CN209006956U - 一种保证热室壳体平面度的焊接夹具 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及热室壳体加工技术领域，尤其是一种保证热室壳体平面度的焊接夹具，包括放置在热室壳体内部的内胎架和放置在热室壳体外部的外胎架。本实用新型所得到的一种保证热室壳体平面度的焊接夹具，从装配方式，工装，焊接防变形三个方面进行改进，解决热室壳体箱体平面度超差的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及热室壳体加工技术领域，尤其是一种保证热室壳体平面度的焊接夹具。
背景技术
检验中心热室壳体是一种重要的核试验设备，是一种大型箱体结构，尺寸达5米×3.5米×3米，壁厚只有3毫米，材质为321不锈钢，是一种典型的大尺寸不锈钢薄壁件，从使用角度考虑，其平面度要求较高，误差要求≤3mm/3m，精度较高。由于箱体尺寸大，壁厚薄，导致刚性差，板材装配时容易错边；箱体尺寸大，壁厚薄，且为不锈钢件，焊接时容易产生角变形和波浪变形。由于产品的这些结构特点，导致热室壳体的整体平面度不易保证。
现有的常规技术方案：装配时，先用强力(如人力或顶紧块)强行将热室壳体箱体的A部分和B部分的对接焊缝区域对齐在一起，然后点焊对接焊缝成整体，再在箱体内部加支撑梁工装，最后完成拼接焊缝的焊接。
上述现有的常规技术方案存在的问题：
(1)、装配方式：热室壳体箱体的A部分和B部分，尺寸大，壁薄，由于重力和折弯的因素，本身就存在翘曲不平，现有方案只是在装配时强行将拼接焊缝区域压平齐，但其他远离拼接焊缝的区域并不平整。
(2)、工装：现有方案为支撑梁工装，支撑梁与箱体内表面接触面积有限，支撑梁与箱体内表面接触区域的平面度较好，其他区域平面度较差。
(3)、焊接：直接施焊，未充分的考虑防止焊接变形的方法和措施。
以上问题，导致热室壳体箱体焊接完成后，箱体平面度超差，产品最终往往不被接受。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种保证热室壳体平面度的焊接夹具，能提升热室壳体平面度。
为了达到上述目的，本实用新型所设计的一种保证热室壳体平面度的焊接夹具，包括放置在热室壳体内部的内胎架和放置在热室壳体外部的外胎架，所述内胎架的结构包括方管、垫板和一号连接板，每两根方管通过端部的焊接形成L形结构，四个L形结构首尾对接形成矩形结构，在首尾对接的L形结构设置有一号连接板，所述一号连接板与L形结构之间均通过螺栓连接，且通过一号连接板连接后的L形结构之间存在间隙，在形成矩形结构的四个L形结构的外围贴合一层垫板，所述的垫板为不锈钢材质；所述外胎架包括槽钢、二号连接板，每三段槽钢中的两端焊接在另外一段的两端形成U形结构，两个U形结构对接形成矩形结构，两个U形结构对接处的槽钢端部设置有二号连接板，二号连接板与U形结构连接的一端位于U形结构内壁的外侧，且二号连接板未与U形结构连接的一侧位于U形结构外壁的外侧，在两个U形结构对接处的两个二号连接板之间通过螺栓和螺母连接，且两个U形结构对接处存在间隙；其中内胎架所形成的矩形结构的尺寸与热室壳体的内部尺寸一致，外胎架所形成的矩形结构的尺寸与热室壳体的外部尺寸一致。
使用上述焊接夹具的一种保证热室壳体平面度的焊接方法，具体步骤如下：
(1)、在一个表面平整且水平的平台上放置多个临时垫块，在临时垫块上水平放置第一个内胎架，在第一个内胎架上在放置若干个临时垫块，然后在放置第二个内胎架，调节第二个内胎架的位置，确保两个内胎架在平台上的投影完全重合；
(2)、把热室壳体的A部分和B部分套在内胎架上；
(3)、在热室壳体外部套设两个外胎架，且把每个外胎架的两个U形结构分布从两侧套设在热室壳体的外部，并拧紧外胎架上对应的螺栓，使得热室壳体的内表面与内胎架完全贴齐，热室壳体的外表面与外胎架完全贴齐，确保热室壳体的A部分、B部分完全对齐；
(4)、对热室壳体的A部分、B部分的焊接前进行防变形准备，其中在热室壳体的A部分、B部分的对接线上进行密集点焊，每个3-8mm形成一个焊点，并在热室壳体的A部分、B部分的对接线的左右两侧设置有不锈钢加强筋板，加强筋板焊接在热室壳体上；点焊焊缝足够密集，焊缝两边坡口有足够的强度，确保焊接过程焊缝不会错边。
(5)、对热室壳体的对接线采用手工氩弧焊方式进行焊接。原因是箱体的壁厚只有3mm,壁厚薄，采用焊条焊的话，焊条直径规格大，需要的焊接电流和电压较大，导致热输入大而引起焊缝较大的变形。
步骤(4)中采用的加强筋板距离热室壳体A部分、B部分之间的对接线25-40mm，且加强筋板的宽度为50-200mm、厚度为5-20mm。加强筋板所起的作用是增加焊缝周边区域的强度，防止焊缝在焊接过程中受热而产生波浪变形。加强筋板距离焊缝30mm，是为了留一定的间隙，确保焊接时氩弧焊的焊接喷嘴能够接触到焊缝区域。
步骤(5)中采用氩弧焊焊丝为ER321、直径1.2mm，焊接电压9-10V，焊接电流60-65A，焊接速度为7-15cm/min。作用为：在确保焊缝能熔透，焊缝质量能保证的前提下，尽可能的减少了焊接热输入。
本实用新型所得到的一种保证热室壳体平面度的焊接夹具，从装配方式，工装，焊接防变形三个方面进行改进，解决热室壳体箱体平面度超差的问题。
附图说明
图1为本实用新型的内胎架的结构示意图；
图2为本实用新型的内胎架的仰视图；
图3为本实用新型的外胎架的结构示意图；
图4为本实用新型的外胎架的仰视图；
图5为本实用新型的热室壳体装配在内胎架过程的示意图；
图6为本实用新型的热室壳体装配在内胎架过程的俯视图；
图7为本实用新型的热室壳体装配在内胎架和外胎架之间后的示意图；
图8为本实用新型的热室壳体装配在内胎架和外胎架之间后的俯视图。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本实用新型作进一步的描述。
实施例1：
如图1、图2、图3、图4所示，本实施例描述的一种保证热室壳体平面度的焊接夹具，包括放置在热室壳体内部的内胎架1和放置在热室壳体外部的外胎架2，所述内胎架1的结构包括方管1-1、垫板1-2和一号连接板1-3，每两根方管1-1通过端部的焊接形成L形结构，四个L形结构首尾对接形成矩形结构，在首尾对接的L形结构设置有一号连接板1-3，所述一号连接板1-3与L形结构之间均通过螺栓连接，且通过一号连接板1-3连接后的L形结构之间存在间隙，在形成矩形结构的四个L形结构的外围贴合一层垫板1-2，所述的垫板1-2为不锈钢材质；所述外胎架2包括槽钢2-1、二号连接板2-2，每三段槽钢2-1中的两端焊接在另外一段的两端形成U形结构，两个U形结构对接形成矩形结构，两个U形结构对接处的槽钢2-1端部设置有二号连接板2-2，二号连接板2-2与U形结构连接的一端位于U形结构内壁的外侧，且二号连接板2-2未与U形结构连接的一侧位于U形结构外壁的外侧，在两个U形结构对接处的两个二号连接板2-2之间通过螺栓和螺母连接，且两个U形结构对接处存在间隙；其中内胎架1所形成的矩形结构的尺寸与热室壳体的内部尺寸一致，外胎架2所形成的矩形结构的尺寸与热室壳体的外部尺寸一致。
实施例2：
如图5、图6、图7、图8所示，本实施例描述一种使用实施例1中所述焊接夹具的一种保证热室壳体平面度的焊接方法，具体步骤如下：
(1)、在一个表面平整且水平的平台6上放置多个临时垫块5，在临时垫块5上水平放置第一个内胎架1，在第一个内胎架1上在放置若干个临时垫块5，然后在放置第二个内胎架1，调节第二个内胎架1的位置，确保两个内胎架1在平台6上的投影完全重合；
(2)、把热室壳体的A部分3和B部分4套在内胎架1上；
(3)、在热室壳体外部套设两个外胎架2，且把每个外胎架2的两个U形结构分布从两侧套设在热室壳体的外部，并拧紧外胎架2上对应的螺栓，使得热室壳体的内表面与内胎架1完全贴齐，热室壳体的外表面与外胎架2完全贴齐，确保热室壳体的A部分3、B部分4完全对齐；
(4)、对热室壳体的A部分3、B部分4的焊接前进行防变形准备，其中在热室壳体的A部分3、B部分4的对接线上进行密集点焊，每个3-8mm形成一个焊点，并在热室壳体的A部分3、B部分4的对接线的左右两侧设置有不锈钢加强筋板，加强筋板焊接在热室壳体上；点焊焊缝足够密集，焊缝两边坡口有足够的强度，确保焊接过程焊缝不会错边。
(5)、对热室壳体的对接线采用手工氩弧焊方式进行焊接。原因是箱体的壁厚只有3mm,壁厚薄，采用焊条焊的话，焊条直径规格大，需要的焊接电流和电压较大，导致热输入大而引起焊缝较大的变形。
步骤(4)中采用的加强筋板距离热室壳体A部分3、B部分4之间的对接线25-40mm，且加强筋板的宽度为50-200mm、厚度为5-20mm。加强筋板所起的作用是增加焊缝周边区域的强度，防止焊缝在焊接过程中受热而产生波浪变形。加强筋板距离焊缝30mm，是为了留一定的间隙，确保焊接时氩弧焊的焊接喷嘴能够接触到焊缝区域。
步骤(5)中采用氩弧焊焊丝为ER321、直径1.2mm，焊接电压9-10V，焊接电流60-65A，焊接速度为7-15cm/min。作用为：在确保焊缝能熔透，焊缝质量能保证的前提下，尽可能的减少了焊接热输入。
Claims (1)
1.一种保证热室壳体平面度的焊接夹具，其特征是：包括放置在热室壳体内部的内胎架和放置在热室壳体外部的外胎架，所述内胎架的结构包括方管、垫板和一号连接板，每两根方管通过端部的焊接形成L形结构，四个L形结构首尾对接形成矩形结构，在首尾对接的L形结构设置有一号连接板，所述一号连接板与L形结构之间均通过螺栓连接，且通过一号连接板连接后的L形结构之间存在间隙，在形成矩形结构的四个L形结构的外围贴合一层垫板，所述的垫板为不锈钢材质；所述外胎架包括槽钢、二号连接板，每三段槽钢中的两端焊接在另外一段的两端形成U形结构，两个U形结构对接形成矩形结构，两个U形结构对接处的槽钢端部设置有二号连接板，二号连接板与U形结构连接的一端位于U形结构内壁的外侧，且二号连接板未与U形结构连接的一侧位于U形结构外壁的外侧，在两个U形结构对接处的两个二号连接板之间通过螺栓和螺母连接，且两个U形结构对接处存在间隙；其中内胎架所形成的矩形结构的尺寸与热室壳体的内部尺寸一致，外胎架所形成的矩形结构的尺寸与热室壳体的外部尺寸一致。
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| CN201821805221.6U CN209006956U (zh) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | 一种保证热室壳体平面度的焊接夹具 |
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| CN201821805221.6U CN209006956U (zh) | 2018-11-02 | 2018-11-02 | 一种保证热室壳体平面度的焊接夹具 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109202354A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-15 | 平湖核奇重型机械有限公司 | 一种保证热室壳体平面度的焊接夹具及焊接方法 |
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- 2018-11-02 CN CN201821805221.6U patent/CN209006956U/zh active Active
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| CN109202354A (zh) * | 2018-11-02 | 2019-01-15 | 平湖核奇重型机械有限公司 | 一种保证热室壳体平面度的焊接夹具及焊接方法 |
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