[发明专利]不锈钢筒体焊接和热处理的防变形方法及其工装

说明书

本发明公开了一种不锈钢筒体焊接和热处理的防变形工装，包括支撑盘架、耐高温弹性支撑机构和顶部支撑装置，其中，支撑盘架由中心向外发散设置有多根支撑套筒，支撑套筒与顶部支撑装置之间通过耐高温弹性支撑机构连接，顶部支撑装置背离耐高温弹性支撑机构的一端用于与不锈钢筒体内侧壁相抵接，顶部支撑装置和耐高温弹性支撑机构还通过紧固件可拆卸连接，顶部支撑装置的长度可调整，顶部支撑装置和支撑盘架采用碳钢制成。本发明提出的不锈钢筒体焊接和热处理的防变形工装，可解决防变形工装材料与不锈钢筒体材料不一致而导致变形量不同进而无法支撑不锈钢筒体的问题。

技术领域

本发明涉及设备制造安装技术领域，尤其涉及一种不锈钢筒体焊接和热处理的防变形方法及其工装。

背景技术

随着我国装备制造水平和工业设计水平的提升，特大型非标承压设备的应用越来越广泛，尤其是在空气动力学、环保以及大型深潜器等领域，设计和建造了一批介质与工况复杂的试验装置。部分试验装置应用在超低温（-196℃）压力往复交变工况下。

复杂工况下的大型非标承压设备结构复杂，材料特殊。如作为空气动力学研究的低温风洞设备，采用304L不锈钢材料制作，为保证设备运行安全，对承压壳体还要进行热处理，以消除结构和焊接残余应力。

筒体制作过程中需大量使用防变形工装，使用若采用同材质的304L材料，则成本巨大，若采用碳钢材料外表面涂刷耐高温漆作为防变形工装，则具有明显的成本优势，但由于二者的热膨胀系数不一致（304L不锈钢为18.58，碳素钢为14.42），造成二者在热处理过程中的线膨胀量不一样，碳素钢支撑会直接脱落。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种不锈钢筒体焊接和热处理的防变形方法及其工装，旨在解决防变形工装材料与不锈钢筒体材料不一致而导致变形量不同进而无法支撑不锈钢筒体的问题。

为实现上述目的，本发明提供一种不锈钢筒体焊接和热处理的防变形工装，包括支撑盘架、耐高温弹性支撑机构和顶部支撑装置，其中，

所述支撑盘架由中心向外发散设置有多根支撑套筒，支撑套筒与顶部支撑装置之间通过耐高温弹性支撑机构连接，顶部支撑装置背离耐高温弹性支撑机构的一端用于与不锈钢筒体内侧壁相抵接，顶部支撑装置和耐高温弹性支撑机构还通过紧固件可拆卸连接，顶部支撑装置的长度可调整，顶部支撑装置和支撑盘架采用碳钢制成。

优选地，所述支撑套筒的自由端上容纳有内套筒，耐高温弹性支撑机构的一端与内套筒的内底壁连接，耐高温弹性支撑机构的另一端与顶部支撑装置的内底壁连接。

优选地，所述耐高温弹性支撑机构为弹簧，弹簧的两端分别与顶部支撑装置和内套筒的内底壁连接。

优选地，所述顶部支撑装置包括撑杆、支撑头以及调节螺母，调节螺母的两端分别与撑杆和支撑头螺纹连接。

优选地，所述支撑套筒和撑杆的外侧壁上均设有法兰，紧固件穿过支撑套筒和撑杆上法兰的安装孔将二者连接。

优选地，所述紧固件包括穿设于法兰上的双头螺柱以及套于该双头螺柱上的螺母。

优选地，所述支撑套筒的内侧壁中设置有用于对内套筒进行限位的固定挡板，固定挡板的外底壁与固定挡板相抵接。

优选地，所述多根支撑套筒在支撑盘架的圆周方向均匀分布，每一支撑套筒均对应一耐高温弹性支撑机构和一顶部支撑装置。

本发明进一步提出一种基于上述不锈钢筒体焊接和热处理的防变形工装的防变形方法，包括以下步骤：

安装不锈钢筒体焊接和热处理的防变形工装的所有零件，并调整支撑盘架和顶部支撑装置之间的相对位置以及顶部支撑装置的长度，使顶部支撑装置背离支撑盘架的一端与不锈钢筒体内侧壁相抵接；