本發(fā)明屬于焊接防變形裝置領(lǐng)域，具體涉及一種適用于大型曲面薄板的焊接防變形裝置及方法。

背景技術(shù)：

薄板殼體因為自身厚度的原因在焊接過程中極易變形，其變形具有復(fù)雜性和多樣性，目前仍是國內(nèi)外焊接工藝領(lǐng)域的一項技術(shù)難題。薄板焊接變形問題嚴(yán)重影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，只有對其進(jìn)行系統(tǒng)的分析，找出控制其變形的技術(shù)措施，不斷運用積累的經(jīng)驗，借助相關(guān)的裝置方能達(dá)到控制薄板殼體焊接變形量的目的。傳統(tǒng)的大型薄板曲面殼體的焊接防變形主要通過焊接工藝進(jìn)行控制，殼體的焊接過程中需要隨時觀察和檢驗焊縫周圍的變形量。同時，焊接接頭的兩側(cè)需要焊接臨時固定卡具，待焊縫焊接完成后再對其進(jìn)行拆除，固定卡具的焊接和拆除過程會使薄板殼體產(chǎn)生曲率變形，影響殼體焊接成型后的曲率精度。因此，有必要提供一種新的曲面薄板焊接防變形裝置和方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題采用的技術(shù)方案如下：

一種大型曲面薄板焊接防變形裝置，其特征在于：包括設(shè)置于兩塊曲面薄板對接焊縫下方的基座A，和分別設(shè)置于兩塊曲面薄板自由端底部的基座B，所述的基座A和基座B上均設(shè)有滾輪，曲面薄板底部垂直設(shè)置于滾輪上的凹槽內(nèi)，所述的基座A上垂直設(shè)立內(nèi)夾持部件和外夾持部件，所述的內(nèi)夾持部件設(shè)立于曲面薄板弧面內(nèi)側(cè)，外夾持部件設(shè)立于曲面薄板弧面外側(cè)，對接焊縫處于內(nèi)外夾持部件中間，所述的內(nèi)夾持部件包括內(nèi)支架和連接于內(nèi)支架外側(cè)框架兩側(cè)的若干外弧板，所述的外夾持部件包括外支架和連接于外支架內(nèi)側(cè)框架的若干內(nèi)弧板，所述內(nèi)支架和外支架均為槽鋼型框架，內(nèi)支架和外支架之間通過夾緊螺栓連接，所述的外支架中間板中心為開口設(shè)計，使焊縫外露，方便焊接，所述的內(nèi)弧板表面曲率與曲面薄板外弧面曲率相同，外弧板的表面曲率與曲面薄板內(nèi)弧面曲率相同。

所述的滾輪通過銷軸連接于滾輪支座上，滾輪支座通過豎向轉(zhuǎn)軸與基座上端面連接，在基座上旋轉(zhuǎn)滾輪支座以調(diào)整滾輪角度。

所述的內(nèi)支架和外支架頂部和底部有對稱設(shè)置的螺栓孔，通過夾緊螺栓穿過螺栓孔連接內(nèi)外支架，通過旋轉(zhuǎn)夾緊螺栓使內(nèi)外夾持部件中的內(nèi)弧板和外弧板夾緊曲面薄板殼體。

所述的內(nèi)支架和外支架兩側(cè)框架上縱向?qū)ΨQ等距設(shè)有若干缺口，缺口處分別安裝外弧板和內(nèi)弧板，弧板與支架之間通過頂緊螺栓進(jìn)行固定。

所述的內(nèi)支架中間板中心縱向開設(shè)有若干螺栓孔供壓緊螺栓穿過，通過旋轉(zhuǎn)壓緊螺栓，將焊縫內(nèi)側(cè)的焊縫襯墊與曲面薄板內(nèi)側(cè)殼體壓緊。

一種利用上述大型曲面薄板焊接防變形裝置的焊接方法，其特征在于：包括如下步驟：

（1）內(nèi)外夾持部件組裝

將與待焊曲面薄板內(nèi)外側(cè)曲率相同的外弧板和內(nèi)弧板分別安裝在內(nèi)支架和外支架上縱向?qū)ΨQ設(shè)置的缺口內(nèi)，通過頂緊螺栓分別將若干外弧板、內(nèi)弧板與內(nèi)支架、外支架之間進(jìn)行固定，將壓緊螺栓穿過內(nèi)支架中間的螺栓孔內(nèi)；

（2）裝置整體組裝

根據(jù)待焊曲面薄板殼體輪廓形狀，分別將基座A和基座B進(jìn)行布局放置，將內(nèi)外夾持部件固定于基座1上部，并通過夾緊螺栓連接內(nèi)外夾持部件，調(diào)整內(nèi)弧板與外弧板之間的間距，確保曲面薄板能順利進(jìn)入內(nèi)外弧板間隙內(nèi)；

（3）曲面薄板夾持焊接

裝置整體組裝完成后，調(diào)整基座A與基座B上滾輪的角度，將曲面薄板的下端分別放置于滾輪上的凹槽內(nèi)，推動兩塊曲面薄板從基座A兩側(cè)進(jìn)入內(nèi)、外夾持部件之間，旋轉(zhuǎn)夾緊螺栓使內(nèi)、外夾持部件中的外弧板和內(nèi)弧板從兩側(cè)夾緊曲面薄板，然后在曲面薄板內(nèi)側(cè)焊縫背面安裝焊縫襯墊，調(diào)整壓緊螺栓使焊縫襯墊與薄板殼體緊密貼合，完成對曲面薄板的夾持固定后，從曲面薄板外側(cè)對焊縫進(jìn)行焊接。

本發(fā)明中公開的一種大型曲面薄板焊接防變形裝置及方法可用于處理大型曲面薄板焊接易變形的問題，具有方法簡單、通用性強(qiáng)、容易操作、防變形效果好等特點，解決了曲面薄板焊接變形難以控制的難題，與傳統(tǒng)的方法相比具有以下優(yōu)點：

1.本發(fā)明中對大型曲面薄板的焊接借助了防變形裝置，使得大型曲面薄板的焊接變形量得到了有效控制，降低了薄板焊接過程中對焊接工藝方面較為苛刻的要求，提高了曲面薄板殼體焊后曲率檢查過程中的一次合格率。

2. 本發(fā)明中的焊接防變形裝置對曲面薄板殼體進(jìn)行夾持固定，省去了在薄板殼體表面焊接臨時固定卡具的工序，避免了安裝和拆除卡具過程中對曲面薄板殼板殼體曲率產(chǎn)生影響，提高了大型曲面薄板殼體焊接成型后的曲率精度。

3、本發(fā)明中的焊接防變形裝置的通用性強(qiáng)，對于不同曲率的曲面薄板只需對應(yīng)選擇與之曲率相同的內(nèi)弧板和外弧板即可，無需對裝置內(nèi)其他結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行替換。

附圖說明

圖1為本發(fā)明薄板夾持狀態(tài)外弧面示意圖；

圖2為本發(fā)明薄板夾持狀態(tài)內(nèi)弧面示意圖；

圖3為本發(fā)明薄板夾持狀態(tài)俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明內(nèi)外夾持部件結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明中裝置未夾持薄板的狀態(tài)示意圖；

圖6為本發(fā)明中裝置夾持薄板過程示意圖；

其中：1-基座A、2-基座B、3-滾輪支座、4-銷軸、5-滾輪、6-內(nèi)支架、7-壓緊螺栓、8-外弧板、9-外支架、10-內(nèi)弧板、11-頂緊螺栓、12-夾緊螺栓、13-焊縫襯墊、14-曲面薄板，15-焊縫，16-內(nèi)夾持部件，17-外夾持部件。

具體實施方式

下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明，如圖1-6所示，一種大型曲面薄板焊接防變形裝置，其特征在于：包括設(shè)置于兩塊曲面薄板14對接焊縫15下方的基座A1，和分別設(shè)置于兩塊曲面薄板14自由端底部的基座B2，所述的基座A1和基座B2上均設(shè)有滾輪5，曲面薄板14底部垂直設(shè)置于滾輪5上的凹槽內(nèi)，隨滾輪5的滾動左右滑動曲面薄板，所述的基座A1上垂直設(shè)立內(nèi)夾持部件16和外夾持部件17，所述的內(nèi)夾持部件16設(shè)立于曲面薄板14弧面內(nèi)側(cè)，外夾持部件17設(shè)立于曲面薄板14弧面外側(cè)，對接焊縫15處于內(nèi)外夾持部件中間，所述的內(nèi)夾持部件16包括內(nèi)支架6和連接于內(nèi)支架6外側(cè)框架兩側(cè)的若干外弧板8，所述的外夾持部件17包括外支架9和連接于外支架9內(nèi)側(cè)框架的若干內(nèi)弧板10，所述內(nèi)支架6和外支架9均為槽鋼型框架，內(nèi)支架6和外支架9之間通過夾緊螺栓12連接，所述的外支架9中間板中心為開口設(shè)計，使焊縫15外露，方便焊接；所述的內(nèi)弧板10表面曲率與曲面薄板14外弧面曲率相同，外弧板8的表面曲率與曲面薄板14內(nèi)弧面曲率相同。

滾輪5通過銷軸4連接于滾輪支座3上，滾輪支座3通過豎向轉(zhuǎn)軸與基座上端面連接，在基座上旋轉(zhuǎn)滾輪支座3以調(diào)整滾輪5角度。

內(nèi)支架6和外支架9頂部和底部有對稱設(shè)置的螺栓孔，通過夾緊螺栓12穿過螺栓孔連接內(nèi)外支架，通過旋轉(zhuǎn)夾緊螺栓12使內(nèi)外夾持部件中的內(nèi)弧板10和外弧板8夾緊曲面薄板殼體。

內(nèi)支架6和外支架9兩側(cè)框架上縱向?qū)ΨQ等距設(shè)有若干缺口，缺口處分別安裝外弧板8和內(nèi)弧板10，弧板與支架之間通過頂緊螺栓11進(jìn)行固定。

內(nèi)支架6中間板中心縱向開設(shè)有若干螺栓孔供壓緊螺栓7穿過，通過旋轉(zhuǎn)壓緊螺栓7，將焊縫15內(nèi)側(cè)的焊縫襯墊13與曲面薄板內(nèi)側(cè)殼體壓緊。

一種利用上述大型曲面薄板焊接防變形裝置的焊接方法，包括如下步驟：

（4）內(nèi)外夾持部件組裝

將與待焊曲面薄板內(nèi)、外側(cè)曲率相同的外弧板和內(nèi)弧板分別安裝在內(nèi)支架和外支架上縱向?qū)ΨQ設(shè)置的缺口內(nèi)，通過頂緊螺栓分別將若干外弧板、內(nèi)弧板與內(nèi)支架、外支架之間進(jìn)行固定，將壓緊螺栓穿過內(nèi)支架中間的螺栓孔內(nèi)；

（5）裝置整體組裝

根據(jù)待焊曲面薄板殼體輪廓形狀，分別將基座A和基座B進(jìn)行布局放置，將內(nèi)外夾持部件固定于基座1上部，并通過夾緊螺栓連接內(nèi)外夾持部件，調(diào)整內(nèi)弧板與外弧板之間的間距，確保曲面薄板能順利進(jìn)入內(nèi)、外弧板之間的間隙內(nèi)；

（6）曲面薄板夾持焊接

裝置整體組裝完成后，調(diào)整基座A與基座B上滾輪的角度，將曲面薄板的下端分別放置于滾輪上的凹槽內(nèi)，推動兩塊曲面薄板從基座A兩側(cè)進(jìn)入內(nèi)、外夾持部件之間，旋轉(zhuǎn)夾緊螺栓使內(nèi)、外夾持部件中的外弧板和內(nèi)弧板從兩側(cè)夾緊曲面薄板，然后在曲面薄板內(nèi)側(cè)焊縫背面安裝焊縫襯墊，調(diào)整壓緊螺栓使焊縫襯墊與薄板殼體緊密貼合，完成對曲面薄板的夾持固定后，從曲面薄板外側(cè)對焊縫進(jìn)行焊接。

裝置中的內(nèi)弧板和外弧板的個數(shù)根據(jù)曲面薄板的高度決定。

本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于上述的實施例，顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對本發(fā)明進(jìn)行各種改動和變形而不脫離本發(fā)明的范圍和精神。倘若這些改動和變形屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍內(nèi)，則本發(fā)明的意圖也包含這些改動和變形在內(nèi)。