一種圓管焊接用菱形內撐夾具的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種圓管焊接用菱形內撐夾具，包括至少一個菱形內撐單元、與所述菱形內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；每個所述菱形內撐單元包括定位環、活動環和至少一個菱形支撐架，所述定位環固定地套在所述主軸上；所述活動環套在所述主軸上，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和所述活動環，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，管與管的環焊縫焊接，管材外掛件的焊接在國內廣泛應用。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，焊縫內部沒有任何保護，焊縫容易塌陷，產品容易受熱變形，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，特別是從管材內部背面采取保護措施，更加不便。在管的環焊縫焊接中，由于環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。
【發明內容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種圓管焊接用菱形內撐夾具，解決管材焊接內部保護問題，提升焊縫質量，減少熱變形。
[0004]實現上述目的的技術方案是:
[0005]—種圓管焊接用菱形內撐夾具，包括至少一個菱形內撐單元、與所述菱形內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撐單元固設于所述主軸；
[0008]每個所述菱形內撐單元包括定位環、活動環和至少一個菱形支撐架，
[0009]所述定位環固定地套在所述主軸上；
[0010]所述活動環套在所述主軸上，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和所述活動環，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撐夾具中，所述定位環包括:
[0021 ]固定地套在所述主軸上的壓緊環；
[0022]套在所述主軸上且與所述壓緊環相接的連接環；以及
[0023]沿圓周方向設置于所述連接環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撐夾具中，所述連接環在每個所述第一鉸接件位置和所述活動環在每個所述第二鉸接件位置均設有橫向調節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撐夾具中，各所述菱形內撐單元中的所述菱形支撐架的數量相同并一一對應，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。可以節省大量的惰性氣體，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的立體結構圖；
[0034]圖6是圖5所示部分定位環的剖面圖；
[0035]圖7是本實用新型支撐環焊縫的示意圖。
【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撐夾具，包括至少一個菱形內撐單元1、與菱形內撐單元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緊鄰對應的菱形內撐單元I固設在主軸4上。
[0040]每個菱形內撐單元I包括定位環11、活動環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11固定地套在主軸4上。活動環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11和活動環12，另一雙對角分別鉸接于兩個支撐平臺14。
[0041]定位環11包括壓緊環111、連接環112和多個第一鉸接件113。壓緊環111固定地套在主軸4上。連接環112套在主軸4上且與壓緊環111相接。各第一鉸接件113沿圓周方向設置于連接環112，與各菱形支撐架13相互鉸接。活動環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，具體數量根據實際情況而定。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數量由撐緊背吹模塊5的需求數量決定。同一圓周的各菱形支撐架13連接在定位環11、活動環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。考慮到撐緊吹氣塊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。考慮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，保護正處于焊接外掛件的背部。這樣，可以節省大量的惰性氣體，有效保護焊接外掛件。
[0050]各菱形內撐單元I中的菱形支撐架13的數量相同并一一對應，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分別由外部節流閥和壓力閥形成氣體控制回路，通過調節外部節流閥和壓力閥來控制各菱形內撐單元I，以調節撐緊背吹模塊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112在每個第一鉸接件113位置，以及活動環12在每個第二鉸接件121位置均設有橫向調節墊片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，用菱形內撐夾具支起環焊縫400，對環焊縫400進行吹氣保護。菱形內撐夾具的支撐桿的數量及撐緊背吹模塊的數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撐夾具，其特征在于，包括至少一個菱形內撐單元、與所述菱形內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撐單元固設于所述主軸； 每個所述菱形內撐單元包括定位環、活動環和至少一個菱形支撐架， 所述定位環固定地套在所述主軸上； 所述活動環套在所述主軸上，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和所述活動環，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.根據權利要求1所述的圓管焊接用菱形內撐夾具，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.根據權利要求2所述的圓管焊接用菱形內撐夾具，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.根據權利要求2所述的圓管焊接用菱形內撐夾具，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.根據權利要求1所述的圓管焊接用菱形內撐夾具，其特征在于， 所述定位環包括: 固定地套在所述主軸上的壓緊環； 套在所述主軸上且與所述壓緊環相接的連接環；以及 沿圓周方向設置于所述連接環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.根據權利要求5所述的圓管焊接用菱形內撐夾具，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.根據權利要求6所述的圓管焊接用菱形內撐夾具，其特征在于，所述連接環在每個所述第一鉸接件位置和所述活動環在每個所述第二鉸接件位置均設有橫向調節墊片和豎直調整墊片。8.根據權利要求1所述的圓管焊接用菱形內撐夾具，其特征在于，各所述菱形內撐單元中的所述菱形支撐架的數量相同并一一對應，各相互對應的所述菱形支撐架位于同一個平面。9.根據權利要求1所述的圓管焊接用菱形內撐夾具，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】上海普睿瑪智能科技有限公司