一种圆管焊接用菱形内撑夹具的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种圆管焊接用菱形内撑夹具，包括至少一个菱形内撑单元、与所述菱形内撑单元一一对应的推动气缸、两个端盖、主轴以及多个撑紧背吹模块，所述主轴置于圆管中心，两端分别固定于两个所述端盖中心；每个所述推动气缸固设于主轴；每个所述菱形内撑单元包括定位环、活动环和至少一个菱形支撑架，所述定位环固定地套在所述主轴上；所述活动环套在所述主轴上，随着对应所述推动气缸的推动而沿着所述主轴前后移动；所述菱形支撑架的一双对角分别铰接于所述定位环和所述活动环，另一双对角分别铰接于两个支撑平台；每个所述支撑平台固定至少一个所述撑紧背吹模块。本实用新型解决管材焊接内部保护问题，提升焊缝质量，减少热变形。
【专利说明】
一种圆管焊接用菱形内撑夹具
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及焊接领域。
【背景技术】
[0002]管材零部件的激光焊接广泛应用于各种领域，管与管的环焊缝焊接，管材外挂件的焊接在国内广泛应用。目前，管与管的对接焊法，采用的一般是外卡箍装配，然后取掉外卡箍，再进行环焊焊接。管材外挂件的焊接方法的特点是先点焊，然后直接焊接。这些焊接方法，焊缝内部没有任何保护，焊缝容易塌陷，产品容易受热变形，影响焊缝质量。同时，在管的外挂件焊接中，由于管材外挂件分布在不同的位置，各种焊接保护非常不方便，特别是从管材内部背面采取保护措施，更加不便。在管的环焊缝焊接中，由于环焊缝缺少气保护装置与支撑装置，管材焊缝质量不高，热变形大。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种圆管焊接用菱形内撑夹具，解决管材焊接内部保护问题，提升焊缝质量，减少热变形。
[0004]实现上述目的的技术方案是:
[0005]—种圆管焊接用菱形内撑夹具，包括至少一个菱形内撑单元、与所述菱形内撑单元一一对应的推动气缸、压紧在圆管两端的两个端盖、主轴以及多个撑紧背吹模块，其中，
[0006]所述主轴置于圆管中心，并且两端分别固定于两个所述端盖的中心；
[0007]每个所述推动气缸紧邻对应的所述菱形内撑单元固设于所述主轴；
[0008]每个所述菱形内撑单元包括定位环、活动环和至少一个菱形支撑架，
[0009]所述定位环固定地套在所述主轴上；
[0010]所述活动环套在所述主轴上，随着对应所述推动气缸的推动而沿着所述主轴前后移动；
[0011 ]所述菱形支撑架的一双对角分别铰接于所述定位环和所述活动环，另一双对角分别铰接于两个支撑平台；每个所述支撑平台固定至少一个所述撑紧背吹模块。
[0012]根据上述技术方案，本实用新型主要用于圆筒管外挂件的焊接及圆筒型管与管的环焊缝焊接，通过气缸控制菱形支撑架撑起/缩回，解决了管材焊接内部保护问题，提升焊缝质量，减少热变形。同时，通过撑紧背吹模块作用在外挂件的内壁上，可以给焊接位置一个预撑紧力，减少管材焊接受热变形和减少漏焊，并且通过对焊后背部吹惰性气体，起到背吹保护焊缝作用。
[0013]在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，所述撑紧背吹模块包括:
[0014]与所述菱形支撑架铰接的安装块；
[0015]多个弹性件；
[0016]通过各所述弹性件固定在所述安装块表面的撑紧吹气块;以及
[0017]连接所述撑紧吹气块和所述安装块的多个导向定位销。通过利用弹性件，起到补偿公差作用和消除菱形制造误差带来的影响。通过导向定位销起到导向定位作用。
[0018]在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，所述撑紧吹气块由两个半块组成，该两个半块之间由多根拉紧弹簧连接，以抵消撑紧吹气模块和管壁间的误差，紧贴管壁。
[0019]在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，所述撑紧吹气块表面沿圆管的圆周方向开有深Imm、宽Imm的多个等间距的槽，以保证背面吹气的均匀性。
[0020]在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，所述定位环包括:
[0021 ]固定地套在所述主轴上的压紧环；
[0022]套在所述主轴上且与所述压紧环相接的连接环；以及
[0023]沿圆周方向设置于所述连接环且与各所述菱形支撑架铰接的多个第一铰接件；
[0024]所述活动环沿圆周方向设置有与各所述菱形支撑架铰接的多个第二铰接件。
[0025]在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，每个所述菱形支撑架由四根铰接于所述第一铰接件、第二铰接件或者支撑平台的支撑杆组成。
[0026]在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，所述连接环在每个所述第一铰接件位置和所述活动环在每个所述第二铰接件位置均设有横向调节垫片和竖直调整垫片。通过横向调整垫片与竖直调整垫片来适当调整菱形，以保证贴紧模块紧贴圆筒面。
[0027]在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，各所述菱形内撑单元中的所述菱形支撑架的数量相同并一一对应，各相互对应的所述菱形支撑架位于同一个平面。
[0028]在上述的圆管焊接用菱形内撑夹具中，每个所述撑紧背吹模块均由一个外部电磁阀单独控制。可以节省大量的惰性气体，有效保护焊接外挂件。
【附图说明】
[0029]图1是本实用新型的菱形内撑夹具的结构图；
[0030]图2是本实用新型中支撑平台同时撑起两个撑紧背吹模块时的结构图；
[0031 ]图3是本实用新型中撑紧背吹模块的结构图；
[0032]图4是图3所示撑紧背吹模块另一视角的结构图；
[0033]图5是本实用新型中部分定位环的立体结构图；
[0034]图6是图5所示部分定位环的剖面图；
[0035]图7是本实用新型支撑环焊缝的示意图。
【具体实施方式】
[0036]下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0037]请参阅图1，本实用新型的圆管焊接用菱形内撑夹具，包括至少一个菱形内撑单元1、与菱形内撑单元I一一对应的推动气缸2、压紧在圆管100两端的两个端盖3、主轴4以及多个撑紧背吹模块5。
[0038]主轴4置于圆管100中心，并且主轴4两端分别固定于两个端盖3的中心。
[0039]每个推动气缸2紧邻对应的菱形内撑单元I固设在主轴4上。
[0040]每个菱形内撑单元I包括定位环11、活动环12和至少一个菱形支撑架13，以及对应每个菱形支撑架13的两个支撑平台14。定位环11固定地套在主轴4上。活动环12套在主轴4上，随着对应推动气缸2的推动而沿着主轴4前后移动。菱形支撑架13的一双对角分别铰接于定位环11和活动环12，另一双对角分别铰接于两个支撑平台14。
[0041]定位环11包括压紧环111、连接环112和多个第一铰接件113。压紧环111固定地套在主轴4上。连接环112套在主轴4上且与压紧环111相接。各第一铰接件113沿圆周方向设置于连接环112，与各菱形支撑架13相互铰接。活动环12沿圆周方向设置有与各菱形支撑架13铰接的多个第二铰接件121。
[0042]每个菱形支撑架13由四根支撑杆131组成，每个支撑杆131作为一条边。四根支撑杆131各自铰接于第一铰接件113、第二铰接件121或者支撑平台14，组成一个菱形。其中铰接方式是通过铆钉进行连接。
[0043]每个支撑平台14固定至少一个撑紧背吹模块5，具体数量根据实际情况而定。有时，相邻外挂零件轴向距离很近，由于尺寸的原因，不足够由两个菱形内撑单元I撑起，可以用一个支撑平台14同时撑起两个撑紧背吹模块5，如图2所示。这样两个撑紧背吹模块5能同时保护两个距离相近的外挂零件的焊接。
[0044]同一圆管100的圆周上，菱形支撑架13数量由撑紧背吹模块5的需求数量决定。同一圆周的各菱形支撑架13连接在定位环11、活动环12之间。推动气缸2伸张时，各个菱形支撑架13撑起，各撑紧背吹模块5紧贴内壁;推动气缸2收缩时，各个菱形支撑架13缩回，各撑紧背吹模块5远离内壁，方便焊接后取回工件。
[0045]撑紧背吹模块5作用在外挂件处的内壁上，可以给焊接位置一个预撑紧力，起到减少管材焊接受热变形的作用，由于撑紧背吹模块5紧贴圆管100的内壁，也能起到减少焊漏作用，同时，撑紧背吹模块5对焊后背部吹惰性气体，起到背吹保护焊缝的作用。
[0046]请参阅图3、图4，撑紧背吹模块5包括安装块51、多个弹性件52、撑紧吹气块53、多个导向定位销54和多根拉紧弹簧55。
[0047]安装块51用于与菱形支撑架13的支撑杆131铰接。撑紧吹气块53通过各弹性件52固定在安装块51的表面。因为考虑到圆周上的菱形支撑架13撑起时，有制造公差等原因，采用弹性件52连接撑紧吹气块53，能防止有的撑紧吹气块，53已经贴紧管壁，有的撑紧吹气块53还与管壁有间隙，达到补偿公差的作用。同时，弹性件52使圆周方向的撑紧吹气块53受力均匀的压紧在圆周方向上，紧贴管壁，从而消除菱形制造误差带来的影响。考虑到撑紧吹气块53和安装块51需要导向定位作用，各导向定位销54连接撑紧吹气块53和安装块51。
[0048]撑紧吹气块53与管壁之间也存在着制造误差，所以撑紧吹气块53由两个半块组成，该两个半块之间由拉紧弹簧55拉紧，能抵消撑紧吹气块53与管壁间的误差，达到撑紧背吹模块5紧贴管壁的作用。考虑背面吹气保护的均匀性，撑紧吹气块53表面沿圆管100的圆周方向开有深1mm、宽Imm的多个等间距的槽。同时为了防止沾渣，撑紧吹气块53的材料选用铜质材料制作。
[0049]撑紧背吹模块5在控制方面可实现外部电磁阀单独控制，即:每个撑紧背吹模块5均由一个外部电磁阀单独控制。当焊接外挂件时，可以通过电磁阀打开相对应的撑紧背吹模块5，而其余撑紧背吹模块5均处于关闭状态，保护正处于焊接外挂件的背部。这样，可以节省大量的惰性气体，有效保护焊接外挂件。
[0050]各菱形内撑单元I中的菱形支撑架13的数量相同并一一对应，各相互对应的菱形支撑架13位于同一个平面，如图1所示。三个推动气缸2分别由外部节流阀和压力阀形成气体控制回路，通过调节外部节流阀和压力阀来控制各菱形内撑单元I，以调节撑紧背吹模块5贴紧管壁的支撑力大小。也可以单独控制每个推动气缸2来控制单个菱形内撑单元I的单独伸张与压缩，非常方便检查与调试撑紧背吹模块5适当贴紧管壁。
[0051]请参阅图5、图6，连接环112在每个第一铰接件113位置，以及活动环12在每个第二铰接件121位置均设有横向调节垫片200和竖直调整垫片300。通过横向调整垫片200与竖直调整垫片300来适当调整菱形，以保证贴紧模块紧贴圆筒面。
[0052]请参阅图7，用菱形内撑夹具支起环焊缝400，对环焊缝400进行吹气保护。菱形内撑夹具的支撑杆的数量及撑紧背吹模块的数量由圆管的大小及焊缝的质量要求决定。
[0053]以上实施例仅供说明本实用新型之用，而非对本实用新型的限制，有关技术领域的技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变型，因此所有等同的技术方案也应该属于本实用新型的范畴，应由各权利要求所限定。
【主权项】
1.一种圆管焊接用菱形内撑夹具，其特征在于，包括至少一个菱形内撑单元、与所述菱形内撑单元一一对应的推动气缸、压紧在圆管两端的两个端盖、主轴以及多个撑紧背吹模块，其中， 所述主轴置于圆管中心，并且两端分别固定于两个所述端盖的中心； 每个所述推动气缸紧邻对应的所述菱形内撑单元固设于所述主轴； 每个所述菱形内撑单元包括定位环、活动环和至少一个菱形支撑架， 所述定位环固定地套在所述主轴上； 所述活动环套在所述主轴上，随着对应所述推动气缸的推动而沿着所述主轴前后移动； 所述菱形支撑架的一双对角分别铰接于所述定位环和所述活动环，另一双对角分别铰接于两个支撑平台；每个所述支撑平台固定至少一个所述撑紧背吹模块。2.根据权利要求1所述的圆管焊接用菱形内撑夹具，其特征在于，所述撑紧背吹模块包括: 与所述菱形支撑架铰接的安装块； 多个弹性件； 通过各所述弹性件固定在所述安装块表面的撑紧吹气块；以及 连接所述撑紧吹气块和所述安装块的多个导向定位销。3.根据权利要求2所述的圆管焊接用菱形内撑夹具，其特征在于，所述撑紧吹气块由两个半块组成，该两个半块之间由多根拉紧弹簧连接。4.根据权利要求2所述的圆管焊接用菱形内撑夹具，其特征在于，所述撑紧吹气块表面沿圆管的圆周方向开有深I mm、宽I mm的多个等间距的槽。5.根据权利要求1所述的圆管焊接用菱形内撑夹具，其特征在于， 所述定位环包括: 固定地套在所述主轴上的压紧环； 套在所述主轴上且与所述压紧环相接的连接环；以及 沿圆周方向设置于所述连接环且与各所述菱形支撑架铰接的多个第一铰接件； 所述活动环沿圆周方向设置有与各所述菱形支撑架铰接的多个第二铰接件。6.根据权利要求5所述的圆管焊接用菱形内撑夹具，其特征在于，每个所述菱形支撑架由四根铰接于所述第一铰接件、第二铰接件或者支撑平台的支撑杆组成。7.根据权利要求6所述的圆管焊接用菱形内撑夹具，其特征在于，所述连接环在每个所述第一铰接件位置和所述活动环在每个所述第二铰接件位置均设有横向调节垫片和竖直调整垫片。8.根据权利要求1所述的圆管焊接用菱形内撑夹具，其特征在于，各所述菱形内撑单元中的所述菱形支撑架的数量相同并一一对应，各相互对应的所述菱形支撑架位于同一个平面。9.根据权利要求1所述的圆管焊接用菱形内撑夹具，其特征在于，每个所述撑紧背吹模块均由一个外部电磁阀单独控制。
【文档编号】B23K26/282GK205414832SQ201620238152
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月25日
【发明人】陈亚军, 勇航, 尹茂振, 王瑞延, 袁振玉, 张建亮, 黄宇
【申请人】上海普睿玛智能科技有限公司