[发明专利]一种等分式的内撑圆工装

说明书

技术领域

本发明涉及焊接时防变形用的一种装备，具体与一种等分式的内撑圆工装有关。

背景技术

在进行压力容器、罩式加热壳体等圆筒组对焊接时，由于其直径大、壁厚薄、刚性小，需要使用一些防变形工装来控制焊后产品的尺寸精度和形位公差，常规使用的是外箍环或内撑杆工装。外箍环是单片圆环或由两片1/2圆环通过螺栓连接而成，仅从外部对筒体周向进行固定，焊缝处的局部收缩难以控制，卡紧筒体外壁进行调节后的圆度往往达不到理想的效果；较常用的十字架形的内撑杆工装是由型钢等杆件拼接而成，依靠十字线上的几点卡紧在筒体内壁，只能从局部对筒体的圆度进行调节，且进行安装或调节极为不便。

另外，常规的防焊接变形工装并没有设计衬垫保护或通气槽，焊接多层多道焊时焊层间的温度极易过高，采用氩弧焊时无法进行背面的气体保护，焊接质量差。

发明内容

为克服现有技术不足，本发明提供一种等分式的内撑圆工装，它能有效地减少筒体环缝焊接变形量和焊缝缺陷，刚性好，撑圆调节量易于控制，制造和安装方便。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种等分式的内撑圆工装，包括侧板、连接块、压紧螺母、撑涨块、铜衬垫、螺钉、调节螺栓、导向柱、通气管，其特征是：所述内撑圆工装由3-10等分构成；每一等分由撑涨块、以及装在其上的凹形铜衬垫、和撑涨块底端两侧所设的导向柱三部分构成支撑体，其心部是若干个形似于双头螺杆的连接块，通过螺母连接上下两块3-10边形的侧板，连接块中设有导向柱孔和螺纹孔，螺纹孔内装有调节螺栓，支撑体上的导向柱与连接块的导向柱孔间隙配合。调节螺栓通过与连接块的螺纹孔构成的螺旋副垂直于筒体中心轴线进行调节运动，在各只调节螺栓的推动下沿筒体径向向外撑涨。将各支撑体的撑涨量分别调节一致后，支撑体上的铜衬垫紧贴于筒体内壁，通气管由两支撑体间的空隙伸入铜衬垫的凹形槽中，通氩气等背面保护气体后进行焊接。

所述的内撑圆工装构成优选数为6等分或8等分。

所述的支撑体的间隙间可设置通气管。

本发明的有益效果是：

1、各片支撑体各自在各只调节螺栓的推力下向外撑涨，螺栓的调节量能精确控制，使得各片支撑体撑开后铜衬垫与筒体内壁接触的外弧面能在同一圆周上，并紧贴于筒体内壁，尽可能将筒体撑到理想圆的程度。

2、调节螺栓与连接块的螺纹孔构成的螺旋副采用梯形螺纹，加工工艺性好，牙根强度高，且具有自锁能力，保证了工装与筒体紧贴后整体的刚性。

3、为保证支撑体的端面与筒体中心轴线垂直，在每个支撑体的端面各设置了一对导向柱，避免焊缝两边的散热不一致，从而导致焊缝塌陷的情况。

4、使用光滑清洁的带凹形槽的铜衬垫与筒体内壁接触，既能减少杂质对焊缝的污染，通入氩气等保护气体进行氩弧焊时，又可以起到良好的背面保护和冷却焊缝的效果。

5、侧板、连接块、撑涨块、导向柱的材质均为碳素钢，通过数控切割下料和简单的平面加工后，即可拼接而成，制作安装方便，成本低。

附图说明

图1是本发明工装结构示意图。

图2是图1的A-A剖视图。

图3是本发明撑涨示意图。

图4是本发明撑涨到位示意图。

图中：1-侧板，2-连接块，3-压紧螺母，4-撑涨块，5-铜衬垫，6-螺钉，7-调节螺栓，8-导向柱，9-通气管，10-圆筒体。

具体实施方式

下面通过附图结合具体的实施例对本发明作进一步详细的说明：

如图1至图4所示，本发明公开了一种等分式内撑圆工装，由8等分构成，包括侧板1、连接块2、压紧螺母3、撑涨块4、铜衬垫5、螺钉6、调节螺栓7、导向柱8、通气管9，每一等分由撑涨块、以及装在其上的凹形铜衬垫、和撑涨块底端两侧所设的导向柱三部分构成支撑体，其心部是若干个形似于双头螺杆的连接块，通过螺母连接上下两块正八边形的侧板，连接块中设有导向柱孔和螺纹孔，螺纹孔内装有调节螺栓，支撑体上的导向柱与连接块的导向柱孔间隙配合。连接块2通过压紧螺母3连接两个正八边形的侧板1，调节螺栓7由图3所示箭头方向拧入连接块2的螺纹孔中，用螺钉6将铜衬垫5压紧固定在撑涨块4上，在撑涨块底端两侧焊上导向柱8，将导向柱8插入连接块2的导向柱孔中。找准整个工装及铜衬垫5相对于圆筒体10的位置，并保证左右两侧板1与圆筒体10中心轴线垂直，调节调节螺栓7使得各个铜衬垫紧贴于圆筒体10的内壁。

将通气管9由两撑涨块4间的空隙伸入铜衬垫5的凹形槽中，通氩气等背面保护气体后进行焊接，有效地减少筒体环缝焊接变形量和焊缝缺陷。

在压力容器、罩式加热壳体等产品的制造中，本发明能对筒体对接后整体全长的直线度、焊缝热影响区的圆度、焊接接头错边错口量等工艺要素达到良好的控制效果。