[发明专利]用于圆筒外部件焊接、热处理防变形的内撑装置及方法

说明书

本发明一种用于圆筒外部件焊接、热处理防变形的内撑装置及方法，属于小直径圆筒外部件焊接应用领域；内撑装置包括锥台、内分锥、内分锥滑道、支撑圆筒和卸料圆棒；所述内分锥滑道为圆形板状结构，在其中心处开有通孔；所述内分锥滑道的一端面上沿周向均布多个径向的矩形通槽，其另一端面为平板结构，所述支撑圆筒同轴安装于所述内分锥滑道的平板面上；多个扇形凸台结构的内分锥同轴安装于所述内分锥滑道上，所述锥台和内分锥的锥角相同；所述锥台的小径端同轴插入多个所述内分锥形成的倒锥形面的大径端。本发明的结构零件较少，结构简单，采用卸料圆棒从锥台大端楔紧安装，从锥台小端施加压力进行拆卸，使得安装和方便操作简单方便。

技术领域

本发明属于小直径圆筒外部件焊接应用领域，具体涉及一种用于圆筒外部件焊接、热处理防变形的内撑装置及方法。

背景技术

小直径圆筒外部件焊接、热处理防变形是焊接领域内比较常见的应用的问题之一。为解决这一问题，现有的工装主要有以下两种形式：一种形式为固定直径的圆棒或圆筒和圆筒工件进行配合，具有一定的过盈量，利用工装的刚性使外部件在焊接和热处理过程变形最小，保持在可控的范围内见图1。其特点主要为：利用刚性圆柱2压入圆筒工件3之中，刚性圆柱2和圆筒工件3具有一定的过盈量。在外部件1的焊接过程中，焊缝部分产生了焊接变形。由于刚性圆柱的支撑，工件内部局部产生了应力集中。工装和工件一起热处理，消除应力集中，保证工件形状精度要求。该工装的主要缺点为：工装和工件一一对应，每一个类型的工装对应一个尺寸的圆筒工件；由于每一个圆筒工件在制造过程中都有一定的尺寸公差，因此刚性圆柱2和圆筒工件3的配合公差很难保证；由于刚性圆柱2和圆筒工件3的配合具有一定的过盈量，故工装拆卸比较困难。另一种形式为局部调整型内撑见图2,其特点为：通过调整顶紧螺栓6在圆环支撑4上的不同位置，压紧支撑弧块5，支撑弧块5在圆筒工件3局部进行支撑。其缺点主要为：支撑弧块5需要一个一个调整，操作比较麻烦；由于工装构件有螺纹配合，故不宜进行热处理。如果带工装进行热处理，需及时更换带螺纹的零件，造成较大的浪费；在小直径圆筒中工装不宜操作。

发明内容

要解决的技术问题：

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种用于圆筒外部件焊接、热处理防变形的内撑装置及方法，采用锥楔配合滑道式的内支撑结构，能够防治小直径圆筒外部件焊接或热处理的变形。

本发明的技术方案是：一种用于圆筒外部件焊接、热处理防变形的内撑装置，其特征在于：包括锥台、内分锥、内分锥滑道、支撑圆筒和卸料圆棒；所述内分锥滑道为圆形板状结构，在其中心处开有通孔，用于插入所述卸料圆棒；所述内分锥滑道的一端面上沿周向均布多个径向的矩形通槽，其另一端面为平板结构，所述支撑圆筒为两端开口的管状结构，同轴安装于所述内分锥滑道的平板面上，其内径大于所述内分锥滑道通孔的直径；所述卸料圆棒为圆柱状，其外径小于内分锥滑道通孔的直径和支撑圆筒的内径；

所述锥台为圆锥形凸台结构；所述内分锥为扇形凸台结构，在其底端面上设置有凸块，凸块与所述内分锥滑道上的矩形通槽配合安装，使得所述内分锥能够在矩形通槽内沿内分锥滑道的径向滑动；多个所述内分锥同轴安装于所述内分锥滑道上，各内分锥的扇形内弧面位于同一周面形成倒锥形面，用于与所述锥台的锥面配合安装；各内分锥的扇形外弧面位于同一周面形成圆柱面，用于支撑被加工圆筒工件；所述内分锥的数量和内分锥滑道上的矩形通槽的数量相同；所述锥台和内分锥的锥角相同；所述锥台的小径端同轴插入多个所述内分锥形成的倒锥形面的大径端。

本发明的进一步技术方案是：所述锥台和内分锥的锥角θ＝10°～14°。

本发明的进一步技术方案是：所述锥台和内分锥的材质为钢。

本发明的进一步技术方案是：所述内分锥的数量和内分锥滑道上的矩形通槽的数量均为4。

本发明的进一步技术方案是：所述内分锥的圆心角是80°。