[发明专利]一种圆管焊接用菱形内撑夹具

说明书

技术领域

本发明涉及焊接领域。

背景技术

管材零部件的激光焊接广泛应用于各种领域，管与管的环焊缝焊接，管材外挂件的焊接在国内广泛应用。目前，管与管的对接焊法，采用的一般是外卡箍装配，然后取掉外卡箍，再进行环焊焊接。管材外挂件的焊接方法的特点是先点焊，然后直接焊接。这些焊接方法，焊缝内部没有任何保护，焊缝容易塌陷，产品容易受热变形，影响焊缝质量。同时，在管的外挂件焊接中，由于管材外挂件分布在不同的位置，各种焊接保护非常不方便，特别是从管材内部背面采取保护措施，更加不便。在管的环焊缝焊接中，由于环焊缝缺少气保护装置与支撑装置，管材焊缝质量不高，热变形大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种圆管焊接用菱形内撑夹具，解决管材焊接内部保护问题，提升焊缝质量，减少热变形。

实现上述目的的技术方案是：

一种圆管焊接用菱形内撑夹具，包括至少一个菱形内撑单元、与所述菱形内撑单元一一对应的推动气缸、压紧在圆管两端的两个端盖、主轴以及多个撑紧背吹模块，其中，

所述主轴置于圆管中心，并且两端分别固定于两个所述端盖的中心；

每个所述推动气缸紧邻对应的所述菱形内撑单元固设于所述主轴；

每个所述菱形内撑单元包括定位环、活动环和至少一个菱形支撑架，

所述定位环固定地套在所述主轴上；

所述活动环套在所述主轴上，随着对应所述推动气缸的推动而沿着所述主轴前后移动；

所述菱形支撑架的一双对角分别铰接于所述定位环和所述活动环，另一双对角分别铰接于两个支撑平台；每个所述支撑平台固定至少一个所述撑紧背吹模块。

根据上述技术方案，本发明主要用于圆筒管外挂件的焊接及圆筒型管与管的环焊缝焊接，通过气缸控制菱形支撑架撑起/缩回，解决了管材焊接内部保护问题，提升焊缝质量，减少热变形。同时，通过撑紧背吹模块作用在外挂件的内壁上，可以给焊接位置一个预撑紧力，减少管材焊接受热变形和减少漏焊，并且通过对焊后背部吹惰性气体，起到背吹保护焊缝作用。

在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，所述撑紧背吹模块包括：

与所述菱形支撑架铰接的安装块；

多个弹性件；

通过各所述弹性件固定在所述安装块表面的撑紧吹气块；以及

连接所述撑紧吹气块和所述安装块的多个导向定位销。通过利用弹性件，起到补偿公差作用和消除菱形制造误差带来的影响。通过导向定位销起到导向定位作用。

在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，所述撑紧吹气块由两个半块组成，该两个半块之间由多根拉紧弹簧连接，以抵消撑紧吹气模块和管壁间的误差，紧贴管壁。

在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，所述撑紧吹气块表面沿圆管的圆周方向开有深1mm、宽1mm的多个等间距的槽，以保证背面吹气的均匀性。

在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，所述定位环包括：

固定地套在所述主轴上的压紧环；

套在所述主轴上且与所述压紧环相接的连接环；以及

沿圆周方向设置于所述连接环且与各所述菱形支撑架铰接的多个第一铰接件；

所述活动环沿圆周方向设置有与各所述菱形支撑架铰接的多个第二铰接件。

在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，每个所述菱形支撑架由四根铰接于所述第一铰接件、第二铰接件或者支撑平台的支撑杆组成。

在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，所述连接环在每个所述第一铰接件位置和所述活动环在每个所述第二铰接件位置均设有横向调节垫片和竖直调整垫片。通过横向调整垫片与竖直调整垫片来适当调整菱形，以保证贴紧模块紧贴圆筒面。

在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，各所述菱形内撑单元中的所述菱形支撑架的数量相同并一一对应，各相互对应的所述菱形支撑架位于同一个平面。

在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，每个所述撑紧背吹模块均由一个外部电磁阀单独控制。可以节省大量的惰性气体，有效保护焊接外挂件。

附图说明

图1是本发明的菱形内撑夹具的结构图；

图2是本发明中支撑平台同时撑起两个撑紧背吹模块时的结构图；

图3是本发明中撑紧背吹模块的结构图；

图4是图3所示撑紧背吹模块另一视角的结构图；

图5是本发明中部分定位环的立体结构图；

图6是图5所示部分定位环的剖面图；

图7是本发明支撑环焊缝的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。