一种曲面焊接固定调整卡具的制作方法

本发明涉及一种焊接卡具，特别是一种用于筒体、球壳等曲面焊接时的固定调整卡具。

背景技术：

储罐在石油、化工、国防、交通等领域应用广泛，在国民经济发展中起着重要作用。储罐安装过程中，需要对壳体板进行焊接。焊接环焊缝时，上下两层壳体板需要进行组对。相邻两个壳体的组对质量是影响最终储罐安装质量的重要因素。壳体吊装时受自身重力和吊装操作的影响，壳体会有一定的变形。另外，焊接过程，壳体板因焊缝的影响，壳体板周长会收缩变形。因此，为保证焊接质量，就要固定、调整相邻两层壳体弧度，保证筒体组对质量和防止焊接后变形。

现有技术中，最常用的调整方法是在组对壁板（两层相邻的壳体）外侧焊接挡板来固定壁板，内侧焊接角铁。点焊固定后组对时，壁板内侧使用斜铁打入角铁内部，使壁板坡口对齐。以此类推，壁板一周全部找正后，组对过程结束。挡板与角铁点焊前，坡口内必须清除飞溅、脏物、油脂等，准备工作时间长。该方法中所有的挡板与角铁焊接处最后都要进行切除并打磨。此外，点焊会一定程度的破坏母材材质质量，点焊后需进行除锈打磨等清理工作，消耗人工量大，工序繁琐。对于材质为不锈钢的壳体，打磨后需进行着色处理，保证焊接打磨处无裂纹或其他缺陷。对于要求严格的材质，仍需进行探伤作业，以保证壳体质量。对于特殊材质的合金钢如16mn、15crmo等，焊接过程易产生裂纹，焊接完成后还需进行热处理。因此，传统方法人工、材料及其他费用支出较大。

cn204818568u公开了一种球壳板焊接组对卡具，包括两个定位柱、定位楔和连接梁，所述连接梁上设有两个通孔，两个通孔的两侧各设有两个挡块。使用时，先将第一定位柱和第二定位柱分别焊接于待焊接的两球壳板上，再将连接梁的两个通孔分别套在两个定位柱上，将定位销插入定位孔，固定连接梁。然后将定位楔插入合适的定位柱和挡块之间，利用锤子敲打定位楔的方式调整焊接边之间的距离。该方法中的定位柱是焊接在球壳板上的，因此，球壳焊接完工后，挡柱与球壳板的焊接位置需要进行切除和打磨，不利于保护壳板材质。另外，壳体板焊接前，利用人工锤击敲打的方法易造成应力集中，对壳板产生不利影响。

为了减少辅助焊疤，cn103722341a公开了一种圆筒对接辅助装置，包括两个圆环、带丝孔的方钢和螺纹杆，两个圆环套装在组对圆筒外侧，方钢焊接在两个圆环之间，螺纹杆与丝孔相互配合且数量相等，且丝孔朝向圆心。该装置根据组对圆筒的错边量的余量来调节螺纹杆，达到圆筒对接最小错边量的效果，并避免了组对圆筒上焊疤的产生，进而避免了随后的打磨、修补等工序，有利于节省人工和时间。但该装置套在组对圆筒外时，需要额外的工具支撑，以使其与圆筒截面或环焊缝平行。因此，采用该装置需要额外的支撑和找平步骤。另外，该装置的直径至少要大于组对圆筒的直径，因此，运输、存放并不便利。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种曲面焊接固定调整卡具，包括挡柱、定位板、伸长板，以及拉伸固定伸长板的拉伸固定件。其中，定位板穿过焊缝，垂直于焊接曲面切线，定位板两端分别位于焊接曲面内外两侧，定位板位于焊接曲面内侧的一端与挡柱连接，且挡柱紧贴焊接曲面内侧，定位板位于焊接曲面外侧的一端与伸长板的一端连接，伸长板另一端与拉伸固定部件连接。

优选地，所述定位板位于焊接曲面外侧的一端与伸长板的一端通过连接件活动连接。

优选地，活动连接方式为，所述定位板上开有条状卡槽，所述连接件固定在伸长板端部并穿过条状卡槽与定位板卡紧。所述连接件为连接钩或凸起支点。

优选地，所述条状卡槽延伸至焊接曲面两侧，挡柱独立于定位板，并穿过焊接曲面内侧的条状卡槽。

优选地，所述拉伸固定部件含有两个底端紧贴焊接曲面的滑动支撑架。伸长板与拉伸固定部件连接的一端为螺柱，所述拉伸固定部件还包括螺母、垫片、支撑头，所述支撑头紧贴垫片，螺柱穿过支撑头和垫片并旋进螺母，支撑头与滑动支撑架顶端固定连接，滑动支撑架底端紧贴焊接曲面。

优选地，所述滑动支撑架底端带有底座，所述底座紧贴焊接曲面。更优选地，所述底座具有一定弧度，且所述弧度与所述焊接曲面的弧度相同。

优选地，所述定位板、挡柱、底座的材质与焊接曲面材质相同或相近。

本发明的曲面焊接固定调整卡具具有以下优点：

1、不需点焊，可减少工序环节，减少探伤及热处理工序所需的费用；

2、卡具可重复利用，节约成本；

3、通过调节螺母改变对壳体的拉力，卡具均匀分布使壳体受力均衡，避免应力集中造成的壳体局部变形；

4、定位板厚度较小，能够满足上下焊接板坡口的要求；

5、定位板与伸长板的组合使得本发明的卡具能够承受较强的拉力，减少对储罐上下层壳体坡口的影响；

6、底座可以增大卡具与上下焊接板的接触面积，使焊接曲面受力减小，减小焊接板母材受物理损伤；此外，底座可带有一定的弧度，以便与上下焊接板紧密贴合，增加垂直方向摩擦力，利于固定卡具；

7、操作灵活，应用简便，对室内外作业环境要求低，使用范围较广泛；

8、卡具体积小，便于携带、存放及运输。

附图说明

图1是实施例1的卡具结构示意图。

图2是实施例1的定位板结构示意图。

图3是实施例1的伸长板结构示意图。

图4是实施例1拉伸固定部件结构示意图。

图5是实施例2的卡具结构示意图。

图6是实施例2的定位板结构示意图。

图7是实施例3的伸长板结构示意图。

图中：1.挡柱、2.定位板、3.伸长板、4.拉伸固定件、5.焊缝、6.上焊接板、7.下焊接板、8.条状卡槽、9.螺柱、10.凸起支点、11.螺母、12.垫片、13.支撑头、14.滑动支撑架、15.底座、16.连接钩

具体实施方式

以下结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

图1是本实施例的卡具结构示意图。

图2是本实施例的定位板结构示意图。

图3是本实施例的伸长板结构示意图。

图4是本实施例拉伸固定部件结构示意图。

本实施例的卡具包括挡柱1、定位板2、伸长板3，以及拉伸固定伸长板的拉伸固定件4。上焊接板6和下焊接板7组成焊接曲面。挡柱1与定位板2垂直焊接，且挡柱1紧贴焊接曲面内侧。定位板2穿过焊缝5，垂直于焊接曲面切线。定位板2位于焊接曲面外侧的一端上开有条状卡槽8。伸长板3的一端上装有凸起支点10，另一端为螺柱9。凸起支点10穿过条状卡槽8。拉伸固定部件4包括螺母11、垫片12、支撑头13、滑动支撑架14。支撑头13与滑动支撑架14顶端固定连接，所述支撑头13紧贴垫片12，滑动支撑架14底端紧贴焊接曲面。

应用本实施例的卡具固定、调整焊接曲面的方法为，定位板2从焊接曲面内侧伸向外侧，挡柱1紧贴住焊接曲面内侧。将伸长板3上的凸起支点10穿过定位板2上的条状卡槽8。滑动支撑架14底端分别与上焊接板6和下焊接板7贴合，滑动支撑架14支撑整个卡具。将螺柱9穿过支撑头13并套上垫片12，旋进螺母11，使卡具与焊接曲面固定。以同样的方式，根据现场实际情况，对焊接曲面进行等分，等分固定6个本实施例的卡具，使壳体组对完成。调整时，使螺柱9外部露出的螺柱长度相同，以保证上焊接板6和下焊接板7周长处受力均衡，避免应力集中。

实施例2

图5是本实施例的卡具结构示意图。

图6是本实施例的定位板结构示意图。

本实施例的卡具包括挡柱1、定位板2、伸长板3，以及拉伸固定伸长板的拉伸固定件4。上焊接板6和下焊接板7组成焊接曲面。定位板2穿过焊缝5，垂直于焊接曲面切线。定位板2上开有条状卡槽8。所述条状卡槽8延伸至焊接曲面两侧。挡柱1独立于定位板2，并穿过焊接曲面内侧的条状卡槽8。挡柱1的截面与条状卡槽8的边缘配合，且挡柱1紧贴焊接曲面内侧。伸长板3的一端上装有凸起支点10，另一端为螺柱9。凸起支点10穿过条状卡槽8。拉伸固定部件4包括螺母11、垫片12、支撑头13、滑动支撑架14。支撑头13与支撑架14顶端固定连接，所述支撑头13紧贴垫片12，滑动支撑架14底端设有底座15。且底座15具有一定弧度，该弧度与焊接曲面的弧度相同，从而使底座15与焊接曲面紧密贴合。

应用本实施例的卡具固定、调整焊接曲面的方法为，将定位板2穿过焊接曲面，且条状卡槽8也延伸至焊接曲面两侧。挡柱1穿过焊接曲面内侧的条状卡槽8，并紧贴住焊接曲面内侧。将伸长板3上的凸起支点10穿过定位板2上的条状卡槽8。滑动支撑架14支撑整个卡具，底座15分别与上焊接板6和下焊接板7贴合。将螺柱1穿过支撑头13并套上垫片12，旋进螺母11，使卡具与焊接曲面固定。以同样的方式，根据现场实际情况，对焊接曲面进行等分，等分固定6个本实施例的卡具，使壳体组对完成。调整时，使螺柱9外部露出的螺柱长度相同，以保证上焊接板6和下焊接板7周长处受力均衡，避免应力集中。

实施例3

图7是本实施例伸长板3结构示意图。

本实施例中，定位板2上的条状卡槽为矩形，挡柱1为与条状卡槽8宽度对应的长方体。伸长板3上的连接件为与条状卡槽8宽度对应连接钩16。安装时，挡柱1和连接钩16分别穿过位于焊接曲面内外两侧的条状卡槽8并卡紧。其他结构同实施例2。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。