錐形方管焊接工裝的制作方法
【專利摘要】本實用新型揭示了一種錐形方管焊接工裝，用于焊接成型錐形方管，包括用于放置待焊接管的工裝底板、用于壓緊待焊接管的壓緊組件、用于固定待焊接管位置的定位擋塊、穿設(shè)于待焊接管內(nèi)的襯墊。本實用新型的有益效果主要體現(xiàn)在：能很方便地焊接錐形或異型方管，且焊接效果好，焊縫成型良好，不致于發(fā)生焊穿或反面氧化的情況。
【專利說明】錐形方管焊接工裝

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種錐形方管焊接工裝。

【背景技術(shù)】
[0002]方管具有軸對稱性，能較好的承受彎、扭變形，同時又節(jié)約鋼材，因此廣泛應(yīng)用在結(jié)構(gòu)件領(lǐng)域，而不銹鋼方管較普通方管具有更好的耐腐蝕能力，耐磁化能力，因此在電力傳動領(lǐng)域受到更多關(guān)注。例如，在受電弓產(chǎn)品的上、下臂裝置連接管，是升降弓傳動系統(tǒng)的重要部件，這種管一般呈錐形狀。即方管的一端口徑大于另一端口徑，整體截面呈現(xiàn)錐形過渡。
[0003]對于錐形狀的不銹鋼焊接，變形量較大，尤其是貫穿整根方管的縱縫焊接，會使不銹鋼方管的外形及尺寸產(chǎn)生極大的變化；同時，由于產(chǎn)品使用工況的要求，還必須保證一米多長的縱縫全焊透，不能有焊穿或反面氧化等缺陷，造成了焊接難度極大，普通焊接方法根本無法實現(xiàn)。但因為該方管具有錐度，所以又很難使用精拔工藝進(jìn)行生產(chǎn)。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的解決上述技術(shù)問題，提出一種錐形方管焊接工裝。
[0005]本實用新型的目的，將通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn):
[0006]錐形方管焊接工裝，用于焊接成型錐形方管，包括
[0007]工裝底板，用于放置待焊接管；
[0008]壓緊組件，連接于工裝底板上，用于壓緊待焊接管，所述壓緊組件設(shè)置于焊縫的兩偵牝所述壓緊組件的底面與待焊接管的上表面緊貼；
[0009]定位擋塊，固定于工裝底板，用于固定待焊接管位置，所述定位擋塊設(shè)置有復(fù)數(shù)對，每對所述定位擋塊分別設(shè)置于待焊接管的兩側(cè)，所述定位擋塊的內(nèi)側(cè)表面與待焊接管外側(cè)表面緊貼；
[0010]襯墊，穿設(shè)于待焊接管內(nèi)；
[0011]所述錐形方管為一端口徑向另一端口徑錐形過渡的方管。
[0012]優(yōu)選地，所述壓緊組件包括支架及設(shè)置于所述支架上的壓塊，所述支架焊接設(shè)于工裝底板上，所述壓塊上開設(shè)有腰形孔，所述腰形孔內(nèi)穿有與工裝底板連接的螺栓用以調(diào)節(jié)壓塊松緊。
[0013]優(yōu)選地，所述壓緊組件包括支架及設(shè)置于所述支架上的壓塊，所述支架焊接設(shè)于工裝底板上，所述壓塊上開設(shè)有腰形孔，所述腰形孔內(nèi)設(shè)有螺栓，所述螺栓穿出工裝底板與設(shè)置在底板下的長螺桿嚙合，所述長螺桿設(shè)置于螺栓的一側(cè)，長螺桿轉(zhuǎn)動帶動螺栓轉(zhuǎn)動從而帶動壓塊沿垂直于工裝底板方向上下運動；
[0014]所述螺栓的螺紋線與螺栓中軸線平行，所述長螺桿的一側(cè)為平面，為了便于裝配，長螺桿平面的一側(cè)朝向螺栓，轉(zhuǎn)動時，長螺桿與螺栓嚙合。
[0015]優(yōu)選地，所述壓緊組件包括固定于所述工裝底板上的氣缸，及由所述氣缸驅(qū)動并用于壓緊待焊接管的條形壓板，所述氣缸的氣缸軸運動帶動所述條形壓板沿垂直于所述工裝底板的方向上下運動。
[0016]優(yōu)選地，所述定位擋塊焊接固定或螺紋固定于工裝底板上，并均布于待焊接管長度方向。
[0017]優(yōu)選地，所述工裝底板上開設(shè)有T形滑動槽，所述定位擋塊底部截面呈T形，并在滑動槽內(nèi)滑動。
[0018]優(yōu)選地，所述工裝底板的滑動槽上開設(shè)有腰形孔，所述定位擋塊上開設(shè)有通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)置有螺栓，所述螺栓穿過腰形孔固定連接所述定位擋塊與所述工裝底板。
[0019]優(yōu)選地，所述工裝底板的滑動槽上開設(shè)有腰形孔，所述定位擋塊上開設(shè)有通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)置有螺栓，所述螺栓穿過腰形孔與設(shè)置在工裝底板下的長螺桿嚙合，所述長螺桿軸向貫穿工裝底板，所述螺栓的螺紋與螺栓的中軸線平行，所述長螺桿的一側(cè)為平面，且所述平面與螺栓相對，所述長螺桿轉(zhuǎn)動帶動螺栓轉(zhuǎn)動，從而帶動定位擋塊沿垂直于工裝底板的方向上下運動。
[0020]優(yōu)選地，所述焊接工裝還包括用于卡緊襯墊用卡緊塊，所述襯墊為水冷襯墊。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述卡緊塊為楔形塊。
[0022]一種錐形方管的焊接方法，包括如下步驟:
[0023]步驟一、定位步驟，根據(jù)待焊接的方管的形狀、尺寸及輪廓將定位擋塊置于所需的相應(yīng)位置，通過螺紋或焊接的方式將定位擋塊固定于工裝底板上，所述錐形方管為一端向另一端錐形過渡的方管了，由待焊接合成的兩個梯形半管合成，所述待焊接方管為待焊接合成的兩個梯形半管，保證焊接過程中，焊槍始終對準(zhǔn)焊縫中心，并且在零件去除約束前不發(fā)生變形；
[0024]步驟二、固定步驟，將兩塊梯形半管置于工裝底板上，并通過壓緊組件壓緊，所述的壓緊方法包括兩種，可任選其一進(jìn)行壓緊，
[0025]a、壓緊方法一:
[0026]al,將若干對壓塊置于梯形半管上表面，進(jìn)行初步的抵壓；
[0027]a2，通過依次擰緊壓塊內(nèi)的螺栓將壓塊鎖定或可以通過底部與其嚙合的長螺桿進(jìn)行統(tǒng)一緊固，確保梯形半管沿垂直于工裝底板的方向完全固定而不移動；
[0028]b、壓緊方法二:
[0029]bl，啟動設(shè)置于工裝底板兩側(cè)的氣缸，氣缸軸帶動條形壓板向工裝底板方向運動，從而壓緊梯形半管；
[0030]步驟三、襯墊放置步驟，將襯墊插入梯形管內(nèi)部；
[0031]步驟四、襯墊固定步驟，通過卡緊塊在襯墊底部卡緊，使得襯墊與待焊接管之間進(jìn)行固定，同時調(diào)整襯墊的成型槽，使其對準(zhǔn)焊縫中心；
[0032]步驟五、水冷焊接步驟，打開水泵在襯墊內(nèi)通水，然后進(jìn)行通電焊接，保證方管全焊透，通過襯墊的輔助成型，使焊縫成型良好，不致發(fā)生焊穿或反面氧化的情況；
[0033]步驟六、反面焊接步驟，待一面焊接完成后，去除壓緊組件及定位擋塊的約束，按上述步驟一至五進(jìn)行另一面的焊接；
[0034]步驟七、下料步驟，待兩面的焊接完成并冷卻后，卸下焊接好的方管，完成整個焊接過程。
[0035]本實用新型的有益效果主要體現(xiàn)在:能很方便地焊接錐形或異型方管，定位、固定、冷卻方式獨樹一格且焊接效果好，焊縫成型良好，不致于發(fā)生焊穿或反面氧化的情況。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]圖1:本實用新型的實施例一結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]圖2:本實用新型的實施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖3:本實用新型長螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖，此時示意長螺桿具有平面的一側(cè)。
[0039]圖4:本實用新型長螺桿的結(jié)構(gòu)示意圖，此時示意長螺桿螺紋側(cè)。
[0040]圖5:本實用新型長螺桿的側(cè)面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041]圖6:本實用新型實施例二中工裝底板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖7:圖6的主視圖。
[0043]圖8:本實用新型實施例二中的定位擋塊剖面結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實施方式】
[0044]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進(jìn)一步描述:
[0045]本實用新型揭示了錐形方管焊接工裝，用于焊接成型錐形方管，包括用于放置待焊接管的工裝底板、用于壓緊待焊接管的壓緊組件、用于固定待焊接管位置的定位擋塊、穿設(shè)于待焊接管內(nèi)的襯墊。
[0046]所述壓緊組件設(shè)置于焊縫的兩側(cè)，并于待焊接管的上方壓緊；所述定位擋塊設(shè)置有復(fù)數(shù)對，每對所述定位擋塊分別設(shè)置于待焊接管的兩側(cè)，與待焊接管的外側(cè)抵接，即所述定位擋塊的內(nèi)側(cè)表面與待焊接管外側(cè)表面緊貼。所述錐形方管實則由兩個梯形半管焊接而成，錐形方管的一端口徑向另一端口徑錐形過渡的方管。相對的定位擋塊之間的距離也隨著錐形方管口徑的增大而增加。
[0047]實施例一
[0048]如圖1所示，所述壓緊組件為包括支架及設(shè)置于支架上的壓塊2，所述支架均勻焊接設(shè)于工裝底板I上，每個支架上均設(shè)置有一個壓塊2。所述壓塊2上開設(shè)有腰形孔(圖中未示意)，所述腰形孔內(nèi)穿有與工裝底板I連接的螺栓21用以調(diào)節(jié)壓塊2松緊。所述的定位擋塊3通過焊接方式固定于工裝底板I上。每對定位擋塊3之間的距離可根據(jù)待焊接管的口徑大小進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。襯墊為水冷襯墊5，由于水冷襯墊穿設(shè)于方管內(nèi)位置無法固定，故通過在水冷襯墊5下方采用斜楔形的卡緊塊6進(jìn)行抵接。使得水冷襯墊5的上表面貼緊方管內(nèi)壁，為了保持焊接時的穩(wěn)定性及焊縫的良率，所述水冷襯墊5上設(shè)置有成型槽，在焊接時要調(diào)整好使所述成型槽與方管的待焊接縫相對齊。
[0049]焊接時，將待焊接方管即兩個梯形管4置于工裝底板I上，此時，由于定位擋塊3焊接于工裝底板I上，故梯形半管需要置于相對的兩塊定位擋塊3內(nèi)。將水冷襯墊5穿設(shè)于梯形管4內(nèi)，通過焊機8進(jìn)行焊接，由于焊接時溫度較高，所以在焊接前先在水冷襯墊5內(nèi)保持通水，從而使焊縫成型良好，不致發(fā)生焊穿或反面氧化的情況。待一面方管焊接完成并冷卻后，去除壓塊2的剛性約束。再按上述方式進(jìn)行方管反面的焊縫焊接。
[0050]由于壓塊2數(shù)量較多，通過螺栓21進(jìn)行單個調(diào)整擰緊時繁瑣費時，故所述焊接工裝上還包括一設(shè)置在工裝底板的長螺桿7，所述長螺桿7與螺栓21齒合。所述螺栓21的螺紋與螺栓的中軸線平行。結(jié)合圖3-圖5所示，為了裝配及螺栓21的順序旋轉(zhuǎn)，所述長螺桿7的一側(cè)進(jìn)行切割，形成平面71，所述平面71于螺栓21正對，當(dāng)需要調(diào)節(jié)時，通過旋轉(zhuǎn)長螺桿7即可帶動螺栓21進(jìn)行轉(zhuǎn)動，從而調(diào)節(jié)壓塊2與工裝底板I之間的距離。
[0051]以上長螺桿7與螺栓21之間的傳動與渦輪、蝸桿原理一致，螺栓與長螺桿垂直且嚙合，長螺桿轉(zhuǎn)動時其上的螺紋72即可齒合螺栓上的螺紋帶動螺栓進(jìn)行轉(zhuǎn)動。
[0052]使用以上所述的錐形方管工裝的焊接方法，包括如下步驟:
[0053]步驟一、固定待焊接管，將兩塊梯形半管4置于工裝底板I上，將定位擋塊抵3靠于梯形半管的兩側(cè)，并固定于工裝底板I上。定位擋塊3的固定可以為焊接或螺紋固定。
[0054]先固定定位擋塊3是由于將定位擋塊3固定后，再對后續(xù)的同一批次的梯形半管4進(jìn)行焊接時，可以在不需要松動定位擋塊3的情況下進(jìn)行放置待焊接管，同時也是為了能更好的對待焊接管進(jìn)行固定。然后，通過依次擰緊壓塊內(nèi)的螺栓21將壓塊鎖定或可以通過底部與其嚙合的長螺桿7進(jìn)行統(tǒng)一緊固，確保梯形半管沿垂直于工裝底板的方向完全固定而不移動；保證焊接過程中，焊槍始終對準(zhǔn)焊縫中心，并且在零件去除約束前不發(fā)生變形。
[0055]步驟二、放置襯墊，將水冷襯墊插入梯形管內(nèi)部。
[0056]步驟三、固定襯墊位置，通過斜楔形的卡緊塊6將襯墊底部進(jìn)行卡緊，并調(diào)整襯墊的成型槽，使其對準(zhǔn)焊縫中心。
[0057]步驟四、水冷焊接，打開水泵在襯墊內(nèi)通水，然后焊機8進(jìn)行通電焊接，保證方管全焊透，通過水冷襯墊的輔助成型，使焊縫成型良好，不致發(fā)生焊穿或反面氧化的情況。
[0058]步驟五、反面焊接，待一面焊完，并冷卻后，去除壓緊組件及定位擋塊3的約束，再按上述方式進(jìn)行梯形半管4反面的焊縫焊接。
[0059]步驟六、下料，待焊接完成后，冷卻并進(jìn)行下料。
[0060]實施例二
[0061]如圖2所示，所述壓緊組件為整體的條形壓板2，所述條形壓板2通過固定于工裝底板I兩端上的氣缸9連接，所述氣缸9的氣缸軸運動帶動條形壓板2做松開壓緊活動。氣缸9、工裝底板I與條形壓板2之間形成四邊形，當(dāng)氣缸軸頂出時，條形壓板2上升，即松開與梯形半管4之間的連接。當(dāng)氣缸軸收回時，條形壓板2下壓，即可壓緊梯形半管對梯形半管4進(jìn)行縱向固定。
[0062]當(dāng)然，所述氣缸9也可以與條形壓板2和工裝底板I進(jìn)行垂直的固定，同樣可以達(dá)到條形壓板2對梯形半管4的整體一次性固定，方便、快捷。
[0063]由于梯形半管4在橫向上也會有位置的移動，故需要在橫向上進(jìn)行定位。本實施例采用多對定位擋塊3進(jìn)行定位。所述定位擋塊3螺紋固定于工裝底板I上。鑒于力的大小及焊接的穩(wěn)定性考慮，錐形方管的細(xì)端較遠(yuǎn)，在錐形方管的略粗端則定位擋塊3間距較小。
[0064]具體的，結(jié)合圖6-圖8所示，所述工裝底板I上開設(shè)有T形滑動槽11，相應(yīng)的，所述定位擋塊底部截面呈T形，可在滑動槽11內(nèi)滑動。通過定位擋塊3采用可移動的形式，不僅能很好的保證定位擋塊3能完全貼緊待焊接工件表面，增加剛性約束，降低焊接變形。同時也能通過調(diào)節(jié)定位擋塊3，定位不同型號的錐形管或其他異型方管，增加了工裝的適用范圍。
[0065]所述滑動槽上開設(shè)有腰形孔12，所述定位擋塊3上開設(shè)有通孔31，所述通孔31內(nèi)設(shè)置有螺栓(圖中未示意)，所述螺栓穿過腰形孔12固定連接所述定位擋塊3與所述工裝底板I。為了方便一次性擰緊，所述工裝底板I下方設(shè)置于螺栓嚙合的長螺桿，通過轉(zhuǎn)動長螺桿帶動螺栓進(jìn)行定位擋塊3的固定。所述的長螺桿與螺栓之間通過渦輪、蝸桿原理，此結(jié)構(gòu)原理與實施例一圖1中通過長螺桿與螺栓21原理相同，定位擋塊內(nèi)所述螺栓的螺紋與螺栓自身的中軸線平行。
[0066]使用以上所述的錐形方管工裝的焊接方法，包括如下步驟:
[0067]步驟一、固定待焊接管，將兩塊梯形半管4置于工裝底板I上，將定位擋塊抵3靠于梯形半管的兩側(cè)，并固定于工裝底板I上。定位擋塊3的固定可以為焊接或螺紋固定。
[0068]先固定定位擋塊3是由于將定位擋塊3固定后，再對后續(xù)的同一批次的梯形半管4進(jìn)行焊接時，可以在不需要松動定位擋塊3的情況下進(jìn)行放置待焊接管，同時也是為了能更好的對待焊接管進(jìn)行固定。然后，氣缸9收回氣缸軸，使得條形壓板2壓緊梯形半管4，使得待焊接管在沿工裝底板垂直方向不發(fā)生移動。保證焊接過程中，焊槍始終對準(zhǔn)焊縫中心，并且在零件去除約束前不發(fā)生變形。
[0069]步驟二、放置襯墊，將水冷襯墊插入梯形管內(nèi)部。
[0070]步驟三、固定襯墊位置，通過斜楔形的卡緊塊6將襯墊底部進(jìn)行卡緊，并調(diào)整襯墊的成型槽，使其對準(zhǔn)焊縫中心。
[0071]步驟四、水冷焊接，打開水泵在襯墊內(nèi)通水，然后焊機8進(jìn)行通電焊接，保證方管全焊透，通過水冷襯墊的輔助成型，使焊縫成型良好，不致發(fā)生焊穿或反面氧化的情況。
[0072]步驟五、反面焊接，待一面焊完，并冷卻后，去除壓緊組件及定位擋塊3的約束，再按上述方式進(jìn)行梯形半管4反面的焊縫焊接。
[0073]步驟六、下料，待焊接完成后，冷卻并進(jìn)行下料。
[0074]本實用新型尚有多種實施方式，凡采用等同變換或者等效變換而形成的所有技術(shù)方案，均落在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.錐形方管焊接工裝，用于焊接成型錐形方管，其特征在于:包括 工裝底板，用于放置待焊接管； 壓緊組件，連接于工裝底板上，用于壓緊待焊接管，所述壓緊組件設(shè)置于焊縫的兩側(cè)，所述壓緊組件的底面與待焊接管的上表面緊貼； 定位擋塊，固定于工裝底板，用于固定待焊接管位置，所述定位擋塊設(shè)置有復(fù)數(shù)對，每對所述定位擋塊分別設(shè)置于待焊接管的兩側(cè)，所述定位擋塊的內(nèi)側(cè)表面與待焊接管外側(cè)表面緊貼； 襯墊，穿設(shè)于待焊接管內(nèi)； 所述錐形方管為一端口徑向另一端口徑錐形過渡的方管。
2.如權(quán)利要求1所述的錐形方管焊接工裝，其特征在于:所述壓緊組件包括支架及設(shè)置于所述支架上的壓塊，所述支架焊接設(shè)于工裝底板上，所述壓塊上開設(shè)有腰形孔，所述腰形孔內(nèi)穿有與工裝底板連接的螺栓用以調(diào)節(jié)壓塊松緊。
3.如權(quán)利要求1所述的錐形方管焊接工裝，其特征在于:所述壓緊組件包括支架及設(shè)置于所述支架上的壓塊，所述支架焊接設(shè)于工裝底板上，所述壓塊上開設(shè)有腰形孔，所述腰形孔內(nèi)設(shè)有螺栓，所述螺栓穿出工裝底板與設(shè)置在底板下的長螺桿嚙合，所述長螺桿設(shè)置于螺栓的一側(cè)；所述螺栓的螺紋線與螺栓中軸線平行，所述長螺桿的一側(cè)為平面，所述長螺桿轉(zhuǎn)動帶動螺栓轉(zhuǎn)動從而帶動壓塊沿垂直于工裝底板方向上下運動。
4.如權(quán)利要求1所述的錐形方管焊接工裝，其特征在于:所述壓緊組件包括固定于所述工裝底板上的氣缸，及由所述氣缸驅(qū)動并用于壓緊待焊接管的條形壓板，所述氣缸的氣缸軸運動帶動所述條形壓板沿垂直于所述工裝底板的方向上下運動。
5.如權(quán)利要求1所述的錐形方管焊接工裝，其特征在于:所述定位擋塊焊接固定或螺紋固定于工裝底板上，并均布于待焊接管長度方向。
6.如權(quán)利要求5所述的錐形方管焊接工裝，其特征在于:所述工裝底板上開設(shè)有T形滑動槽，所述定位擋塊底部截面呈T形，并在滑動槽內(nèi)滑動。
7.如權(quán)利要求5所述的錐形方管焊接工裝，其特征在于:所述工裝底板的滑動槽上開設(shè)有腰形孔，所述定位擋塊上開設(shè)有通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)置有螺栓，所述螺栓穿過腰形孔固定連接所述定位擋塊與所述工裝底板。
8.如權(quán)利要求5所述的錐形方管焊接工裝，其特征在于:所述工裝底板的滑動槽上開設(shè)有腰形孔，所述定位擋塊上開設(shè)有通孔，所述通孔內(nèi)設(shè)置有螺栓，所述螺栓穿過腰形孔與設(shè)置在工裝底板下的長螺桿嚙合，所述長螺桿軸向貫穿工裝底板，所述螺栓的螺紋與螺栓的中軸線平行，所述長螺桿的一側(cè)為平面，且所述平面與螺栓相對，所述長螺桿轉(zhuǎn)動帶動螺栓轉(zhuǎn)動，從而帶動定位擋塊沿垂直于工裝底板的方向上下運動。
9.如權(quán)利要求1所述的錐形方管焊接工裝，其特征在于:所述焊接工裝還包括用于卡緊襯墊用卡緊塊，所述襯墊為水冷襯墊。
10.如權(quán)利要求9所述的錐形方管焊接工裝，其特征在于:所述卡緊塊為楔形塊。
【文檔編號】B23K37/04GK203956391SQ201420339897
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】劉誠桓, 陳善忠, 劉露露 申請人:南車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司