一种保证对接同轴度的管件焊接工装及方法与流程

本发明涉及船用低速柴油机的制造工艺，具体涉及一种保证对接同轴度的管件焊接工装及方法，属于柴油机制造技术领域。

背景技术：

船舶排放对大气造成的污染已引起国际社会的广泛关注，双燃料发动机已成为船舶发动机技术的一个重要发展方向。不锈钢双壁管是双燃料主机的重要组成构件，船用低速柴油机用双壁管一般为不锈钢薄壁管，在制作过程中尺寸精度的控制十分重要。由于不锈钢管的热导效率低，焊接过程中所产生的热量极易造成焊接变形，双壁不锈钢管在制作时是先焊接内管再进行外管的装配及焊接，内管装配制作尺寸的超差会严重影响双壁管的制作精度。内管的传统制作方法是先将各段管子进行相互装配点焊，再对每道焊缝进行焊接。然而每次焊接都会产生少量焊接变形，多道焊缝焊接后就会使焊接变形累积放大，导致整根管子中心轴线的弯曲，因而无法保证管件的尺寸精度，影响总管的安装。

技术实现要素：

本发明的目的在于，克服现有技术的缺陷，提供一种保证对接同轴度的管件焊接工装及方法，确保不锈钢双壁管的内管对接装配的同轴度，减少内管装配焊接后的变形，提升不锈钢双壁管的生产制作精度，同时提高不锈钢双壁管焊接作业的生产效率。

基于上述目的，本发明提供的技术方案如下：

一种保证对接同轴度的管件焊接工装，用于船用低速柴油机用不锈钢双壁管的内管的装配焊接，该内管的管径为其特征在于，所述的管件焊接工装包括：

平台，位于整个装置的底部；

底座，固定在所述平台的上部，上部设有半圆形凹槽；

上盖，通过紧固螺栓与所述底座固定连接，下部设有半圆形凹槽；

铜内衬，为半圆环形，嵌置于所述底座的半圆形凹槽内；

铜外衬，与所述铜内衬的结构相同，嵌置于所述上盖的半圆形凹槽内；

所述铜内衬与所述铜外衬对合，将所述内管夹置于其中。

作为进一步改进，所述的平台的上平面设有两排用于固定所述底座的安装孔，该安装孔为腰型孔，用以调整两底座之间的距离。

作为进一步改进，所述的底座的下部设有凹型槽，卡置于所述平台的上部，该凹型槽与所述平台的宽度相等，所述凹型槽的内侧面与该平台的侧面相接触。

作为进一步改进，所述的上盖的半圆形凹槽与所述底座的半圆形凹槽构成一整圆凹槽，多个底座和上盖的整圆凹槽的轴心相同。

作为进一步改进，所述的铜内衬和铜内衬的半径大小可以根据所述内管的外径大小进行更换。

作为进一步改进，所述的底座的下部设有四个通孔，用于与所述平台固定。

作为进一步改进，所述的底座上设有两个螺纹孔，所述上盖上设有两个通孔，用于通过所述紧固螺栓将所述上盖与底座安装固定。

作为进一步改进，所述的底座、上盖、铜内衬和铜外衬的数量为至少四个。

本发明的另一技术方案为：

一种通过上述管件焊接工装实现的保证对接同轴度的管件焊接方法，其具体步骤为：

1)根据待焊内管的长度调整好底座之间的距离；

2)将底座通过紧固螺栓固定在平台上；

3)在底座的半圆型凹槽内装入与待焊内管外径匹配的铜内衬；

4)将两段不锈钢的待焊内管放置在底座的铜内衬上，由两个底座支撑一段待焊内管；

5)调整好两段待焊内管之间的焊接间隙；

6)在上盖的半圆型凹槽内装入与待焊内管外径匹配的铜外衬；

7)将装好铜外衬的上盖与底座通过紧固螺栓固定，夹住待焊内管；

8)对两段固定好的待焊内管进行点焊，然后全缝焊接；

9)等待焊缝冷却；

10)重复上述步骤4)至9)进行第三段待焊内管的装配和焊接；

11)如此重复，逐段装配和焊接待焊内管，直至全部待焊内管装配焊接完毕，待焊缝冷却后拆除上盖，完成船用低速柴油机用不锈钢双壁管的内管的装配焊接。

与传统双壁不锈钢内管的装配焊接方式相比，本发明达到了以下效果：

1.解决了不锈钢管焊接变形难以控制的问题。每次装配一根不锈钢管，焊接一条焊缝，这样在后续装配时就可以对前一次的焊接变形纠正，避免了多道焊缝同时焊接，焊接变形无限积累放大，最终无法保证尺寸精度的情况。

2.提高了双壁不锈钢内管的制作效率。不锈钢管，特别是双壁不锈钢管在装配过程中需要多次测量对接的同轴度、垂直度以及尺寸等参数，装配的零部件需要不时调整位置，保证管子同轴度；本发明大大缩短了装配、测量、调整的工作量，提高了管子制作效率。

3.产品质量状态稳定。通过本发明所述的管件焊接工装及制作方法能够稳定不锈钢双壁管的制作质量，不会因为操作人员工作状态或装配技能水平而造成产品质量的不稳定。

附图说明

图1是本发明的结构简图。

图2是平台的示意图。

图3是底座的示意图。

图4是上盖的示意图。

图5是铜内(外)衬的示意图。

图中，

1—平台，2—底座，3—上盖，4—铜内衬，5—铜外衬，6—待装配内管，7—紧固螺栓，8—紧固螺栓，11—腰型孔，21—半圆形凹槽，22—凹型槽，31—半圆形凹槽。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作详细的说明。凡依据本说明书的内容所做的等效变化及修改，都应属于本发明申请要求保护的范围。

请参阅图1，图示的管件焊接工装用于船用低速柴油机用不锈钢双壁管的内管的装配焊接作业，该内管的管径为

所述的管件焊接工装包括平台1、若干个底座2、若干个上盖3、若干个铜内衬4和若干个铜外衬5。

所述平台1位于整个装置的底部，是整个装置的基础，请参阅图2，该平台1的上平面上有两排腰型孔11，用于固定所述底座2，通过腰型孔可以调整两个底座2之间的安装距离。

所述底座2通过紧固螺栓7固定在所述平台1的腰型孔11上；请参阅图3，该底座2的上部设有半圆形凹槽21，用于安装所述铜内衬4，下部设有凹型槽22，卡置于所述平台1的上部，该凹型槽22与所述平台1的宽度相等，槽的内侧面与该平台1的侧面相接触。所述底座2上设有两个螺纹孔23，用于与所述上盖3使用紧固螺栓8固定。所述底座的下部设有四个通孔，用于与所述平台1固定。

所述上盖3通过紧固螺栓8与所述底座2固定连接，请参阅图4，该上盖3的下部为半圆形凹槽31，用于安装所述铜外衬5。所述上盖3上有两个通孔32，用于穿置所述紧固螺栓8。

请参阅图5，所述铜内衬4为半圆环形，嵌置于所述底座2的半圆形凹槽21内。所述铜外衬5与铜内衬4的结构相同，嵌置于所述上盖3的半圆形凹槽31内。该铜内衬4和铜外衬5的半径大小可以根据待装配内管6的外径大小进行更换。

请参阅图1，所述上盖3与底座2固定安装后，所述半圆形凹槽21与半圆形凹槽31构成一整圆凹槽，多个底座2和上盖3的整圆凹槽的轴心相同；所述铜内衬4与铜外衬5对合地将不锈钢的待装配内管6滑动地夹置于其中。

所述底座2、上盖3、铜内衬4和铜外衬5的数量为至少四个。

通过上述管件焊接工装实现的保证对接同轴度的管件焊接方法的具体步骤为(参阅图1)：

1)根据待装配内管6的长度调整好底座2之间的距离；

2)将底座2通过紧固螺栓7固定在平台1的腰型孔11上；

3)在底座2的半圆形凹槽21内装入与待装配内管6外径匹配的铜内衬4；

4)将两段待装配内管6放置在底座2的铜内衬4上，由两个底座2支撑一段待装配内管6；

5)调整好两段待装配内管6之间的焊接间隙；

6)在上盖3的半圆型凹槽31内装入与待装配内管6外径匹配的铜外衬5；

7)将装好铜外衬5的上盖3与底座2通过紧固螺栓8固定，夹住待装配内管6；

8)对两段固定好的待装配内管6进行点焊，然后全缝焊接；

9)等待焊缝冷却；

10)重复上述步骤4)至9)进行第三段待装配内管6的装配和焊接；

11)如此重复，装配一段待装配内管6，焊接一段待装配内管6，直至全部待装配内管6装配焊接完毕，待焊缝冷却后拆除上盖3，待装配内管6的装配焊接完成。

本发明要求的保护范围不仅限于上述实施例，也应包括其他对本发明显而易见的变换和替代方案。