CN213592158U - 一种大口径管道焊接用变角度焊接工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种大口径管道焊接用变角度焊接工装，包括底板、立柱、承载梁、转动轴、试件固定装置、角度调节装置、驱动装置以及固定件；立柱垂直固定在底板上；承载梁包括通过连接形成来回弯形状的第一延伸段、中间折弯段和第二延伸段，中间折弯段通过转动轴与立柱转动连接，第一延伸段和第二延伸段分别位于立柱的两侧；试件固定装置固定在第一延伸段的上表面；角度调节装置设置在第二延伸段的上方；驱动装置安装在角度调节装置中并能够向第二延伸段施加向下的作用力，以使第一延伸段向上转动到预定角度；固定件能够使立柱和角度调节装置之间的相对位置固定。本实用新型能够快速焊接不同角度需求的大口径管道，可保障操作安全。

Description

一种大口径管道焊接用变角度焊接工装

技术领域

本实用新型涉及管道焊接技术领域，具体来讲，涉及一种大口径管道焊接用变角度焊接工装。

背景技术

在管道安装技术培训中，传统培训工装均统一采用Φ89×7管道作为立柱来进行管道组对、焊接。发明人发现，采用传统培训工装对较小口径的管道进行组对、焊接时没有任何问题，但当管道直径超过DN1000后，由于自身设置问题，传统培训工装对于水平管道组对、焊接问题还可以应付，但换用45度工装后，组对和工装强度都变得不理想。由于焊接的管道都是短接，且两头活管，不像施工线路完成焊接时，需要焊接的一头有足够的支撑，因此大口径管道只能先在地面完成组对，然后吊装上管架进行焊接。由于吊装后的管道重量超出了工装原有强度，故需要调整好管道后设置支撑加固，以保证安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本实用新型的目的之一在于提供一种适合于大口径管道焊接用的变角度焊接工装，能够弥补传统培训工装在功能上的不足并解决大口径厚壁管道带来的安全问题，满足大口径管道工艺安装及培训用途。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种大口径管道焊接用变角度焊接工装，包括底板、立柱、承载梁、转动轴、试件固定装置、角度调节装置、驱动装置以及固定件。其中，立柱垂直固定在底板上；承载梁包括通过连接形成来回弯形状的第一延伸段、中间折弯段和第二延伸段，中间折弯段通过转动轴与立柱转动连接，第一延伸段和第二延伸段分别位于立柱的两侧；试件固定装置固定在第一延伸段的上表面并能够固定管件的一端；角度调节装置设置在第二延伸段的上方；驱动装置安装在角度调节装置中并能够向第二延伸段施加向下的作用力，以使第一延伸段向上转动到预定角度；固定件能够使立柱和角度调节装置之间的相对位置固定。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述立柱可为矩形管，所述第一延伸段可为矩形管，所述中间折弯段可为两个相互面对且形状和尺寸相同的横板，所述第二延伸段可为矩形管或者两个相互面对且形状和尺寸相同的横板，其中第一延伸段与中间折弯段连接构成的夹角可为90～180度，第一延伸段和第二延伸段可被设置为相互平行。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述立柱沿从上到下可开设有多个第一固定孔，所述中间折弯段可开设有相互面对并能够与第一固定孔对应的第二固定孔，所述第一、第二固定孔的孔径大于所述转动轴的外径，所述立柱和中间折弯段通过插入第一、第二固定孔中的转动轴来实现所述转动连接，所述承载梁转动的预定角度可为0～90度。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述试件固定装置可包括倒L型夹具和可拆卸调节件，所述夹具的一端固定在所述第一延伸段的上表面，另一端与第一延伸段的上表面平行从而形成容纳管件的开口，所述可拆卸调节件被设置为能够插入所述夹具的顶部以与管件抵紧固定。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述角度调节装置可包括与所述第二延伸段连接的纵向连接件；所述立柱的上段还可固定连接有限位件，限位件具有纵向的滑道；所述纵向连接件可位于所述滑道中并能够沿滑道上下移动，所述纵向连接件的下端还与所述第二延伸段的端部铰接。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述限位件上可开设有若干组第一定位孔，每组第一定位孔包括一个或两个相互面对的第一定位孔；所述纵向连接件具有中空的腔体，腔体壁上可开设有若干组第二定位孔，每组第二定位孔包括一个或两个相互面对的第二定位孔；任一组第二定位孔与任一组第一定位孔都能够相互面对；所述驱动装置可位于所述中空腔体中；所述固定件可包括固定销，在任一组第二固定孔与任一组第一固定孔互相面对的情况下，固定销能够插入第一、第二定位孔中，以使所述立柱和角度调节装置之间的相对位置固定。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述驱动装置可包括千斤顶，所述限位件位于千斤顶的上部，并能够限制千斤顶向上的位移。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述驱动装置可包括长距手动液压支撑杆。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述焊接工装还可包括两个可拆卸连接件，所述可拆卸连接件连接在所述转动轴的两端。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述底板上还可设置有沿所述立柱周向布置的一个或多个斜向支撑件，所述斜向支撑件的一端与所述底板的板面固定连接，另一端与所述立柱的柱身固定连接。

在本实用新型的一个示例性实施例中，所述第一延伸段的上表面可开设至少两个凹槽，管件的焊接部位于所述第一延伸段的凹槽中。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果和优点包括：本实用新型可在平面完成管道组对，使管件处于最佳组对状态；组对完成后，可在10度、20度、45度等多种角度下进行管道焊接，能够满足不同角度的焊接需求；对传统培训工装的底板进行了支撑加固，增强了立柱的稳固性，起到了保障安全的作用；能够承受较大的管件重量(例如，2t以内管件的重量)，适用于大口径管道(例如，DN800～DN1000大口径管道)的组对、焊接。

附图说明

图1示出了本实用新型的一个示例性实施例的大口径管道焊接用变角度焊接工装的结构示意图；

图2A示出了焊接角度为10度时插销与插销孔的结构示意图；

图2B示出了焊接角度为20度时插销与插销孔的结构示意图；

图2C示出了焊接角度为30度时插销与插销孔的结构示意图；

图2D示出了焊接角度为45度时插销与插销孔的结构示意图。

附图标记说明如下：

1-承载梁，2-立柱，3-底板，4-转动轴，5-试件固定装置，6-角度调节装置，7-千斤顶，8-插销，9-限位件，10-支撑件。

具体实施方式

在下文中，将结合附图和示例性实施例来详细说明本实用新型的大口径管道焊接用变角度焊接工装。本文中，“第一”、“第二”仅仅是为了方便描述和区分，而不能理解为指示或暗示相对重要性或具有严格的顺序性。

在本实用新型的一个示例性实施例中，大口径管道焊接用变角度焊接工装包括承载梁、立柱、底板、转动轴、试件固定装置、角度调节装置、驱动装置以及固定件。

具体地，立柱为矩形钢管，且立柱垂直固定在底板上。例如，底板可以为长2000mm、宽1200mm、高10mm的矩形钢板，立柱可以为长60mm、宽100mm、高1500mm的矩形钢管，立柱垂直焊接在底板的板面上。

承载梁包括通过连接形成来回弯形状的第一延伸段、中间折弯段和第二延伸段，中间折弯段通过转动轴与立柱转动连接，第一延伸段和第二延伸段分别位于立柱的两侧。第一延伸段可为中空的矩形管，中间折弯段可为两个相互面对且形状和尺寸相同的横板，第二延伸段可为矩形管或者两个相互面对且形状和尺寸相同的横板。其中，第一延伸段与中间折弯段连接构成的夹角为90～180度，第一延伸段和第二延伸段被设置为相互平行。

例如，第一延伸段可以为长1000mm、宽100mm、高60mm的矩形钢管，中间折弯段的两个横板可以为长100mm、宽12mm、高60mm矩形钢板，第二延伸段可以为长200mm、宽100mm、高60mm的矩形钢管，中间折弯段的两个横板分别焊接在第一延伸段的一个端面的两侧，且横板与第一延伸段的端面连接的夹角可以为140度，两个横板的另一侧分别焊接在第二延伸段的一个端面的两侧，横板与第二延伸段的端面连接的夹角也为140度，即第一延伸段和第二延伸段相互平行。

又例如，第一延伸段可以为长1200mm、宽110mm、高80mm的矩形钢，中间折弯段的两个平板可以为长110mm、宽14mm、高80mm矩形钢板，第二延伸段可以为长200mm、宽14mm、高80mm的矩形钢板，中间折弯段的两个平板分别焊接在第一延伸段的一个端面的两侧，且平板与第一延伸段的端面连接的夹角可以为150度，两个平板的另一侧分别与第二延伸段的两个平板焊接，中间折弯段与第二延伸段的连接夹角也为150度，即第一延伸段和第二延伸段相互平行。

第一延伸段的上表面可开设至少两个凹槽，管件的焊接部位于所述第一延伸段的凹槽中。这里，凹槽是焊缝预留位置，不同位置的凹槽能够满足较长管件和较短管件的夹持要求。例如，可以开设两个方形凹槽。

承载梁转动的预定角度可为0～90度。这里，当承载梁的第一延伸段位于水平位置与立柱相互垂直连接时，即视为承载梁的旋转角度为0度，当承载梁位于竖直位置与立柱相互平行时，即视为承载梁的旋转角度为90度。

立柱的柱身上设有第一固定孔，中间折弯段的两个板面上可分别开设有相互面对并能够与第一固定孔对应的第二固定孔，所述第一、第二固定孔的孔径等于或略大于转动轴的外径，立柱和中间折弯段通过插入第一、第二固定孔中的转动轴来实现所述转动连接。所述第一固定孔可以设置多个，多个第一固定孔沿立柱从上至下设置，以使承载梁能够相对于立柱在竖直面内位于不同的位置。转动轴的两端还可连接有两个第一可拆卸连接件，用于固定转动轴的位置。例如，第一固定孔可设置三个，分别对应高、中、低三种不同的焊接高度，第一可拆卸连接件可以为连接螺栓。

试件固定装置固定在所述第一延伸段的上表面并能够固定管件的一端。所述试件固定装置可包括倒L型夹具和可拆卸调节件。其中，夹具的一端固定在所述第一延伸段的上表面，另一端与所述第一延伸段的上表面平行从而形成容纳管件的开口，可拆卸调节件被设置为能够插入夹具的顶部以与管件抵紧固定。例如，可拆卸调节件可以为锁紧螺栓，将管件穿过所述第一延伸段并送至倒L型夹具的开口，通过拧紧锁紧螺栓能够使夹具和管件抵紧固定。另外，可在承载梁的第一延伸段上设置快速夹，用于夹紧固定管件的另一端。

角度调节装置设置在所述第二延伸段的上方并包括与所述第二延伸段连接的纵向连接件。立柱的上段还固定连接有限位件，限位件位于驱动装置的上部，并能够限制驱动装置向上的位移，且限位件具有纵向的滑道。纵向连接件位于滑道中并能够沿滑道上下移动，且纵向连接件的下端还与所述第二延伸段的端部铰接。限位件上开设有若干组第一定位孔，每组第一定位孔包括一个或两个相互面对的第一定位孔。纵向连接件具有中空的腔体，腔体壁上开设有若干组第二定位孔，每组第二定位孔包括一个或两个相互面对的第二定位孔。任一组第二定位孔与任一组第一定位孔都能够相互面对。所述固定件包括固定销，在任一组第二固定孔与任一组第一固定孔互相面对的情况下，固定销能够插入第一、第二定位孔中，以使立柱和角度调节装置之间的相对位置固定。

例如，限位件可以为长300mm、宽100mm、高50mm的矩形钢管，限位件可垂直焊接在立柱的上端，并位于角度调节装置中，以实现限制驱动装置向上的位移；纵向连接件可以为长100mm、宽100mm、高600mm、厚度8mm的方形框架；限位件上可开设有一个第一定位孔，纵向连接件的腔体壁上可开设有三组第二定位孔，三组第二定位孔分别对应于将承载梁旋转至0度、30度、45度；固定件可以为插销，第一、第二定位孔可以为插销孔，通过将插销插入插销孔，起到角度固定的作用，同时也是安全的保障。

又例如，限位件可以为长200mm、宽100mm、高40mm的矩形钢管，纵向连接件可以为长100mm、宽8mm、高600mm的两个竖直的矩形钢板。

驱动装置安装在角度调节装置的中空腔体中并能够向第二延伸段施加向下的作用力，以使第一延伸段向上转动到预定角度。驱动装置可以为千斤顶或长距手动液压支撑杆。驱动装置位于限位件和所述第二延伸段之间，以实现所述限制驱动装置向上的位移。

底板上还设置有沿立柱周向布置的一个或多个斜向支撑件，斜向支撑件的一端与底板的板面固定连接，另一端与立柱的柱身固定连接。支撑杆用于加强立柱的稳固性，以便于叉车搬运。例如，支撑件可以为矩形钢，可在底板上加固焊接四个矩形钢作支撑件，且四个支撑杆可沿立柱周向等距分布。又例如，支撑件可以为一个呈直角三角形形状的钢板，钢板的一个直边与底板加固焊接，另一个直边与立柱加固焊接。

为了更好地理解本实用新型的上述示例性实施例，下面结合附图和具体示例对其进行进一步说明。

图1示出了本实用新型大口径管道焊接用变角度焊接工装的一个示例性实施例的结构示意图。

如图1所示，大口径管道焊接用变角度焊接工装包括承载梁1，立柱2，底板3，转动轴4，试件固定装置5，角度调节装置6，千斤顶7，插销8，限位件9，支撑件10。

其中，底板3放置在地面上，立柱2垂直焊接在底板3上。承载梁1设置为来回弯形状并包括第一延伸段、中间折弯段和第二延伸段，且承载梁1的中间延伸段通过转动轴4与立柱2转动连接，试件固定装置5固定安装在承载梁1的第一延伸段的上表面，角度调节装置6与承载梁的第二延伸段的端部铰接。承载梁1的上表面开设有两个方形凹槽，用于为管件的焊接部位设置焊缝预留位置。限位件9垂直焊接在立柱2的上段，并且位于角度调节装置6内。千斤顶7固定安装在角度调节装置6中，并位于限位件9的下方。插销8插入角度调节装置6中的插销孔中以限制千斤顶7向上的位移。支撑件10的一端与底板3焊接，另一端与立柱2焊接。

图2A、图2B、图2C和图2D分别示出了本示例性实施例的焊接工装不同焊接角度下插销与插销孔的结构示意图。如图所示，本实施例的焊接工装共设置了10度、20度、30度、45度四种焊接角度，通过设置承载梁1处于0度平面状态，使管件处于最佳组对状态完成组对或组对点焊，然后，可通过设置的千斤顶7，将承载梁1及管件旋转到30度(或者10度、20度、45度)进行管道焊接。

以

的钢管组对焊接培训为例：

(1)选取

管道一对(200～300mm/节)打磨、找平坡口。

(2)将焊接工装的承载梁1调节到水平位置，利用手动叉车将打磨好找平的两管道短接依次送上水平位置的工装夹具，调节压紧直板至适合

管道夹持位置，拧紧可拆卸连接件(例如，尾部螺栓)，固定工装位置的一段短节。

(3)利用外对管器完成管道组对并点焊组对块，拆除外对管器。

(4)利用较长距千斤顶7将承载梁1及管件顶到需要焊接的角度(例如，10度、20度、30度、45度之一)，插入插销8固定，即完成需要焊接角度的固定和调节。

综上所述，本实用新型的大口径管道焊接用变角度焊接工装及焊接平台的优点可包括：

(1)本实用新型的变角度焊接工装，可在管道组对完成后进行焊接角度调整，以满足不同管道的焊接角度需求；

(2)能够实现单人对大口径管道(例如，DN800～DN1400的大口径管道)的组对、焊接，可节省人力，成本低；

(3)本实用新型的底板设置了斜向支撑件来对立柱加固稳定，使工装能够承受较大的管件重量(例如，2t以内管件的重量)，起到了保障安全的作用。

尽管上面已经结合示例性实施例及附图描述了本实用新型，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。

Claims (10)

1.一种大口径管道焊接用变角度焊接工装，其特征在于，所述焊接工装包括底板、立柱、承载梁、转动轴、试件固定装置、角度调节装置、驱动装置以及固定件；其中，

立柱垂直固定在底板上；

承载梁包括通过连接形成来回弯形状的第一延伸段、中间折弯段和第二延伸段，中间折弯段通过转动轴与立柱转动连接，第一延伸段和第二延伸段分别位于立柱的两侧；

试件固定装置固定在第一延伸段的上表面并能够固定管件的一端；

角度调节装置设置在第二延伸段的上方；

驱动装置安装在角度调节装置中并能够向第二延伸段施加向下的作用力，以使第一延伸段向上转动到预定角度；

固定件能够使立柱和角度调节装置之间的相对位置固定。

2.根据权利要求1所述的大口径管道焊接用变角度焊接工装，其特征在于，所述立柱为矩形管，所述第一延伸段为矩形管，所述中间折弯段为两个相互面对且形状和尺寸相同的横板，所述第二延伸段为矩形管或者两个相互面对且形状和尺寸相同的横板，其中第一延伸段与中间折弯段连接构成的夹角为90～180度，第一延伸段和第二延伸段被设置为相互平行。

3.根据权利要求1所述的大口径管道焊接用变角度焊接工装，其特征在于，所述立柱沿从上到下开设有多个第一固定孔，所述中间折弯段开设有相互面对并能够与第一固定孔对应的第二固定孔，所述第一、第二固定孔的孔径大于所述转动轴的外径，所述立柱和中间折弯段通过插入第一、第二固定孔中的转动轴来实现所述转动连接，所述承载梁转动的预定角度为0～90度。

4.根据权利要求1所述的大口径管道焊接用变角度焊接工装，其特征在于，所述试件固定装置包括倒L型夹具和可拆卸调节件，所述夹具的一端固定在所述第一延伸段的上表面，另一端与第一延伸段的上表面平行从而形成容纳管件的开口，所述可拆卸调节件被设置为能够插入所述夹具的顶部以与管件抵紧固定。

5.根据权利要求1所述的大口径管道焊接用变角度焊接工装，其特征在于，所述角度调节装置包括与所述第二延伸段连接的纵向连接件；

所述立柱的上段还固定连接有限位件，限位件具有纵向的滑道；

所述纵向连接件位于所述滑道中并能够沿滑道上下移动，所述纵向连接件的下端还与所述第二延伸段的端部铰接。

6.根据权利要求5所述的大口径管道焊接用变角度焊接工装，其特征在于，所述限位件上开设有若干组第一定位孔，每组第一定位孔包括一个或两个相互面对的第一定位孔；

所述纵向连接件具有中空的腔体，腔体壁上开设有若干组第二定位孔，每组第二定位孔包括一个或两个相互面对的第二定位孔；任一组第二定位孔与任一组第一定位孔都能够相互面对；

所述驱动装置位于所述中空腔体中；

所述固定件包括固定销，在任一组第二固定孔与任一组第一固定孔互相面对的情况下，固定销能够插入第一、第二定位孔中，以使所述立柱和角度调节装置之间的相对位置固定。

7.根据权利要求5所述的大口径管道焊接用变角度焊接工装，其特征在于，所述驱动装置包括千斤顶，所述限位件位于千斤顶的上部，并能够限制千斤顶向上的位移。

8.根据权利要求7所述的大口径管道焊接用变角度焊接工装，其特征在于，所述驱动装置包括长距手动液压支撑杆。

9.根据权利要求1所述的大口径管道焊接用变角度焊接工装，其特征在于，所述焊接工装还包括两个可拆卸连接件，所述可拆卸连接件连接在所述转动轴的两端。

10.根据权利要求1所述的大口径管道焊接用变角度焊接工装，其特征在于，所述底板上还设置有沿所述立柱周向布置的一个或多个斜向支撑件，所述斜向支撑件的一端与所述底板的板面固定连接，另一端与所述立柱的柱身固定连接。

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