[发明专利]一种旋挖钻钻杆外键焊前预热和焊后热处理系统及方法

说明书

本发明公开了一种旋挖钻钻杆外键焊前预热和焊后热处理系统及方法，处理系统包括加热系统、焊接系统、支撑系统、滑动系统和控制系统；加热系统焊接前用以对钻杆与外键进行局部加热，焊接后针对焊缝区域进行热处理；焊接系统用以对钻杆与外键进行焊接；支撑系统用以对钻杆进行支撑，同时起到了反焊接变形的作用；滑动系统与所述支撑系统相连，用以对钻杆进行移动，实现了加热系统对钻杆与外键逐步加热以及焊接系统对钻杆与外键逐步进行焊接；控制系统用以控制滑动系统的滑动速度、加热系统的升温速率以及焊接系统的焊接电压和电流。本发明能够提高钻杆与外键的焊缝质量，降低钻杆在施工过程中因受力导致焊缝开裂的几率，从而提高钻杆的质量和寿命。

技术领域

本发明涉及旋挖钻杆焊接领域，具体地，涉及一种旋挖钻钻杆外键焊前预热和焊后热处理系统。

背景技术

随着公路、铁路、交通枢纽、高层建筑等基础设施的高速发展，对桩基础施工要求越来越高。，旋挖钻机凭借其优越的桩基施工性能已在国内外得到了广泛的应用。施工过程中遇到的地层情况也越来越复杂，对旋挖钻机的施工能力，特别是工作装置的可靠性都提出了更高的要求，特别是旋挖钻机钻杆。

旋挖钻杆管体常采用高强度的无缝合金钢管，如35CrMo，27SiMn等，外键材料通常采用20CrMnTi和30CrMnTi等。这两类材料均需要在焊接前进行预热来保证焊接质量，并在焊后进行热处理来消除残余应力。但由于旋挖钻杆长度很长，单节钻杆通常可以达到十几米以上，这对于现有的技术条件是个很大的难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于旋挖钻杆焊前预热与焊后热处理的系统。

本发明按以下技术方案实现：

一种旋挖钻钻杆外键焊前预热和焊后热处理系统，包括：

加热系统，焊接前用以对钻杆与外键进行局部加热，焊接后针对焊缝区域进行热处理；

焊接系统，用以对钻杆与外键进行焊接；

支撑系统，用以对钻杆进行支撑，同时起到了反焊接变形的作用；

滑动系统，其与所述支撑系统相连，用以对钻杆进行移动，实现了加热系统对钻杆与外键逐步加热以及焊接系统对钻杆与外键逐步进行焊接；

控制系统，用以控制滑动系统的滑动速度、加热系统的升温速率以及焊接系统的焊接电压和电流。

进一步，所述支撑系统包括反变形工装夹具和底座；其中，所述反变形工装夹具由至少两个工装夹具构成，且每一个工装夹具是由多个弧形夹具部件收尾相接形成闭环结构，以此实现将钻杆夹紧在工装夹具中；所述工装夹具安装在底座上，对钻杆起到支撑和高低调节作用。

进一步，所述工装夹具由三个可拆卸更换且能够调节直径大小的弧形夹具部件组成，既能够根据钻杆上的外键数不同选择带有不同数量外键定位槽的夹具部件，又能根据钻杆粗细调节工装夹具的圆环直径大小。

进一步，三个弧形夹具部件分别为夹具部件Ⅰ、夹具部件Ⅱ和夹具部件Ⅲ；其中，所述夹具部件Ⅰ的底部固定在所述底座上，夹具部件Ⅰ的两端分别通过可拆卸组件Ⅱ与夹具部件Ⅱ和夹具部件Ⅲ相连；所述夹具部件Ⅱ和夹具部件Ⅲ呈对称关系，且两者之间通过可拆卸组件Ⅰ相连。

进一步，所述夹具部件Ⅱ和夹具部件Ⅲ之间的连接端均设有一块与夹具部件本体垂直的凸块，且两个凸块上均设有至少一组同心的固定孔；所述可拆卸组件Ⅰ采用螺栓和螺母，螺栓穿入固定孔后通过螺母紧固实现夹具部件Ⅱ和夹具部件Ⅲ的固定连接；所述夹具部件Ⅰ的两端分别设有多个调节孔；与所述夹具部件Ⅰ相连的夹具部件Ⅱ的连接端设有一个调节孔；与所述夹具部件Ⅰ相连的夹具部件Ⅲ的连接端设有一个调节孔；所述可拆卸组件Ⅱ采用螺栓和螺母，螺栓穿入调节孔后通过螺母紧固实现夹具部件Ⅰ两端与夹具部件Ⅱ和夹具部件Ⅲ的固定连接，且通过螺栓穿入夹具部件Ⅰ上不同调节孔实现工装夹具直径大小的调节。