CN217045187U - 一种封头焊接定位工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种封头焊接定位工装，包括定位盘、进气管及至少一个定位柱；定位盘的外缘开设有固定封头的止口，定位盘上开设有进气孔；进气管一端固定于定位盘，且与进气孔连通，通过进气管通入保护气；至少一个定位柱装设于定位盘上，安装封头时通过定位柱对封头进行定位。本实用新型提供了一种封头焊接定位工装，解决了现有封头焊接时容易出现的定位不准确、焊接时易产生变形的问题。

Description

一种封头焊接定位工装

技术领域

本实用新型属于封头焊接技术领域，尤其涉及一种封头焊接定位工装。

背景技术

现有技术中，储氢罐封头与换热结构装配焊接位置度要求比较高，封头结构组件一般由1件标准椭圆封头、8根金属波纹管和1件接缘组焊而成，焊后不进行加工且要达到Ⅱ级焊缝质量要求，且整体装配焊接后需要耐压5.5MPa气压，以及氦气检漏仪检测泄漏率不大于1x10-7Pa·m3/s，封头结构组件的焊缝属于储氢装置的重要密封焊缝，对焊缝的强度等参数有较高的要求，并且只有保证8根波纹管的形位公差，才能为后续8根换热管同时装入8根波纹管提供便利，方便波纹管与换热管焊接，若定位不准，装入时会导致管不同心，用力搬管容易造成换热结构换热管与换热盘钎焊位置受损，管内通循环水发生泄漏，造成整个罐体内进入水导致合金粉污染，无法实现固态储氢，致使成本高昂的储氢罐报废。

此外，由于金属材料在焊接过程中填充大量的焊接材料会产生应力，一部分通过变形得以释放，另一部分残留在结构件中，焊接时易产生变形。

实用新型内容

针对相关技术中存在的不足之处，本实用新型提供了一种封头焊接定位工装，以至少解决现有封头焊接时容易出现的定位不准确、焊接时易产生变形的问题。

本实用新型提供一种封头焊接工装，包括：定位盘，其外缘开设有固定封头的止口，定位盘上开设有进气孔；进气管，进气管一端固定于定位盘，且与进气孔连通，通过进气管通入保护气；至少一个定位柱，装设于定位盘上，安装封头时通过定位柱对封头进行定位。

在其中一些实施例中，止口上进一步开设有向内的倒角。

在其中一些实施例中，当定位柱为多个时多个定位柱环设于定位盘上，进气孔位于多个定位柱之中。

在其中一些实施例中，定位盘上还开设有对应定位柱数量的配合通孔，定位柱对应固定于配合通孔上。

在其中一些实施例中，定位柱底部设置有第一台阶结构，定位柱通过第一台阶结构与配合通孔过盈配合。

在其中一些实施例中，定位柱中部设置有与封头的波纹管相配合的第二台阶结构。

在其中一些实施例中，工装还包括一个顶盘，顶盘同时与所有定位柱顶端固定连接。

在其中一些实施例中，顶盘开设有对应定位柱数量的顶盘孔，定位柱通过顶盘孔与顶盘固定连接。

在其中一些实施例中，定位柱上部开设有与顶盘相配合的第三台阶结构，顶盘通过第三台阶结构和顶盘孔与定位柱固定连接。

在其中一些实施例中，顶盘为环形。

基于上述技术方案，本实用新型提供了一种封头焊接定位工装，通过设计焊接定位装置减少变形，同时该装置具有背保功能，焊缝成形效果好，此外，该装置也可作为振动消应力装置和焊接结构件焊后进行退火消除残余应力的装置，能够使得焊接过程稳定可靠、能有效可靠地控制焊缝的成型质量以及提高生产效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型定位工装的结构示意图；

图2为本实用新型定位工装的第一应用状态示意图；

图3为本实用新型定位工装定位柱的结构示意图；

图4为本实用新型定位工装的第二应用状态示意图；

图中：

1、定位盘；11、进气孔；12、止口；13、倒角；14、配合通孔；2、进气管；3、定位柱；31、第一台阶结构；32、第二台阶结构；33、第三台阶结构；4、封头；41、封头孔；42、排气孔；43、起吊螺钉；5、波纹管；6、顶盘；61、顶盘孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“固定”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本申请实施例的定位工装可用于如图4所示的封头4，本申请实施例的封头4结构组件由1件t14标准椭圆封头4、8根金属波纹管5和1件接缘组焊而成。

如附图1-4所示的定位工装，包括圆形的定位盘1，其尺寸与封头4的尺寸配合，定位盘1的直径应略大于或等于封头4的外径，具体的，定位盘1外缘开设有固定封头4的止口12，在止口12上还进一步还设有向内的倒角13，封头4放置于定位盘1上时，可通过止口12和倒角13结构固定。

定位盘1中心位置开设有通保护气的圆形进气孔11，在具体实施中，通保护气2分钟进行背保，可避免背面焊缝氧化，提高焊接质量。本申请实施例的定位工装还包括一根进气管2，进气管2一端固定于定位盘1，且与进气孔11连通，可选的，进气管2与进气孔11接触部分首先进行点焊固定，再通过纸胶带进一步密封。

为了方便对波纹管5进行定位焊接，工装还设置有对应波纹管5数量的定位柱3，在本申请实施例中，封头4组件具有8根波纹管5，因此，本申请实施例的定位盘1在进气孔11周围均匀开设有8个配合通孔14，在配合通孔14上分别安装一定位柱3。在具体实施中，定位柱3底部设置台阶圆形式的第一台阶结构31，以使得定位柱3安装在配合通孔14中时能与其过盈配合。

在具体实施中，定位柱3中部设置有台阶圆形式的第二台阶结构32，当波纹管5放置于定位柱3上时，通过该第二台阶结构32定位波纹管5，保证8根波纹管5的高度位置一致。

在具体实施中，定位柱3上部还开设有台阶圆形式的第三台阶结构33，为了控制焊接变形，保持波纹管5垂直度，工装还包括一环形顶盘6，顶盘6上对应8根定位柱3设置有8个顶盘孔61，保证上端不出现张口现象，实现双重定位功能。顶盘6通过顶盘孔61同时与所有定位柱3顶端进行对应，并依托于第三台阶结构33固定连接。

基于上述结构，定位柱3内径与波纹管5紧配合，不会出现晃动现象。

在具体实施中，将定位盘1放置于水平框架上，然后将8根定位柱3依次敲入定位盘1的对应的配合通孔14上，保证过盈配合。

本申请实施例的t14的封头4机械加工有8个均布的封头孔41，孔口开45°焊接坡口。进一步的，封头4纸垫上设置有的排气孔42，保证保护气体顺利排出。封头4上具有起吊螺钉43，起吊封头4上的起吊螺钉43，将其穿过8根定位柱3，卡入定位盘1的止口12和倒角13，实现定位功能。

将波纹管5依次放入定位柱3，然后将顶盘6放置于定位柱3上的第三台阶结构33，保证波纹管5的垂直度。用手工氩弧焊将波纹管5均匀点固4点，然后用纸胶带将波纹管5与封头孔41位置密封粘接，通过进气管2通保护气，提前通保护气2分钟进行背保，避免背面焊缝氧化，提高焊接质量。随后开始焊接，进行十字对称焊接减少焊接变形，先对外侧进行打底焊接，然后进行全部打底焊接，待全部打底焊接完成后，依次进行填充盖面焊接。

拆除进气管2，将整个工装和封头4吊装于消应力振动工作台上消除焊接应力；然后带工装进行退火处理消除残余应力。

在具体实施中，最终拆除定位工装，24h后对波纹管5焊接位置进行X射线和超声检测，保证气密焊缝的质量；然后检测波纹管5的垂直度和位置度。进行装配焊接，封头4与筒体焊接完成后，竖立固定于装罐台上，换热结构整个吊装过程需4人分别十字对角负责一对U形管，防止U形管及换热结构钎焊部位受损，不允许和其他物体碰撞，然后将换热结构整体缓慢落入罐体，注意整个推送过程须缓慢进行。吊起封头4起吊螺钉43将封头4结构上8根波纹管5同时穿过8根换热管与筒体适配，需4人分别十字对角负责一对U形管，不允许强行将换热管插入波纹管5内，整个过程需缓慢进行。装配好后，先焊接筒体和封头4，然后焊接8处换热管和8处波纹管5，最后通过耐压和氦检保证各焊缝无泄漏。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种封头焊接定位工装，其特征在于，包括：

定位盘，其外缘开设有固定封头的止口，所述定位盘上开设有进气孔；

进气管，所述进气管一端固定于所述定位盘，且与所述进气孔连通，通过所述进气管通入保护气；至少一个定位柱，装设于所述定位盘上，安装所述封头时通过所述定位柱对所述封头进行定位。

2.根据权利要求1所述的封头焊接定位工装，其特征在于，所述止口上进一步开设有向内的倒角。

3.根据权利要求1所述的封头焊接定位工装，其特征在于，当所述定位柱为多个时多个所述定位柱环设于所述定位盘上，所述进气孔位于多个所述定位柱之中。

4.根据权利要求3所述的封头焊接定位工装，其特征在于，所述定位盘上还开设有对应所述定位柱数量的配合通孔，所述定位柱对应固定于所述配合通孔上。

5.根据权利要求4所述的封头焊接定位工装，其特征在于，所述定位柱底部设置有第一台阶结构，所述定位柱通过所述第一台阶结构与所述配合通孔过盈配合。

6.根据权利要求3所述的封头焊接定位工装，其特征在于，所述定位柱中部设置有与所述封头的波纹管相配合的第二台阶结构。

7.根据权利要求3所述的封头焊接定位工装，其特征在于，所述工装还包括一个顶盘，所述顶盘同时与所有所述定位柱顶端固定连接。

8.根据权利要求7所述的封头焊接定位工装，其特征在于，所述顶盘开设有对应所述定位柱数量的顶盘孔，所述定位柱通过所述顶盘孔与所述顶盘固定连接。

9.根据权利要求8所述的封头焊接定位工装，其特征在于，所述定位柱上部开设有与所述顶盘相配合的第三台阶结构，所述顶盘通过所述第三台阶结构和所述顶盘孔与所述定位柱固定连接。

10.根据权利要求7所述的封头焊接定位工装，其特征在于，所述顶盘为环形。

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