一種圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具，包括至少一個菱形內(nèi)撐單元、與所述菱形內(nèi)撐單元一一對應的推動氣缸、兩個端蓋、主軸以及多個撐緊背吹模塊，所述主軸置于圓管中心，兩端分別固定于兩個所述端蓋中心；每個所述推動氣缸固設于主軸；每個所述菱形內(nèi)撐單元包括定位環(huán)、活動環(huán)和至少一個菱形支撐架，所述定位環(huán)固定地套在所述主軸上；所述活動環(huán)套在所述主軸上，隨著對應所述推動氣缸的推動而沿著所述主軸前后移動；所述菱形支撐架的一雙對角分別鉸接于所述定位環(huán)和所述活動環(huán)，另一雙對角分別鉸接于兩個支撐平臺；每個所述支撐平臺固定至少一個所述撐緊背吹模塊。本實用新型解決管材焊接內(nèi)部保護問題，提升焊縫質量，減少熱變形。
【專利說明】
一種圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及焊接領域。
【背景技術】
[0002]管材零部件的激光焊接廣泛應用于各種領域，管與管的環(huán)焊縫焊接，管材外掛件的焊接在國內(nèi)廣泛應用。目前，管與管的對接焊法，采用的一般是外卡箍裝配，然后取掉外卡箍，再進行環(huán)焊焊接。管材外掛件的焊接方法的特點是先點焊，然后直接焊接。這些焊接方法，焊縫內(nèi)部沒有任何保護，焊縫容易塌陷，產(chǎn)品容易受熱變形，影響焊縫質量。同時，在管的外掛件焊接中，由于管材外掛件分布在不同的位置，各種焊接保護非常不方便，特別是從管材內(nèi)部背面采取保護措施，更加不便。在管的環(huán)焊縫焊接中，由于環(huán)焊縫缺少氣保護裝置與支撐裝置，管材焊縫質量不高，熱變形大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于提供一種圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具，解決管材焊接內(nèi)部保護問題，提升焊縫質量，減少熱變形。
[0004]實現(xiàn)上述目的的技術方案是:
[0005]—種圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具，包括至少一個菱形內(nèi)撐單元、與所述菱形內(nèi)撐單元一一對應的推動氣缸、壓緊在圓管兩端的兩個端蓋、主軸以及多個撐緊背吹模塊，其中，
[0006]所述主軸置于圓管中心，并且兩端分別固定于兩個所述端蓋的中心；
[0007]每個所述推動氣缸緊鄰對應的所述菱形內(nèi)撐單元固設于所述主軸；
[0008]每個所述菱形內(nèi)撐單元包括定位環(huán)、活動環(huán)和至少一個菱形支撐架，
[0009]所述定位環(huán)固定地套在所述主軸上；
[0010]所述活動環(huán)套在所述主軸上，隨著對應所述推動氣缸的推動而沿著所述主軸前后移動；
[0011 ]所述菱形支撐架的一雙對角分別鉸接于所述定位環(huán)和所述活動環(huán)，另一雙對角分別鉸接于兩個支撐平臺；每個所述支撐平臺固定至少一個所述撐緊背吹模塊。
[0012]根據(jù)上述技術方案，本實用新型主要用于圓筒管外掛件的焊接及圓筒型管與管的環(huán)焊縫焊接，通過氣缸控制菱形支撐架撐起/縮回，解決了管材焊接內(nèi)部保護問題，提升焊縫質量，減少熱變形。同時，通過撐緊背吹模塊作用在外掛件的內(nèi)壁上，可以給焊接位置一個預撐緊力，減少管材焊接受熱變形和減少漏焊，并且通過對焊后背部吹惰性氣體，起到背吹保護焊縫作用。
[0013]在上述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具中，所述撐緊背吹模塊包括:
[0014]與所述菱形支撐架鉸接的安裝塊；
[0015]多個彈性件；
[0016]通過各所述彈性件固定在所述安裝塊表面的撐緊吹氣塊;以及
[0017]連接所述撐緊吹氣塊和所述安裝塊的多個導向定位銷。通過利用彈性件，起到補償公差作用和消除菱形制造誤差帶來的影響。通過導向定位銷起到導向定位作用。
[0018]在上述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具中，所述撐緊吹氣塊由兩個半塊組成，該兩個半塊之間由多根拉緊彈簧連接，以抵消撐緊吹氣模塊和管壁間的誤差，緊貼管壁。
[0019]在上述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具中，所述撐緊吹氣塊表面沿圓管的圓周方向開有深Imm、寬Imm的多個等間距的槽，以保證背面吹氣的均勻性。
[0020]在上述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具中，所述定位環(huán)包括:
[0021 ]固定地套在所述主軸上的壓緊環(huán)；
[0022]套在所述主軸上且與所述壓緊環(huán)相接的連接環(huán)；以及
[0023]沿圓周方向設置于所述連接環(huán)且與各所述菱形支撐架鉸接的多個第一鉸接件；
[0024]所述活動環(huán)沿圓周方向設置有與各所述菱形支撐架鉸接的多個第二鉸接件。
[0025]在上述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具中，每個所述菱形支撐架由四根鉸接于所述第一鉸接件、第二鉸接件或者支撐平臺的支撐桿組成。
[0026]在上述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具中，所述連接環(huán)在每個所述第一鉸接件位置和所述活動環(huán)在每個所述第二鉸接件位置均設有橫向調節(jié)墊片和豎直調整墊片。通過橫向調整墊片與豎直調整墊片來適當調整菱形，以保證貼緊模塊緊貼圓筒面。
[0027]在上述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具中，各所述菱形內(nèi)撐單元中的所述菱形支撐架的數(shù)量相同并一一對應，各相互對應的所述菱形支撐架位于同一個平面。
[0028]在上述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具中，每個所述撐緊背吹模塊均由一個外部電磁閥單獨控制?？梢怨?jié)省大量的惰性氣體，有效保護焊接外掛件。
【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型的菱形內(nèi)撐夾具的結構圖；
[0030]圖2是本實用新型中支撐平臺同時撐起兩個撐緊背吹模塊時的結構圖；
[0031 ]圖3是本實用新型中撐緊背吹模塊的結構圖；
[0032]圖4是圖3所示撐緊背吹模塊另一視角的結構圖；
[0033]圖5是本實用新型中部分定位環(huán)的立體結構圖；
[0034]圖6是圖5所示部分定位環(huán)的剖面圖；
[0035]圖7是本實用新型支撐環(huán)焊縫的示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面將結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0037]請參閱圖1，本實用新型的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具，包括至少一個菱形內(nèi)撐單元1、與菱形內(nèi)撐單元I一一對應的推動氣缸2、壓緊在圓管100兩端的兩個端蓋3、主軸4以及多個撐緊背吹模塊5。
[0038]主軸4置于圓管100中心，并且主軸4兩端分別固定于兩個端蓋3的中心。
[0039]每個推動氣缸2緊鄰對應的菱形內(nèi)撐單元I固設在主軸4上。
[0040]每個菱形內(nèi)撐單元I包括定位環(huán)11、活動環(huán)12和至少一個菱形支撐架13，以及對應每個菱形支撐架13的兩個支撐平臺14。定位環(huán)11固定地套在主軸4上。活動環(huán)12套在主軸4上，隨著對應推動氣缸2的推動而沿著主軸4前后移動。菱形支撐架13的一雙對角分別鉸接于定位環(huán)11和活動環(huán)12，另一雙對角分別鉸接于兩個支撐平臺14。
[0041]定位環(huán)11包括壓緊環(huán)111、連接環(huán)112和多個第一鉸接件113。壓緊環(huán)111固定地套在主軸4上。連接環(huán)112套在主軸4上且與壓緊環(huán)111相接。各第一鉸接件113沿圓周方向設置于連接環(huán)112，與各菱形支撐架13相互鉸接。活動環(huán)12沿圓周方向設置有與各菱形支撐架13鉸接的多個第二鉸接件121。
[0042]每個菱形支撐架13由四根支撐桿131組成，每個支撐桿131作為一條邊。四根支撐桿131各自鉸接于第一鉸接件113、第二鉸接件121或者支撐平臺14，組成一個菱形。其中鉸接方式是通過鉚釘進行連接。
[0043]每個支撐平臺14固定至少一個撐緊背吹模塊5，具體數(shù)量根據(jù)實際情況而定。有時，相鄰外掛零件軸向距離很近，由于尺寸的原因，不足夠由兩個菱形內(nèi)撐單元I撐起，可以用一個支撐平臺14同時撐起兩個撐緊背吹模塊5，如圖2所示。這樣兩個撐緊背吹模塊5能同時保護兩個距離相近的外掛零件的焊接。
[0044]同一圓管100的圓周上，菱形支撐架13數(shù)量由撐緊背吹模塊5的需求數(shù)量決定。同一圓周的各菱形支撐架13連接在定位環(huán)11、活動環(huán)12之間。推動氣缸2伸張時，各個菱形支撐架13撐起，各撐緊背吹模塊5緊貼內(nèi)壁;推動氣缸2收縮時，各個菱形支撐架13縮回，各撐緊背吹模塊5遠離內(nèi)壁，方便焊接后取回工件。
[0045]撐緊背吹模塊5作用在外掛件處的內(nèi)壁上，可以給焊接位置一個預撐緊力，起到減少管材焊接受熱變形的作用，由于撐緊背吹模塊5緊貼圓管100的內(nèi)壁，也能起到減少焊漏作用，同時，撐緊背吹模塊5對焊后背部吹惰性氣體，起到背吹保護焊縫的作用。
[0046]請參閱圖3、圖4，撐緊背吹模塊5包括安裝塊51、多個彈性件52、撐緊吹氣塊53、多個導向定位銷54和多根拉緊彈簧55。
[0047]安裝塊51用于與菱形支撐架13的支撐桿131鉸接。撐緊吹氣塊53通過各彈性件52固定在安裝塊51的表面。因為考慮到圓周上的菱形支撐架13撐起時，有制造公差等原因，采用彈性件52連接撐緊吹氣塊53，能防止有的撐緊吹氣塊，53已經(jīng)貼緊管壁，有的撐緊吹氣塊53還與管壁有間隙，達到補償公差的作用。同時，彈性件52使圓周方向的撐緊吹氣塊53受力均勻的壓緊在圓周方向上，緊貼管壁，從而消除菱形制造誤差帶來的影響?？紤]到撐緊吹氣塊53和安裝塊51需要導向定位作用，各導向定位銷54連接撐緊吹氣塊53和安裝塊51。
[0048]撐緊吹氣塊53與管壁之間也存在著制造誤差，所以撐緊吹氣塊53由兩個半塊組成，該兩個半塊之間由拉緊彈簧55拉緊，能抵消撐緊吹氣塊53與管壁間的誤差，達到撐緊背吹模塊5緊貼管壁的作用?？紤]背面吹氣保護的均勻性，撐緊吹氣塊53表面沿圓管100的圓周方向開有深1mm、寬Imm的多個等間距的槽。同時為了防止沾渣，撐緊吹氣塊53的材料選用銅質材料制作。
[0049]撐緊背吹模塊5在控制方面可實現(xiàn)外部電磁閥單獨控制，即:每個撐緊背吹模塊5均由一個外部電磁閥單獨控制。當焊接外掛件時，可以通過電磁閥打開相對應的撐緊背吹模塊5，而其余撐緊背吹模塊5均處于關閉狀態(tài)，保護正處于焊接外掛件的背部。這樣，可以節(jié)省大量的惰性氣體，有效保護焊接外掛件。
[0050]各菱形內(nèi)撐單元I中的菱形支撐架13的數(shù)量相同并一一對應，各相互對應的菱形支撐架13位于同一個平面，如圖1所示。三個推動氣缸2分別由外部節(jié)流閥和壓力閥形成氣體控制回路，通過調節(jié)外部節(jié)流閥和壓力閥來控制各菱形內(nèi)撐單元I，以調節(jié)撐緊背吹模塊5貼緊管壁的支撐力大小。也可以單獨控制每個推動氣缸2來控制單個菱形內(nèi)撐單元I的單獨伸張與壓縮，非常方便檢查與調試撐緊背吹模塊5適當貼緊管壁。
[0051]請參閱圖5、圖6，連接環(huán)112在每個第一鉸接件113位置，以及活動環(huán)12在每個第二鉸接件121位置均設有橫向調節(jié)墊片200和豎直調整墊片300。通過橫向調整墊片200與豎直調整墊片300來適當調整菱形，以保證貼緊模塊緊貼圓筒面。
[0052]請參閱圖7，用菱形內(nèi)撐夾具支起環(huán)焊縫400，對環(huán)焊縫400進行吹氣保護。菱形內(nèi)撐夾具的支撐桿的數(shù)量及撐緊背吹模塊的數(shù)量由圓管的大小及焊縫的質量要求決定。
[0053]以上實施例僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型的限制，有關技術領域的技術人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術方案也應該屬于本實用新型的范疇，應由各權利要求所限定。
【主權項】
1.一種圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具，其特征在于，包括至少一個菱形內(nèi)撐單元、與所述菱形內(nèi)撐單元一一對應的推動氣缸、壓緊在圓管兩端的兩個端蓋、主軸以及多個撐緊背吹模塊，其中， 所述主軸置于圓管中心，并且兩端分別固定于兩個所述端蓋的中心； 每個所述推動氣缸緊鄰對應的所述菱形內(nèi)撐單元固設于所述主軸； 每個所述菱形內(nèi)撐單元包括定位環(huán)、活動環(huán)和至少一個菱形支撐架， 所述定位環(huán)固定地套在所述主軸上； 所述活動環(huán)套在所述主軸上，隨著對應所述推動氣缸的推動而沿著所述主軸前后移動； 所述菱形支撐架的一雙對角分別鉸接于所述定位環(huán)和所述活動環(huán)，另一雙對角分別鉸接于兩個支撐平臺；每個所述支撐平臺固定至少一個所述撐緊背吹模塊。2.根據(jù)權利要求1所述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具，其特征在于，所述撐緊背吹模塊包括: 與所述菱形支撐架鉸接的安裝塊； 多個彈性件； 通過各所述彈性件固定在所述安裝塊表面的撐緊吹氣塊；以及 連接所述撐緊吹氣塊和所述安裝塊的多個導向定位銷。3.根據(jù)權利要求2所述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具，其特征在于，所述撐緊吹氣塊由兩個半塊組成，該兩個半塊之間由多根拉緊彈簧連接。4.根據(jù)權利要求2所述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具，其特征在于，所述撐緊吹氣塊表面沿圓管的圓周方向開有深I mm、寬I mm的多個等間距的槽。5.根據(jù)權利要求1所述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具，其特征在于， 所述定位環(huán)包括: 固定地套在所述主軸上的壓緊環(huán)； 套在所述主軸上且與所述壓緊環(huán)相接的連接環(huán)；以及 沿圓周方向設置于所述連接環(huán)且與各所述菱形支撐架鉸接的多個第一鉸接件； 所述活動環(huán)沿圓周方向設置有與各所述菱形支撐架鉸接的多個第二鉸接件。6.根據(jù)權利要求5所述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具，其特征在于，每個所述菱形支撐架由四根鉸接于所述第一鉸接件、第二鉸接件或者支撐平臺的支撐桿組成。7.根據(jù)權利要求6所述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具，其特征在于，所述連接環(huán)在每個所述第一鉸接件位置和所述活動環(huán)在每個所述第二鉸接件位置均設有橫向調節(jié)墊片和豎直調整墊片。8.根據(jù)權利要求1所述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具，其特征在于，各所述菱形內(nèi)撐單元中的所述菱形支撐架的數(shù)量相同并一一對應，各相互對應的所述菱形支撐架位于同一個平面。9.根據(jù)權利要求1所述的圓管焊接用菱形內(nèi)撐夾具，其特征在于，每個所述撐緊背吹模塊均由一個外部電磁閥單獨控制。
【文檔編號】B23K26/282GK205414832SQ201620238152
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】陳亞軍, 勇航, 尹茂振, 王瑞延, 袁振玉, 張建亮, 黃宇
【申請人】上海普?，斨悄芸萍加邢薰?br>