专利名称：管道焊接保护调节设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种管道焊接保护调节设备，特别是涉及一种管道氩弧焊接充氩 保护调节设备。
背景技术：
管道在焊接前需要进行组对、调整、找正，目前常用的组对方法是在管口两边设V 型架、加垫块或固定一边调整焊口另一边等方法，但都操作繁琐、调整较慢，特别是管道自 动焊焊接焊缝圆周及两侧要留有安装机头和机头旋转的空间、以上这些方法就更不理想 了 ；管道背面充氩保护是指不锈钢材质管道进行第一层打底焊时，为保证焊接质量(避免 背面氧化，而导致整个焊缝质量不合格)而需要对管道背面进行氩气保护的技术。目前，在 不锈钢管道焊接过程中所采用的背面充氩保护的方法主要是形成氩气室的方法。在核电现 场形成氩气室的方法有利用泡沫密封、用水溶纸密封，用锡箔纸密封，用气球密封等方法， 以上方法都具有以下缺点浪费氩气，造成环境污染；密封性能不好；使用寿命低。核电站 管道的管径范围广、跨度长，不锈钢管道多为有级管道(RCC-M1，2，3级，其对整个管道的焊 接质量要求很高)，从而使得不锈钢管道的充氩变得异常重要；因此，做好管道自动焊准确 快速组对及不锈钢管道焊接背面的保护，以提高工作效率与焊接质量，是不锈钢管道自动 焊焊接时要着重解决的问题。
实用新型内容为了克服目前手工组对以及现有技术中管道组对方法的不便，而且背面充氩不足 的缺点，本实用新型提供一种快速、操作简单、背面充氩保护的调节设备。为此，本实用新型提出了一种管道焊接保护调节设备，包括在组对管道内的中央 延伸的主轴，可转动地安装在主轴上并支撑在管道内壁面上的支撑装置；可转动地安装在 主轴上并随着主轴的转动相对于管道的径向伸缩的伸缩组件；安装在伸缩组件上的保护装 置。优选的是，所述支撑装置包括前支撑组件，所述前支撑组件包括多个与管道内 壁接触的支撑轮、安装在主轴上并自由旋转的前支撑轴套、和连接在支撑轮和前支撑轴套 之间的支撑插管和支撑套管、以及对支撑插管和支撑套管的位置进行锁紧的锁紧螺钉和螺 母；后支撑组件，所述后支撑组件包括多个与管道内壁接触的支撑轮、安装在主轴上并自 由旋转的后支撑轴套、和连接在支撑轮和后支撑轴套之间的支撑插管和支撑套管、对支撑 插管和支撑套管的位置进行锁紧的锁紧螺钉和螺母、以及在后支撑轴套两端的固定环组 件；其中后支撑组件在主轴上的轴向位置通过固定环组件进行定位。优选的是，所述伸缩组件设置在前支撑组件和后支撑组件之间，所述伸缩组件包 括与主轴上的外螺纹相互配合的锁紧螺母，安装在主轴上并自由旋转的主轴套、一端铰接 连接在锁紧螺母上的多个第一斜支杆、一端连接在所述主轴套上的多个第二斜支杆，所述 第一斜支杆的另一端和所述第二斜支杆的另一端与所述保护装置铰接地连接在一起、以及
3在主撑轴套两端的固定组件。优选的是，所述保护装置是腔体模块，所述腔体模块包括进气管、导向板、橡胶垫、 腔底板、腔体、出气管和密封圈。优选的是，所述保护装置是对口模块。优选的是，所述设备还包括设置在主轴的后端的手轮。优选的是，主轴由支撑轴、空心螺纹轴、空心轴、手轮轴四部分焊接而成。本实用新型工具采取了从管径内部进行组对的方式，解决了自动焊机头安装和工 作的空间问题，组对结束即可充氩保护进行焊接。它适用于直径> 100mm的管道对口和充 氩保护。其特点重量轻，体积小，便于携带；安装安全、简便、省时省力；密封性能优良；且 密封区域小、节约氩气；充氩效率高，氩气排放量小；成本低，适用于不同规格不锈钢管道 对口和管道自动焊焊接充氩保护。
图1是根据本实用新型的一个实施例的管道氩弧焊接充氩保护调节设备的示意 图。图2是根据本实用新型实施例的保护调节设备的前支撑组件的示意图。图3是根据本实用新型实施例的保护调节设备的后支撑组件的示意图。图4是根据本实用新型实施例的保护调节设备的伸缩组件的示意图。图5是根据本实用新型实施例的保护调节设备的腔体模块的示意图。图6是根据本实用新型另一个实施例的管道焊接保护调节设备的示意图。图7本实用新型的一个实施例的管道氩弧焊接充氩保护调节设备的结构图。
具体实施方式
本实用新型工具利用机械旋紧式管道焊接组对和进行充氩保护。由6部分组成， 分别为前支撑组件111、后支撑组件116、腔体模块112、伸缩组件113、主轴115和手轮23， 如图1和图7所示。这六部分相互配合使用，实现管道对口和焊接过程中的背面充氩保护 功能。前支撑组件111由支撑轮18、轴销17、支撑叉件4、支撑插管3、支撑套管2、前支撑 轴套1、锁紧螺钉19和螺母20组成，如图2所示。前支撑组件111是将前支撑轴套1安装在主轴15前端较细的轴上，径向转动。三个支撑轮18的外缘所决定的圆限定了管道的内径，设计时将支撑插管3与支撑 套管2用锁紧螺钉进行固定。当管道的内径增大或减小时，通过放松锁紧螺钉来进行调节。为了减轻整个机械式背面充氩保护装置的重量。在支撑套管的外管壁焊接一个与 锁紧螺钉配套的螺母。后支撑组件116由支撑轮18、轴销18、支撑叉件4、支撑插管3、支撑套管2、固定环 21、后支撑轴套16、锁紧螺钉19和螺母20组成，如图3所示。后支撑组件116中的后支撑轴套16可以在主轴15上自由转动，后支撑组件116 在主轴15上的轴向位置通过后支撑轴套16两端的固定环21组件进行定位。后支撑组件116中支撑轮18的外缘所决定的圆同样与管壁的内径相同。当管道
4的内径增大或减小时，可以通过放松锁紧螺钉来进行调节。前支撑组件111与后支撑组件116同时作用，保证腔体模块112与管道同轴平稳 的安放在焊缝位置。伸缩组件113是保证机械式管道对口和焊接充氩保护通用性的关键部分。伸缩组 件113由斜支杆7、连接叉一 12、连接叉二 8、连接叉三10、连接板6、螺钉、锁紧螺母5、主轴 套14和固定组件组成，如图4所示。伸缩组件的主轴套14套在主轴15上，并且可以自由转动，在主轴上的轴向位置通 过伸缩组件主轴套两端的固定环组件进行定位。伸缩组件的锁紧螺母5与主轴上的外螺纹相互配合，当顺时针转动手轮23时，伸 缩组件会张开，使与伸缩组件相连的腔体模块与管道的内管壁紧密接触，进行对口和保证 氩气室的密闭性；当逆时针转动手轮，伸缩组件会闭合，使罩体结构远离管道的内管壁。腔体模块112由进气管25、M4螺钉、导向板27、橡胶垫29、固定板、腔体、腔连接、 出气管和0型圈32组成，如图5。腔体的大小由管道的内径大小决定，每一种管道需要一个 腔体。在另一个实施例中，如果该工具不做充氩保护只做管道焊缝组对使用，与伸缩组 件相连的腔体模块可用对口模块200来替代。对口模块的大小和形状根据管道内径焊口情 况而定，如图6所示。当主轴规格较大时、为了减轻旋紧式管道焊接背面保护工具的重量，主轴可采用 由支撑轴、空心螺纹轴、空心轴、手轮轴四部分焊接而成。如果焊缝距管口端距离较长、可逐 节加长中心轴，一端与手轮轴相配另一端于首轮配合，同样标有刻度或长度，增加后支撑数 量，直到满足需要。机械旋紧式管道焊接组对和充氩保护两用工具的前支撑、后支撑和伸缩组件的通 用范围决定管道内径的范围。当管道内径规格不再此通用范围内时，可以用减小或增加斜 支杆、支撑套管和斜支杆长度的方法来满足管道规格的要求。机械旋紧式管道焊接对口和充氩保护两用工具的6部分(前支撑、后支撑、罩体结 构、伸缩组件、主轴和手轮)相互配合，完成管道对口和焊接过程中的背面充氩保护工作， 使焊缝达到焊接质量的要求，满足不锈钢管道对口和自动焊焊接单面焊双面成型的技术要 求。工作原理先测出焊缝至管口端的距离，再在腔体至手轮间的主轴上找出相应距离的尺寸刻 度。将氩气软管与管道氩弧焊接充氩保护调节设备的进气管连接，排气软管与排气口连接， 该工具处于放松状态下沿着管壁推入管道内部。当主轴上相应的尺寸刻度与管口端对齐时 腔体模块已均勻分布在焊缝两侧，顺时针旋转手轮，管道对口和焊接充氩保护两用工具处 于对口工作状态，即将腔体模块的0型圈与管壁紧密接触，保证了氩气室的密闭性。通入氩 气，进行焊接。焊接结束后，逆时针旋转手轮，旋紧式管道焊接背面保护工具还原至放松状 态后沿着管壁滑出。原理图见图7。附图的标记说明1前支撑轴套2支撑套管
5[00413支撑插管[00424支撑叉件[00435旋紧螺母[00446连接板[00457斜支杆[00468连接叉二[00479腔连接[004810连接叉三[004911排气管[005012连接叉一[005113销钉[005214主轴套[005315主轴[005416后支撑轴套[005517轴销[005618支撑轮[005719螺钉[005820螺母[005921固定环[006022手轮销[006123手轮[006224待焊接管二[006325进气管[0064螺柱、[006526[0066螺母[006727导向板[006828压板[006929橡胶垫[007030腔底板[007131Y型件[0072320型环[007333待焊接管一[007434垫片[007535螺母
权利要求一种管道焊接保护调节设备，包括在组对管道内的中央延伸的主轴；可转动地安装在主轴上并支撑在管道内壁面上的支撑装置；可转动地安装在主轴上并随着主轴的转动相对于管道的径向伸缩的伸缩组件；安装在伸缩组件上的保护装置。
2.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述支撑装置包括前支撑组件，所述前支撑组件包括多个与管道内壁接触的支撑轮、安装在主轴上并自 由旋转的前支撑轴套、连接在支撑轮和前支撑轴套之间的支撑插管和支撑套管、以及对支 撑插管和支撑套管的位置进行锁紧的锁紧螺钉和螺母；后支撑组件，所述后支撑组件包括多个与管道内壁接触的支撑轮、安装在主轴上并自 由旋转的后支撑轴套、连接在支撑轮和后支撑轴套之间的支撑插管和支撑套管、对支撑插 管和支撑套管的位置进行锁紧的锁紧螺钉和螺母、以及在后支撑轴套两端的固定环组件； 其中后支撑组件在主轴上的轴向位置通过固定环组件进行定位。
3.根据权利要求2的设备，其特征在于，所述伸缩组件设置在前支撑组件和后支撑组 件之间，所述伸缩组件包括与主轴上的外螺纹相互配合的锁紧螺母，安装在主轴上并自由 旋转的主轴套、一端铰接连接在锁紧螺母上的多个第一斜支杆、一端连接在所述主轴套上 的多个第二斜支杆，所述第一斜支杆的另一端和所述第二斜支杆的另一端与所述保护装置 铰接地连接在一起、以及在主撑轴套两端的固定组件。
4.根据权利要求3的设备，其特征在于，所述保护装置是腔体模块，所述腔体模块包括 进气管、导向板、橡胶垫、腔底板、腔体、出气管和密封圈。
5.根据权利要求3的设备，其特征在于，所述保护装置是对口模块。
6.根据权利要求1的设备，其特征在于，所述设备还包括设置在主轴的后端的手轮。
7.根据权利要求1的设备，其特征在于，主轴由支撑轴、空心螺纹轴、空心轴、手轮轴四 部分焊接而成。
专利摘要本实用新型涉及一种管道焊接保护调节设备，具体来说涉及管道氩弧焊接充氩保护调节设备，用于在管道安装组对和管道焊接时内部进行充氩保护。旋紧螺母处于主轴的螺纹处，主轴套沿主轴的轴向方向在固定环组件内活动，顺时针旋转手轮，斜支杆伸张将腔连接等组件胀开，腔体与管道紧密结合进行对口，对口结束后，由进气管通入氩气，出气管出气，进行焊接、焊接结束后，逆时针旋转手轮，伸缩组件缩紧，将腔体收回，取出工具。使用该调节设备，充氩保护密闭性好，同时节约氩气。
文档编号B23K37/00GK201603953SQ20092017914
公开日2010年10月13日 申请日期2009年9月29日 优先权日2009年9月29日
发明者刘丽丽, 尹雅文, 张伟栋, 张兰国, 徐建魁, 薛蓉, 连云鹏 申请人:中国核工业二三建设有限公司