一種用于薄壁筒段環(huán)焊的裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種用于薄壁筒段環(huán)焊的裝置，解決帶有滾筋或內(nèi)筋的薄壁筒段環(huán)形焊接的裝夾和氣體保護(hù)問題。焊接裝置主要由內(nèi)撐機(jī)構(gòu)、筒體支撐壓緊機(jī)構(gòu)、氣體保護(hù)機(jī)構(gòu)等部分組成，各部分機(jī)構(gòu)在筒體腔室內(nèi)部及兩端配合使用。該裝置通過調(diào)節(jié)前端螺母，以芯軸錐面?zhèn)髁?，推?dòng)漲緊塊向外移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)漲緊力微調(diào)，能夠保證筒體工件內(nèi)部支撐的精確到位，并在軸向壓力的作用下使待焊端面良好貼緊，可有效地控制焊接變形。芯軸具有良好的剛度和強(qiáng)度，配合前后端蓋及漲緊塊弧面的加工精度，保證焊接后筒體母線的直線度。氣體保證了焊縫質(zhì)量。
【專利說明】一種用于薄壁筒段環(huán)焊的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種筒段環(huán)焊裝置，特別涉及一種大長徑比且?guī)в袃?nèi)部加強(qiáng)筋的薄壁圓筒環(huán)焊用焊接裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]筒段環(huán)形焊接成型是典型的焊接方式，對于大長徑比小截面薄壁圓筒焊接，焊接前保證焊縫的貼緊對齊，并在焊接過程中對焊縫背面進(jìn)行氣體保護(hù)是影響產(chǎn)品焊接質(zhì)量的關(guān)鍵。如某鈦合金筒體，結(jié)構(gòu)外型尺寸:內(nèi)徑200mm，壁厚0.6mm，長600mm，在長度方向上每隔150_，有一道加強(qiáng)內(nèi)筋。它是由兩段均為300_長的筒段焊接而成，由于筒體的厚度僅有0.6_，且內(nèi)部有加強(qiáng)筋，難以采用芯軸方式或外部壓緊方式進(jìn)行裝夾。另一方面，在進(jìn)行焊接時(shí)，為防止焊縫氧化，保證焊接強(qiáng)度，必須在焊接過程中在焊縫背面進(jìn)行惰性氣體保護(hù)(焊縫正面的氣體保護(hù)由焊接設(shè)備提供)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于大長徑比金屬薄壁筒段環(huán)焊用地焊接裝置，解決帶有滾筋或內(nèi)筋的薄壁筒段環(huán)形焊接的裝夾和氣體保護(hù)問題，完成薄壁筒段的焊接，提高焊接質(zhì)量和成品率。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0004]焊接裝置主要由內(nèi)撐機(jī)構(gòu)、筒體支撐壓緊機(jī)構(gòu)、氣體保護(hù)機(jī)構(gòu)等部分組成，各部分機(jī)構(gòu)在筒體腔室內(nèi)部及兩端配合使用。
[0005]如圖1所示，內(nèi)撐機(jī)構(gòu)主要由芯軸、支撐板、壓環(huán)、和彈簧組成，芯軸為階梯軸，中間為錐面，兩端有螺紋；漲緊塊為扇形，弧形端面開有氣體倒流槽，扇面上沿徑向有導(dǎo)向槽及氣孔；支撐板一側(cè)有圓環(huán)凸臺，另一側(cè)沿徑向有導(dǎo)向滑塊，與芯軸為間隙配合，導(dǎo)向滑塊的形狀與漲緊塊導(dǎo)向槽的形狀匹配且支撐板導(dǎo)向塊的徑向長度小于漲緊塊導(dǎo)向槽的徑向長度；漲緊塊通過導(dǎo)向槽裝配在支撐板的導(dǎo)向塊上；壓板為圓環(huán)板，壓環(huán)和裝有漲緊塊的支撐板依次套在芯軸上并將漲緊塊鎖緊在壓環(huán)和支撐板之間，限制漲緊塊的軸向移動(dòng).[0006]筒體支撐壓緊機(jī)構(gòu)，主要由前端蓋、后端蓋、支撐筒、連桿、芯軸螺母組成。前、后端蓋一側(cè)分別有圓環(huán)凸臺，且端蓋上有供氣體流動(dòng)的通孔，連桿與前端蓋和支撐板之間分別通過螺釘固定連接，并將支撐筒壓緊在前端蓋與支撐板之間、形成前部支撐，支撐前段待焊筒體工件，后端蓋配合芯軸及芯軸螺母支撐并壓緊后段待焊筒體工件。
[0007]氣體保護(hù)機(jī)構(gòu)主要由氣管、氣嘴組成，將氣嘴與氣管聯(lián)接后將氣嘴安裝到漲緊塊的導(dǎo)流槽位置，并通過漲緊塊上的導(dǎo)流槽、前后端蓋上的氣孔組成氣體通路。焊接作業(yè)時(shí)，通過氣體保護(hù)機(jī)構(gòu)向?qū)Я鞑蹆?nèi)充滿惰性氣體，以起到防止氧化及快速降溫作用。
[0008]焊接時(shí)，首先將連接成一體的壓環(huán)、漲緊塊、支撐板、連桿、支撐筒和前端蓋套在芯軸一側(cè)，并將芯軸螺母初步鎖緊，然后將待焊工件I套在支撐筒、漲緊塊外側(cè)；其次將氣體保護(hù)機(jī)構(gòu)安裝到位，最后將待測工件2、后端蓋依次套在芯軸另一側(cè)，將芯軸螺母初步鎖緊。調(diào)節(jié)時(shí)，擰緊前端芯軸螺母被，使芯軸沿軸向移動(dòng)，其上錐面推動(dòng)漲緊塊沿支撐板上的導(dǎo)向塊向外移動(dòng)，使?jié)q緊塊和待焊接工件緊密接觸，將待測工件撐起，同時(shí)鎖緊后端芯軸螺母，使兩個(gè)待焊工件端面貼緊，進(jìn)行焊接。
[0009]進(jìn)一步的，支撐板的導(dǎo)向滑塊和漲緊塊的導(dǎo)向槽徑向間隙之間安裝有彈簧，且安裝后彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧提供漲緊塊回程動(dòng)力使?jié)q緊塊復(fù)位。
[0010]該裝置通過調(diào)節(jié)前端螺母，以芯軸錐面?zhèn)髁?，推?dòng)漲緊塊向外移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)漲緊力微調(diào)，能夠保證筒體工件內(nèi)部支撐的精確到位，并在軸向壓力的作用下使待焊端面良好貼緊，可有效地控制焊接變形。芯軸具有良好的剛度和強(qiáng)度，配合前后端蓋及漲緊塊弧面的加工精度，保證焊接后筒體母線的直線度。氣體保證了焊縫質(zhì)量。
[0011]該裝置對壁厚小于1_的不同材料的薄壁筒體環(huán)焊具有很好的適應(yīng)性，能夠適用不同焊接方法，尤其對激光焊等對工件精度要求較高的精密焊接起到很好的保障作用。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是該薄壁筒段環(huán)焊裝置剖面示意圖(含待焊工件)。
[0013]圖2是該薄壁筒段環(huán)焊裝置三維爆炸示意(含待焊工件)。
[0014]圖1、圖2中各部分名稱及作用如下:
[0015]I—后端螺母、2—?dú)夤堋?—?dú)庾臁?—漲緊塊、5——彈簧、6——支撐套筒、
[0016]7—前端螺母、8—前端蓋、9—連桿、10—支撐板、11——待焊工件1、
[0017]12——壓環(huán)、13——待焊工件2、14——芯軸、15——后端蓋
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面通過實(shí)例對本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說明，但是需要注意的是，公布實(shí)施例的目的在于幫助進(jìn)一步理解本實(shí)用新型，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解:在不脫離本實(shí)用新型及所附的權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)，各種替換和修改都是可能的。因此，本實(shí)用新型不應(yīng)局限于實(shí)施例所公開的內(nèi)容，本實(shí)用新型要求保護(hù)的范圍以權(quán)利要求書界定的范圍為準(zhǔn)。
[0019]一種用于薄壁筒段環(huán)焊的裝置包括，焊接裝置主要由內(nèi)撐機(jī)構(gòu)、筒體支撐壓緊機(jī)構(gòu)、氣體保護(hù)機(jī)構(gòu)等部分組成，各部分機(jī)構(gòu)在筒體腔室內(nèi)部及兩段配合使用。
[0020]如圖1所示，內(nèi)撐機(jī)構(gòu)主要由芯軸、3個(gè)漲緊塊、支撐板、壓環(huán)、3個(gè)彈簧組成。芯軸中部設(shè)有錐面，兩端加工螺紋；3個(gè)漲緊塊均為120度扇形，弧形端面開有氣體倒流槽，中間開有導(dǎo)向槽及氣孔；支撐板為圓形結(jié)構(gòu)，其上設(shè)有導(dǎo)向滑塊；漲緊塊、支撐板、壓環(huán)通過3個(gè)螺釘連接，彈簧安裝于支撐板的導(dǎo)向滑塊和漲緊塊的導(dǎo)向槽之間。當(dāng)前端螺母被擰緊時(shí)，芯軸沿軸向移動(dòng)，其上錐面推動(dòng)漲緊塊移動(dòng)，漲緊塊沿支撐板上的導(dǎo)向塊向外移動(dòng)，使?jié)q緊塊和焊接工件緊密接觸，起到支撐固定工件作用。焊接完成，松開芯軸等部件，彈簧提供漲緊塊回程動(dòng)力使?jié)q緊塊復(fù)位，為下一工件焊接做好準(zhǔn)備。
[0021]筒體支撐壓緊機(jī)構(gòu)，由前端板、后端板、支撐筒、連桿、及芯軸螺母等組成。前端板、支撐板設(shè)有同支撐筒配套的凸臺，連桿一端通過螺紋連接前端板，另一端通過螺釘連接支撐板，形成前部支撐，支撐待焊工件1，后端蓋配合芯軸及螺母支撐后待焊工件2，前后端蓋起到壓緊兩工件焊縫作用。
[0022]氣體保護(hù)機(jī)構(gòu)主要由軟管氣管、氣嘴組成，漲緊塊頂端設(shè)置有氣體導(dǎo)流槽及進(jìn)氣孔，前后端蓋上設(shè)有通氣孔，與氣管形成氣體通路。焊接作業(yè)時(shí)，通過氣管向?qū)Я鞑蹆?nèi)充滿惰性氣體，起到保護(hù)焊縫背面防止氧化及快速降溫作用。
[0023]待焊工件為兩個(gè)內(nèi)徑200mm、壁厚0.6mm、長300mm的通段(剖視圖見圖1中11、13)，焊接裝置的具體使用過程如下:
[0024]1.將前端板放置在工作臺上，將安裝支撐套筒和四根連桿安裝在前端板上，將支撐板置于支撐套筒之上并對正卡槽及連桿位置，然后裝四個(gè)連桿及其螺釘，拉緊支撐板、支撐套筒和起那段蓋，形成前筒段支撐體。
[0025]2.將三個(gè)支撐塊安裝在支撐板上，對正導(dǎo)向槽及導(dǎo)向塊位置，并裝入彈簧，然后用3個(gè)螺釘將壓環(huán)安裝在支撐板的導(dǎo)向滑塊上。形成漲緊機(jī)構(gòu)，過程中要確保其能沿導(dǎo)向塊順暢滑
[0026]3.安裝氣管、氣嘴。
[0027]4.裝入待焊工件1，使之一端與前端蓋凸臺靠實(shí)。
[0028]5.裝入芯軸及待焊工件2，對正兩待焊工件的接觸端面，擰緊芯軸前端螺母，適當(dāng)調(diào)節(jié)漲緊力，使3個(gè)漲緊塊與待焊工件內(nèi)壁貼緊。
[0029]6.安裝后端蓋及螺母，用扳手固定芯軸，并用另一扳手?jǐn)Q緊螺母，調(diào)節(jié)周向壓緊力使兩待焊工件接觸面縫隙最小。
[0030]7.將裝置一端固定在卡盤上,另一端用頂尖支撐。
[0031]8.氣管連接氣源進(jìn)行充氣保護(hù)后，開啟焊接設(shè)備進(jìn)行焊接。
[0032]9.完成焊接后拆掉后端芯軸螺母、后端蓋，松開前端螺母，使?jié)q緊塊在彈簧作用下回程，退出完成焊接的工件，為下一次焊接做準(zhǔn)備。
【權(quán)利要求】
1.一種用于薄壁筒段環(huán)焊的裝置，其特征在于，主要由內(nèi)撐機(jī)構(gòu)、筒體支撐壓緊機(jī)構(gòu)、氣體保護(hù)機(jī)構(gòu)組成；內(nèi)撐機(jī)構(gòu)主要由芯軸、支撐板、壓環(huán)、漲緊塊和彈簧組成；芯軸為階梯軸，中間為錐面，兩端有螺紋；漲緊塊為扇形，弧形端面開有氣體倒流槽，扇面上沿徑向有導(dǎo)向槽及氣孔；支撐板一側(cè)有圓環(huán)凸臺，另一側(cè)沿徑向有導(dǎo)向滑塊，與芯軸為間隙配合，導(dǎo)向滑塊的形狀與漲緊塊導(dǎo)向槽的形狀匹配且支撐板導(dǎo)向滑塊的徑向長度小于漲緊塊導(dǎo)向槽的徑向長度；漲緊塊通過導(dǎo)向槽裝配在支撐板的導(dǎo)向滑塊上；壓環(huán)為圓環(huán)板，壓環(huán)和裝有漲緊塊的支撐板依次套在芯軸上并將漲緊塊鎖緊在壓環(huán)和支撐板之間；支撐壓緊機(jī)構(gòu)，主要由前端蓋、后端蓋、支撐筒、連桿、芯軸螺母組成；前、后端蓋一側(cè)分別有圓環(huán)凸臺，且端蓋上有供氣體流動(dòng)的通孔，連桿與前端蓋和支撐板之間分別通過螺釘固定連接，支撐筒被壓緊在前端蓋與支撐板之間、形成前部支撐，后端蓋配合芯軸及芯軸螺母支撐并壓緊后段待焊筒體工件；氣體保護(hù)機(jī)構(gòu)主要由氣管、氣嘴組成，氣嘴與氣管聯(lián)接后氣嘴安裝到漲緊塊的導(dǎo)流槽位置。2、如權(quán)利要求1所述的用于薄壁筒段環(huán)焊的裝置，其特征在于，支撐板的導(dǎo)向滑塊和漲緊塊的導(dǎo)向槽徑向間隙之間安裝有彈簧，且安裝后彈簧處于壓縮狀態(tài)。
【文檔編號】B23K37/04GK203592240SQ201320588058
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年9月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月23日
【發(fā)明者】陳忠偉 申請人:北京航天新風(fēng)機(jī)械設(shè)備有限責(zé)任公司