一种支撑板堆焊防变形装置及利用其堆焊的方法与流程

本发明涉及核电设备加工领域，特别涉及一种不锈钢材质的大直径薄圆环板堆焊时防变形装置及其使用方法。

背景技术：

压水堆核电设备的非能动余热排出热交换器管板组件中支撑板是一种大直径、小厚度、刚性较差的不锈钢圆环，在产品设计上要求支撑板上、下表面以及外圆端面需堆焊不锈钢堆焊层，在进行堆焊时，支撑板在热作用下易发生面弯曲变形，即，支撑板在受热后变为曲面而非平面，导致其失去支撑作用；另外，该堆型不同型号产品之间的支撑板内、外径尺寸及厚度皆不同，而普通的防变形装置不具有通用性。

因此，如何保证支撑板在堆焊时不发生形变，同时使防变形的装置和方法具有通用性是需要解决的技术难题。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明人进行了锐意研究，结果发现：在防变形件表面上设置定位件，通过定位件将支撑板固定于防变形件上的特定位置后，即可利用自动焊机对支撑板进行自动堆焊，而不引起支撑板弯曲形变，从而完成了本发明。

本发明的目的在于提供以下几方面：

第一方面，提供一种支撑板堆焊防变形装置，其特征在于，该装置包括防变形件和设置于其表面上的定位件，其中，

防变形件包括过渡环1和与之固定连接的盖板2；

定位件包括定位桩3和紧固件4；

优选地，在盖板2下表面设置有加强环21和加强筋22。

第二方面，本发明还提供一种支撑板堆焊的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，将过渡环1与盖板2上表面对正，使过渡环1与盖板2的中心轴重合，在过渡环1与盖板2外缘形成的台阶上进行堆焊，在过渡环1内缘与盖板2上表面形成的台阶上进行堆焊，在第一腰形孔12与第二腰形孔23形成的台阶上进行堆焊；

步骤2，选择外径适当的定位桩3通过紧固件4固定到过渡环1的上表面，将支撑板5安装于过渡环1上表面，并使支撑板5的内壁卡套于所有定位桩3的外缘，在支撑板5内缘与过渡环1上表面形成的台阶上进行堆焊；

步骤3，利用自动焊机对支撑板5上表面进行堆焊；

步骤4，清除支撑板5内缘与过渡环1上表面之间的堆焊层，并翻转支撑板5，使支撑板5下表面裸露，上表面与过渡环1相接，在第一腰形孔12和第二腰形孔23内部设置拉筋板6，其中，拉筋板6一端与支撑板5焊接，另一端与盖板2焊接；

步骤5，利用自动焊机对支撑板5下表面进行堆焊；

步骤6，对支撑板5侧壁进行堆焊；

优选地，在对支撑板5侧壁进行堆焊前，将拉筋板6与支撑板5和盖板2分割，更优选地，对支撑板5的侧壁进行人工堆焊。

附图说明

图1示出本发明所述防变形装置的俯视图；

图2示出腰形孔的结构示意图；

图3示出本发明所述防变形装置的径向剖面图。

附图标号说明：

1-过渡环

11-定位孔

12-第一腰形孔

2-盖板

21-加强环

22-加强筋

23-第二腰形孔

24-吊耳

3-定位桩

4-紧固件

5-支撑板

6-拉筋板

具体实施方式

下面通过对本发明进行详细说明，本发明的特点和优点将随着这些说明而变得更为清楚、明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“前”、“后”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于本发明工作状态下的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示 或暗示相对重要性。

以下详述本发明。

在本发明中，待堆焊的支撑板5为厚度较小的圆环形金属板，在其上下表面和侧面进行堆焊时，支撑板5容易发生面弯曲变形，即，支撑板5由平面变为曲面，但是，沿其径向的伸缩变形较小，即圆环的宽度几乎不会因堆焊而发生变化。

在本发明中，支撑板5需要进行三面堆焊，即顶面、外侧面和底面，其中，顶面和底面的均是沿支撑板5的外缘环形堆焊，而且，顶面堆焊面积最大，底面堆焊面积其次，约为顶面堆焊面积的1/4，侧面堆焊面积最小。

根据本发明，提供一种支撑板5堆焊防变形装置，其特征在于，该装置包括防变形件和设置于其表面上的定位件。

在本发明中，所述防变形件包括过渡环1和与之固定连接的盖板2。

在本发明中，所述过渡环1为环形板，过渡环1的外径略大于支撑板5的外径，过渡环1的内径小于支撑板5的内径。

在本发明中，在过渡环1上开设有多个定位孔11。

在本发明一种优选的实施方式中，如图1所示，在同一个分度圆上至少分布有三个定位孔11，优选地，同一个分度圆上的定位孔11是均匀分布的，便于支撑板5在防变形装置上的安装。

在本发明中，所述分度圆是指在过渡环1表面上与过渡环1同心的圆。

在本发明中，在定位孔11中分别设置有定位件，定位件的外缘形成第一分度圆，在本发明中，第一分度圆的直径与支撑板5的内径相等，从而起到对支撑板5限位的作用，使支撑板5在与防变形装置组装时，能够简便地找正中心，与防变形装置同轴。

在本发明一种更为优选的实施方式中，多个定位孔11形成至少两个不同直径的第一分度圆，从而使防变形装置适用于对不同规格，不同内径的支撑板5的堆焊。

优选地，所述定位孔为螺纹孔。

在本发明中，根据不同直径分度圆上的定位孔设置定位件位置，从而能够满足对不同规格支撑板5堆焊时防变形支撑，即，使该防变形装置具有通用性。

在本发明中，在过渡环1上第一分度圆外侧与过渡环1外缘之间开设有多个第一腰形孔12，优选地，多个第一腰形孔12的几何中心形成第二分度圆，更优选地，第一腰形孔12在第二分度圆上是均匀分布的，进一步优选地，多个第一腰形孔12的孔径相等。

在本发明中，所述腰形孔是指横截面的中部为长方形或者正方形，两端分别为半圆形，其中，半圆的直径与长方形或者正方形的宽度相等的柱状孔。

在本发明中，在过渡环1上设置腰形孔而非圆形孔，便于对支撑板5另一面进行堆焊时，在支撑板5与过渡环1之间焊接拉筋板6。

在本发明一种优选的实施方式中，所述第一腰形孔12任一横截面的短轴所在的直线经过过渡环1的中心轴。

在本发明中，所述第一腰形孔12任一横截面的长轴是指如图2中所示的X轴方向的对称轴，所述第一腰形孔12任一横截面的短轴是指如图2中所示的Y轴方向的对称轴。

在本发明一种优选的实施方式中，所述过渡环1是不锈钢或者与支撑板5可直接接触且焊接允许的材料制的，从而保证了制造中对清洁度和防污染的要求。

然而，不锈钢或者与支撑板5可直接接触且焊接允许的材料 的强度小，对支撑板5防变形作用弱，因此，在本发明中，在过渡环1下方还固定设置有盖板2。

在本发明中，所述盖板2为圆形板，其为复合碳钢制的，优选地，盖板2的厚度大于80mm，更优选大于100mm。

在本发明中，所述盖板2的外径略大于过渡环1的外径，从而使盖板2的外缘与过渡环1的外缘形成便于焊接的台阶。

在本发明中，在盖板2上，与过渡环1上第一腰形孔相对应的位置上开设有第二腰形孔23，优选地，第一腰形孔12与第二腰形孔23同心，即，第二腰形孔23几何中心所在分度圆的直径与第一腰形孔12几何中心所在分度圆的直径相等；更优选地，第二腰形孔23的孔径略大于第一腰形孔12的孔径，从而使第一腰形孔12与第二腰形孔23形成便于焊接的台阶。

本发明人还发现，第一腰形孔12和第二腰形孔23在堆焊过程中能够释放堆焊产生的热量。

在本发明一种优选的实施方式中，如图3所示，在盖板2下表面设置固定有加强环21和加强筋22。

在本发明中，所述加强环21为圆柱形金属筒，优选地，加强环21为复合碳钢制的，更优选地，加强环21中心轴所在的直线与盖板2中心轴所在的直线重合。

在本发明中，加强环21的外径为盖板2外径的1/9～1/5，优选为1/7～1/6。

在本发明中，在加强环21外周，在盖板2下表面固定设置有多条加强筋22，所述加强筋22为金属板，优选地，加强筋22为复合碳钢制的，加强筋22在靠近盖板2边缘的一端具有倒角。

在本发明中，所述加强筋22的内端与加强环21外壁固定连接，底端与盖板2固定连接，优选地，加强筋22的外端与盖板2的外缘相平；更优选地，加强筋22沿盖板2的径向设置，从而增 加盖板2防变形的作用。

在本发明一种优选的实施方式中，加强筋22穿过第二腰形孔23之间的间隙。

在本发明中，在盖板2上表面还设置有多个吊耳24，优选穿过过渡环1的中空部分，更优选地，吊耳24对称设置，以便于将支撑板5吊装于变位机上。

在本发明中，所述定位件包括定位桩3和紧固件4，其中，所述定位桩3为圆柱形金属块，其中心开设有穿过紧固件4的通孔，定位桩3通过紧固件4固定于过渡环1上表面；所述紧固件4为螺栓。

在本发明中，当定位孔11的开设位置不适于支撑板5的内径时，调节定位桩3的外径以满足对支撑板5的定位。

在本发明一种优选的实施方式中，定位桩3外缘所在的第一分度圆的直径等于支撑板5的内径，优选地，定位桩3安装于不同定位孔11中后，能够形成不同直径的第一分度圆，便于不同内径支撑板5在防变形装置上的找正。

在本发明一种优选的实施方式中，定位桩3与紧固件4是一体成型的。

在本发明一种优选的实施方式中，所述防变形装置还包括拉筋板6，所述拉筋板6为L型金属板。

本发明人发现，在对支撑板5的底面进行堆焊时，由于堆焊面积小，将支撑板5与盖板2通过拉筋板6进行固定连接，而不再将支撑板5与过渡环1进行焊接，同样能够起到对支撑板5固定的作用，而且还能够简化后处理工艺，提高工作效率。

根据本发明的另一方面，提供一种支撑板5堆焊的方法，该方法包括以下步骤：

步骤1，将过渡环1与盖板2上表面对正，使过渡环1与盖板2的中心轴重合，在过渡环1与盖板2外缘形成的台阶上进行堆焊，在过渡环1内缘与盖板2上表面形成的台阶上进行堆焊，在第一腰形孔12与第二腰形孔23形成的台阶上进行堆焊；

步骤2，选择外径适当的定位桩3通过紧固件4固定到过渡环1的上表面，将支撑板5安装于过渡环1上表面，并使支撑板5的内壁卡套于所有定位桩3的外缘，在支撑板5内缘与过渡环1上表面形成的台阶上进行堆焊；

步骤3，利用自动焊机对支撑板5上表面进行堆焊；

步骤4，清除支撑板5内缘与过渡环1上表面之间的堆焊层，并翻转支撑板5，使支撑板5下表面裸露，上表面与过渡环1相接，在第一腰形孔12和第二腰形孔23内部设置拉筋板6，其中，拉筋板6一端与支撑板5焊接，另一端与盖板2焊接；

步骤5，利用自动焊机对支撑板5下表面进行堆焊；

步骤6，对支撑板5侧壁进行堆焊。

在本发明一种优选的实施方式中，在对支撑板5侧壁进行堆焊前，将拉筋板6与支撑板5和盖板2分割，避免在对支撑板5侧壁进行堆焊时将支撑板5与过渡环1焊接为一体，增加后处理工序，从而提高工作效率。

在本发明一种更为优选的实施方式中，对支撑板5的侧壁进行人工堆焊。

支撑板5侧壁堆焊的作业面小，工作量小，且对支撑板5侧壁进行堆焊时，支撑板5不易发生形变，因此，可以采用人工堆焊。

根据本发明提供的支撑板的堆焊防变形装置，具有以下有益效果：

(1)本发明中防变形装置结构新颖，有足够的刚性，可重复多次利用，制造成本较低；

(2)本发明中防变形装置主体的原材料可为最常见的普通碳钢，来源广泛；

(3)本发明中的定位件可以保证支撑板与防变形装置的同轴度，保证了支撑板能够在旋转设备上配合焊机进行自动堆焊。

(4)本发明中的防变形装置有效解决了大直径、小厚度的不锈钢圆环的堆焊变形问题，保证了管板组件后续制造工作的顺利进行。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本发明进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本发明的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本发明精神和范围的情况下，可以对本发明技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本发明的范围内。本发明的保护范围以所附权利要求为准。