[发明专利]一种大型曲面薄板焊接防变形装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接防变形装置领域，具体涉及一种适用于大型曲面薄板的焊接防变形装置及方法。

背景技术

薄板壳体因为自身厚度的原因在焊接过程中极易变形，其变形具有复杂性和多样性，目前仍是国内外焊接工艺领域的一项技术难题。薄板焊接变形问题严重影响着产品的质量，只有对其进行系统的分析，找出控制其变形的技术措施，不断运用积累的经验，借助相关的装置方能达到控制薄板壳体焊接变形量的目的。传统的大型薄板曲面壳体的焊接防变形主要通过焊接工艺进行控制，壳体的焊接过程中需要随时观察和检验焊缝周围的变形量。同时，焊接接头的两侧需要焊接临时固定卡具，待焊缝焊接完成后再对其进行拆除，固定卡具的焊接和拆除过程会使薄板壳体产生曲率变形，影响壳体焊接成型后的曲率精度。因此，有必要提供一种新的曲面薄板焊接防变形装置和方法，

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明为解决现有技术中存在的问题采用的技术方案如下：

一种大型曲面薄板焊接防变形装置，其特征在于：包括设置于两块曲面薄板对接焊缝下方的基座A，和分别设置于两块曲面薄板自由端底部的基座B，所述的基座A和基座B上均设有滚轮，曲面薄板底部垂直设置于滚轮上的凹槽内，所述的基座A上垂直设立内夹持部件和外夹持部件，所述的内夹持部件设立于曲面薄板弧面内侧，外夹持部件设立于曲面薄板弧面外侧，对接焊缝处于内外夹持部件中间，所述的内夹持部件包括内支架和连接于内支架外侧框架两侧的若干外弧板，所述的外夹持部件包括外支架和连接于外支架内侧框架的若干内弧板，所述内支架和外支架均为槽钢型框架，内支架和外支架之间通过夹紧螺栓连接，所述的外支架中间板中心为开口设计，使焊缝外露，方便焊接，所述的内弧板表面曲率与曲面薄板外弧面曲率相同，外弧板的表面曲率与曲面薄板内弧面曲率相同。

所述的滚轮通过销轴连接于滚轮支座上，滚轮支座通过竖向转轴与基座上端面连接，在基座上旋转滚轮支座以调整滚轮角度。

所述的内支架和外支架顶部和底部有对称设置的螺栓孔，通过夹紧螺栓穿过螺栓孔连接内外支架，通过旋转夹紧螺栓使内外夹持部件中的内弧板和外弧板夹紧曲面薄板壳体。

所述的内支架和外支架两侧框架上纵向对称等距设有若干缺口，缺口处分别安装外弧板和内弧板，弧板与支架之间通过顶紧螺栓进行固定。

所述的内支架中间板中心纵向开设有若干螺栓孔供压紧螺栓穿过，通过旋转压紧螺栓，将焊缝内侧的焊缝衬垫与曲面薄板内侧壳体压紧。

一种利用上述大型曲面薄板焊接防变形装置的焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）内外夹持部件组装

将与待焊曲面薄板内外侧曲率相同的外弧板和内弧板分别安装在内支架和外支架上纵向对称设置的缺口内，通过顶紧螺栓分别将若干外弧板、内弧板与内支架、外支架之间进行固定，将压紧螺栓穿过内支架中间的螺栓孔内；

（2）装置整体组装

根据待焊曲面薄板壳体轮廓形状，分别将基座A和基座B进行布局放置，将内外夹持部件固定于基座A上部，并通过夹紧螺栓连接内外夹持部件，调整内弧板与外弧板之间的间距，确保曲面薄板能顺利进入内外弧板间隙内；

（3）曲面薄板夹持焊接

装置整体组装完成后，调整基座A与基座B上滚轮的角度，将曲面薄板的下端分别放置于滚轮上的凹槽内，推动两块曲面薄板从基座A两侧进入内、外夹持部件之间，旋转夹紧螺栓使内、外夹持部件中的外弧板和内弧板从两侧夹紧曲面薄板，然后在曲面薄板内侧焊缝背面安装焊缝衬垫，调整压紧螺栓使焊缝衬垫与薄板壳体紧密贴合，完成对曲面薄板的夹持固定后，从曲面薄板外侧对焊缝进行焊接。

本发明中公开的一种大型曲面薄板焊接防变形装置及方法可用于处理大型曲面薄板焊接易变形的问题，具有方法简单、通用性强、容易操作、防变形效果好等特点，解决了曲面薄板焊接变形难以控制的难题，与传统的方法相比具有以下优点：

1.本发明中对大型曲面薄板的焊接借助了防变形装置，使得大型曲面薄板的焊接变形量得到了有效控制，降低了薄板焊接过程中对焊接工艺方面较为苛刻的要求，提高了曲面薄板壳体焊后曲率检查过程中的一次合格率。

2. 本发明中的焊接防变形装置对曲面薄板壳体进行夹持固定，省去了在薄板壳体表面焊接临时固定卡具的工序，避免了安装和拆除卡具过程中对曲面薄板壳板壳体曲率产生影响，提高了大型曲面薄板壳体焊接成型后的曲率精度。

3、本发明中的焊接防变形装置的通用性强，对于不同曲率的曲面薄板只需对应选择与之曲率相同的内弧板和外弧板即可，无需对装置内其他结构部件进行替换。

附图说明