向槽内，安装座的中部开设有一通孔；穿过通孔和避让槽的顶针，顶针的上端外露于安装座的顶部，且顶针的上端设置有外螺纹，下端外露于主体板的底部；通过弹簧弹性安装在顶针的下端的硬度测试头；螺纹连接在顶针上端的施力螺母。该工件焊缝寻找装置通过硬度测试头在工件上所产生的凹痕深度就可以找到焊缝与基材之间的分界线，进而根据该分界线确定焊缝位置，为后续无损检测提供方便。

Description

一种工件焊缝寻找装置

技术领域

本实用新型涉及检修技术领域，特别涉及一种工件焊缝寻找装置。

背景技术

焊缝是利用焊接热源的高温，将焊条和接缝处的金属熔化连接而成的缝，焊缝金属冷却后，即将两个焊件连接成整体。根据焊缝金属的形状和焊件相互位置的不同，分对接焊缝、角焊缝、塞焊缝和电铆焊等。

对接焊缝是工程中最常用的一种结构型式，一般都是有余高的，而随着国民经济的发展，越来越多高等级、高参数的压力容器、压力管道、超超临界机组的集箱等工件为了改善焊接接头的应力水平，减少因焊缝余高造成的形状突变而产生的结构应力，从而将焊缝余高去除。这样给后期，特别是使用检修过程中的无损检测工作带来了很大的不便。

焊缝是工件中最薄弱的部位，工件的无损检测工作主要是针对焊缝的，且在检测中需要对焊缝进行定位，如果焊缝位置不清楚、定位不准确，无损检测工作就无法进行。

因此如何准确找到焊缝是目前本领域技术人员亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型之目的在于公开一种工件焊缝寻找装置，以便能够快速准确找到焊缝，以方便后续为焊缝做无损检测。

为达到上述目的，本实用新型提供的工件焊缝寻找装置，包括：

能够固定于工件上的主体板，所述主体板上设置有贯通所述主体板顶部和底部的避让槽；

对称分布在所述避让槽长度方向两侧导向槽；

滑动支架，所述滑动支架包括位于中部的安装座和对称设置在所述安装座两侧的滑轨，所述滑轨嵌入所述导向槽内，所述安装座的中部开设有一通孔；

穿过所述通孔和所述避让槽的顶针，所述顶针的上端外露于所述安装座的顶部，且所述顶针的上端设置有外螺纹，下端外露于所述主体板的底部；

通过弹簧弹性安装在所述顶针的下端的硬度测试头；

螺纹连接在所述顶针上端的施力螺母。

优选的，所述主体板的底部设置有用于吸附在铁磁性工件上的吸附磁铁。

优选的，所述吸附磁铁为电磁铁或永磁体。

优选的，所述主体板上还开设有装置固定孔，所述装置固定孔用于供捆绑绳索穿过并将所述主体板固定于所述工件上。

优选的，所述通孔的直径与所述顶针的直径相等。

优选的，在所述施力螺母与所述安装座之间还设置有压力测试装置。

优选的，所述压力测试装置为应变片式压力传感器。

优选的，沿所述导向槽的长度方向上还设置有标尺。

优选的，所述硬度测试头包括套筒和硬质合金球，所述硬质合金球设置在所述套筒的一端，所述套筒的另一端套设在所述顶针的下端，且所述套筒内部设置有第一限位凸起和第一弹簧安装凸起；

所述顶针的下端设置有第二限位凸起和第二弹簧安装凸起；

在所述套筒套入所述顶针的下端后，所述第一限位凸起与所述第二限位凸起卡接，以防止所述套筒脱落，且所述弹簧的一端与所述第一弹簧安装凸起相抵，另一端与所述第二弹簧安装凸起相抵。

优选的，所述硬质合金球滚动设置在所述套筒的一端。

由于焊缝成型的特殊过程，因此焊缝与基材金相组织的差别很大，宏观上的表现就是焊缝与基材的硬度差别很大，相同的压力，通过硬度测试装置施加在基材上和施加在焊缝上所产生的凹痕深度就会有明显的不同，若硬度测试装置保持不变的压力，从基材移动到焊缝位置，则在焊缝与基材的分界线位置凹痕的深度会发生突变，通过监测该突变过程可以准确找到焊缝边界。

本实用新型所公开的工件焊缝寻找装置就是基于上述原理而设计的，主体板能够固定在工件上，顶针穿入安装座上所开设的通孔，并穿过避让槽，硬度测试头通过弹簧弹性安装在顶针的下端，通过上紧施力螺母可以使顶针给工件施加压力，然后通过滑动支架带动顶针沿着导向槽滑动，当硬度测试头经过工件的基材与焊缝的分界线时，由于凹痕深度的变化，硬度测试头会发生跳动，该跳动通过观察弹簧可以直观发现，通过该跳动就可以找到焊缝与基材之间的分界线，进而根据该分界线确定焊缝位置，为后续无损检测提供方便。

附图说明

图1为本实用新型一种实施例中所公开的工件焊缝寻找装置的工作示意图；

图2为图1中所公开的工件焊缝寻找装置的俯视示意图。

其中，1为主体板，2为装置固定孔，3为吸附磁铁，4为工件，5为焊缝，6为硬质合金球，7为硬度测试头，8为滑轨，9为安装座，10为施力螺母，11为顶针，12为弹簧，13为避让槽，14为导向槽，15为标尺。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种工件焊缝寻找装置，以便能够快速准确找到焊缝，以方便后续为焊缝做无损检测。

请结合图1和图2，本实用新型中所公开的工件焊缝寻找装置包括主体板1、滑动支架、顶针11、硬度测试头、施力螺母10，主体板1能够固定在工件上，主体板1上设置有贯通主体板1顶部和底部的避让槽，主体板1上在避让槽13长度方向的两侧还对称分布有两条导向槽14，滑动支架包括位于中部的安装座9和对称设置在安装座9两侧的滑轨8，滑轨8嵌入到导向槽14内，以实现整个滑动支架在主体板1上的滑动安装，安装座9的中部开设有一通孔，顶针11穿过通孔和避让槽13，并且顶针11的上端外露于安装座9的顶部，顶针11的上端设置有外螺纹，顶针11下端外露于主体板1的底部，硬度测试头通过弹簧12弹性安装在顶针11的下端。

需要进行说明的是，在本实用新型实施例中，所谓主体板1的底部是指主体板1与工件4紧邻(或对应)的一侧，主体板1的顶部是背离工件4的一侧，顶针11的下端是指顶针11临近工件4的一端，顶针11的上端是指顶针11远离工件4的一端。

由于焊缝成型的特殊过程，因此焊缝5与基材金相组织的差别很大，宏观上的表现就是焊缝5与基材的硬度差别很大，相同的压力，通过硬度测试装置施加在基材上和施加在焊缝5上所产生的凹痕深度就会有明显的不同，若硬度测试装置保持不变的压力，从基材移动到焊缝5位置，则在焊缝5与基材的分界线位置凹痕的深度会发生突变，通过监测该突变过程可以准确找到焊缝边界。

基于上述原理，上述实施例中所公开的工件焊缝寻找装置在使用时，将主板固定在工件上，顶针11穿入安装座9上所开设的通孔，并穿过避让槽13，硬度测试头通过弹簧12弹性安装在顶针11的下端，通过上紧施力螺母10可以使顶针11给工件4施加压力，然后通过滑动支架带动顶针11沿着导向槽14滑动，当硬度测试头经过工件4的基材与焊缝5的分界线时，由于凹痕深度的变化，硬度测试头会发生跳动，该跳动通过观察弹簧可以直观发现，通过该跳动就可以找到焊缝5与基材之间的分界线，进而根据该分界线确定焊缝位置，为后续无损检测提供方便。

如果焊缝5是规则的，如压力管道、压力容器的环焊缝切面为圆形，纵焊缝为直线型，对于这类焊缝，需在两个位置检测到焊缝，然后将两个位置的分界线相连即可寻得整条焊缝位置，若焊缝是不规则形状，如压力容器封头的拼缝，则应多选几个位置进行确认。

主体板1在工件4上的固定方式不受限制，只要保证主体板1与工件4之间的紧固力能够承受顶针11施加给工件4的压力即可，为了提高安全性，也可以使主体板1与工件4之间的紧固力为顶针11施加给工件4最大压力的1.2倍，当工件4为铁磁性材料时，本实施例中在主体板1的底部设置有用于吸附在工件4上的吸附磁铁3，如图1中所示，若该主体板1呈规则的长方形，则吸附磁铁3可设置在该主体板1的四角部位，该吸附磁铁3可以为通过电力驱动产生磁性的电磁铁，也可以为永磁体。

而对于非铁磁性材料的工件而言，就无法采用吸附磁铁3将工件焊缝寻找装置固定在工件4上了，为此，本实施例中在主体板1上还开设有装置固定孔2，装置固定孔2用于供捆绑绳(如钢丝)等穿过，并将主体板1固定在工件4上，捆绑绳所产生的紧固力同样应当大于顶针11施加给工件4的压力。

在随滑动支架滑动过程中，尤其需要避免顶针11相对于滑动支架产生晃动，因为这会导致位置记录出现偏差，最终会导致所寻得的焊缝5位置出现偏差，在本实施例中，优选的将通孔的直径与顶针11的直径设计为相等，这使得顶针11刚好可以通过通孔，并且与通孔之间具有尽量小的间隙，避免顶针11在随滑动支架滑动时产生晃动，保证位置记录的准确性。

除了直接观察弹簧的长度变化之外，还可以进一步在施力螺母10与安装座9之间设置压力测试装置，一旦凹痕深度变化，则弹簧12的长度将会发生改变，弹簧12弹力随之也发生改变，这会导致施力螺母10与安装座9之间的压力产生变化，压力测试装置通过监测施力螺母10与安装座9之间的压力变化，可以准确获得基材与焊缝5之间的分界线位置。

为了保证压力监测的准确性和及时性，本实施例中的压力测试装置为应变片式压力传感器。当然，本领域技术人员也可以采用精度满足要求的其他类型的压力传感器。

为了进一步提高分界线位置记录的准确性，本实施例中在主体板1上沿导向槽14的长度方向还设置有标尺15，通过标尺15上的刻度可准确记录凹痕深度产生变化的位置，从而确定焊缝位置。

硬度测试头7具体包括套筒和硬质合金球6，硬质合金球6设置在套筒的一端，套筒的另一端套设在顶针11的下端，并且套筒的内部设置有第一限位凸起和第一弹簧安装凸起；顶针11的下端设置有第二限位凸起和第二弹簧安装凸起，并且在套筒套入顶针11的下端后，第一限位凸起与第二限位凸起卡接，以防止套筒脱落，弹簧12的一端与第一弹簧安装凸起相抵，另一端与第二弹簧安装凸起相抵，在套筒受压向上移动时，将压缩弹簧12使弹簧12的长度变短。

为了减小在滑动过程中硬度测试头7与工件4之间的摩擦力，本实施例中的硬质合金球6滚动设置在套筒的一端，硬质合金球6的直径为5mm。

由于滑动速度会影响物体的质量，由于凹痕本身的深度变化较小，因此为了尽量保证寻得的焊缝位置的准确性，滑动支架优选的为匀速滑动。

本装置由物理方法寻得工件的焊缝，不存在采用化学方法对工件造成破坏的问题，对于工件厚度而言，寻找焊缝过程中所产生的凹痕可以忽略不计，属于无损检测。

需要进行说明的是，在使用该装置前，可通过查找工件的原始设计图纸等资料来确定需要检查的焊缝的大概位置，将该大概位置滑动为焊缝存在区域，然后用砂轮片去除焊缝存在区域表面的油污、氧化皮、铁锈等杂质，用粗砂纸(不大于60号)打磨焊缝存在区域，直至砂轮片痕迹消失，然后用200号砂纸打磨至粗砂纸痕迹消失，为方便起见，可以选用200号砥石代替砂纸，砥石可以配合角磨机使用，方便快速，最后在将上述实施例中所公开的工件焊缝寻找装置固定在焊缝存在区域寻找工件的焊缝。

根据基材材质和焊缝材质，判定焊缝与基材之间硬度大小关系，若焊缝硬度大于基材硬度，那么在随滑动支架移动过程中，若凹痕深度变大，则表明硬度测试头是从焊缝移向了基材，因此需要向相反的方向移动来找到另外一条分界线并记录位置；若凹痕深度变小，则表明硬度测试头是从基材移向了焊缝，此时需保持硬度测试头的滑动方向，找到另一条分界线并记录位置即可；焊缝硬度小于基材硬度的情况，本领域技术人员可根据上述原理自行推导即可。

以上对本实用新型所提供的工件焊缝寻找装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种工件焊缝寻找装置，其特征在于，包括：

能够固定于工件上的主体板(1)，所述主体板(1)上设置有贯通所述主体板(1)顶部和底部的避让槽(13)；

对称分布在所述避让槽(13)长度方向两侧的导向槽(14)；

滑动支架，所述滑动支架包括位于中部的安装座(9)和对称设置在所述安装座(9)两侧的滑轨(8)，所述滑轨(8)嵌入所述导向槽(14)内，所述安装座(9)的中部开设有一通孔；

穿过所述通孔和所述避让槽(13)的顶针(11)，所述顶针(11)的上端外露于所述安装座(9)的顶部，且所述顶针(11)的上端设置有外螺纹，下端外露于所述主体板(1)的底部；

通过弹簧(12)弹性安装在所述顶针(11)的下端的硬度测试头(7)；

螺纹连接在所述顶针(11)上端的施力螺母(10)。

2.根据权利要求1所述的工件焊缝寻找装置，其特征在于，所述主体板(1)的底部设置有用于吸附在铁磁性工件上的吸附磁铁(3)。

3.根据权利要求2所述的工件焊缝寻找装置，其特征在于，所述吸附磁铁(3)为电磁铁或永磁体。

4.根据权利要求1所述的工件焊缝寻找装置，其特征在于，所述主体板(1)上还开设有装置固定孔(2)，所述装置固定孔(2)用于供捆绑绳索穿过并将所述主体板(1)固定于所述工件上。

5.根据权利要求1所述的工件焊缝寻找装置，其特征在于，所述通孔的直径与所述顶针(11)的直径相等。

6.根据权利要求1所述的工件焊缝寻找装置，其特征在于，在所述施力螺母(10)与所述安装座(9)之间还设置有压力测试装置。

7.根据权利要求6所述的工件焊缝寻找装置，其特征在于，所述压力测试装置为应变片式压力传感器。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的工件焊缝寻找装置，其特征在于，沿所述导向槽(14)的长度方向上还设置有标尺(15)。

9.根据权利要求1所述的工件焊缝寻找装置，其特征在于，所述硬度测试头(7)包括套筒和硬质合金球(6)，所述硬质合金球(6)设置在所述套筒的一端，所述套筒的另一端套设在所述顶针(11)的下端，且所述套筒内部设置有第一限位凸起和第一弹簧安装凸起；

所述顶针(11)的下端设置有第二限位凸起和第二弹簧安装凸起；

在所述套筒套入所述顶针(11)的下端后，所述第一限位凸起与所述第二限位凸起卡接，以防止所述套筒脱落，且所述弹簧(12)的一端与所述第一弹簧安装凸起相抵，另一端与所述第二弹簧安装凸起相抵。

10.根据权利要求9所述的工件焊缝寻找装置，其特征在于，所述硬质合金球(6)滚动设置在所述套筒的一端。