一种镍基合金管道焊接用工装的制作方法

本发明涉及焊接工装技术领域，具体涉及一种镍基合金管道焊接用工装。

背景技术：

镍基合金管道在焊接过程中，高温液态镍中极易溶解较多的氧，生成nio，从而在焊缝处形成危害较大的气孔，而且镍材料线性膨胀系数大，易产生较大的应力收缩，导致焊缝处发生开裂或错边，从而使得镍基合金管道的焊接质量差，焊接效率低，无法满足设计要求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种镍基合金管道焊接用工装，通过氩气管道、挡盘及平封头的围合构成氩气填充腔，使得镍基合金管道的焊缝背面得到了很好的氩气保护,有效防止发生焊接氧化，同时通过顶杆的缩进，有效减小焊接收缩应力；提高了镍基合金管道的焊接质量。

为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一种镍基合金管道焊接用工装，包括第一套筒，所述第一套筒的端部固定有挡盘，挡盘上连接有第二套筒，所述第二套筒的筒壁上设置有第一定位孔和第二定位孔，所述第一定位孔和第二定位孔中均可滑动地套接有顶杆，所述第一套筒内连接有推杆，所述第一套筒和推杆通过螺纹相旋合，所述推杆的端部连接有圆锥台，所述圆锥台设置于所述第二套筒内，所述圆锥台的锥面与所述顶杆的端部在焊接时相互抵顶，所述挡盘上还固定有氩气管道，挡盘上设置有通气孔，所述氩气管道和通气孔相连通。

所述第二套筒端部的内壁上连接有限位支板，所述限位支板上固定有限位杆。

所述圆锥台的大端面与推杆相连接，圆锥台的小端面连接有圆柱，所述圆柱放置于所述限位支板的顶部。

所述第一定位孔和第二定位孔的轴线相平行。

所述推杆、圆锥台和第二套筒的轴线相重合。

所述推杆上连接有摇把。

所述第一套筒的外壁上套设有支撑盘，所述支撑盘上设置有连接孔，所述连接孔内插入有所述氩气管道。

所述第二套筒的筒壁上设置有多个第一定位孔和第二定位孔，多个第一定位孔呈周向均匀布置，多个第二定位孔呈周向均匀布置。

所述顶杆端部连接有弧形板。

位于所述第二套筒内部的顶杆上套设有限位环。

本发明具有以下有益效果：本发明的焊接工装，通过氩气管道、挡盘及平封头的围合构成氩气填充腔，使得镍基合金管道的焊缝背面得到了很好的氩气保护,能够有效防止焊接时发生焊接氧化，同时通过顶杆的缩进，可有效减小焊接收缩应力；提高了镍基合金管道的焊接质量；结构简单、操作方便，成本较低。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1中g-g方向的剖视结构示意图

图3是本发明的立体结构示意图；

图4是镍基合金管道的结构示意图；

图中：1、第一套筒，2、挡盘，3、第二套筒，4、第一定位孔，5、第二定位孔，6、顶杆，7、推杆，8、圆锥台，9、氩气管道，10、通气孔，11、摇把，12、支撑盘，13、连接孔，14、限位环，15、圆柱，16、限位支板，17、限位杆，18、圆弧板，19、镍基合金管道，191、平封头，192、无缝管。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1、图2和图3所示，一种镍基合金管道焊接用工装，包括第一套筒1，第一套筒1的端部固定有挡盘2，用于阻挡氩气，挡盘2上连接有第二套筒3，所述第二套筒3的筒壁上设置有第一定位孔4和第二定位孔5，第一定位孔4和第二定位孔5中均可滑动地套接有顶杆6，第一套筒1内连接有推杆7，第一套筒1和推杆7通过螺纹相旋合，推杆7的端部焊接有圆锥台8，圆锥台8设置于第二套筒3内，圆锥台8的锥面与顶杆6的端部在焊接时相互抵顶，挡盘2上还焊接固定有氩气管道9，挡盘2上设置有通气孔10，氩气管道9和通气孔10相连通。其中圆锥台8的设计能够很好的调节顶杆6的缩进量。

其中，第二套筒3端部的内壁上连接有限位支板16，限位支板16上固定有限位杆17，限位杆17的长度根据平封头191内壁长度而定，能够使得第一定位孔4的顶杆6和第二定位孔5的顶杆6更加精确的位于焊缝的两侧，并可使得第一定位孔4的顶杆6和第二定位孔5的顶杆6能够一步到位的位于焊缝的两侧，节省时间。

圆锥台8的大端面与推杆7相连接，圆锥台8的小端面连接有圆柱15，圆柱15放置于限位支板16的顶部。通过限位支板16对圆柱15的支撑，来增加推杆7、圆锥台8和圆柱15构成的整体的稳定度。

推杆7、圆锥台8和第二套筒3的轴线相重合。

第一定位孔4和第二定位孔5的轴线相平行，使得顶杆6的伸出或缩进更加顺畅，减少阻碍。

进一步地，推杆7上连接有摇把11，更便于操作。

进一步地，第一套筒1的外壁上套设有支撑盘12，用于支撑工装整体，提高焊接时工装整体在镍基合金管道内的稳定度，支撑盘12上设置有连接孔13，连接孔13内插入有氩气管道9。

进一步地，第二套筒3的筒壁上设置有多个第一定位孔4和第二定位孔5，多个第一定位孔4呈周向均匀布置，多个第二定位孔5呈周向均匀布置，以使得顶杆6在焊接时能够更均匀的抵顶在焊缝两侧的镍基合金管道的内壁上，更好的起到减小焊接收缩应力的作用。

进一步地，顶杆6端部连接有弧形板18，以增加顶杆6与镍基合金管道内壁的接触面积，也使得受力更加均匀。

进一步地，位于第二套筒3内部的顶杆6上套设有限位环14，以防止顶杆6从第一定位孔4或第二定位孔5中滑脱。

进一步地，圆锥台8、第二套筒3、挡盘2、支撑盘12、第一套筒1、推杆7的轴线相重合。

如图4所示，镍基合金管道19由无缝管192和平封头191焊接组成，无缝管192和平封头191均为镍基合金，平封头191为空心结构且一端封口，本发明的焊接工装使用方法如下：

在平封头191与无缝管192对接焊接之前，先将工装整体放入无缝管192内，将无缝管192的坡口焊缝置于第一定位孔4的顶杆6和第二定位孔5的顶杆6之间；再使用高温焊接胶带，将挡盘2与无缝管192之间的间隙封住，防止后续产生漏气(氩气)；然后将平封头191与无缝管192组对拼接，并使用焊接胶带将平封头191与无缝管192拼接处的焊缝封住，以暂时固定平封头191与无缝管192，此时，挡盘2与平封头191内部形成一个密闭腔体。其中将平封头191与无缝管192组对拼接时，限位杆17能够抵在平封头191的内部封口处，平封头191的长度是经过精确计算的，可使得工装的第一定位孔4的顶杆6和第二定位孔5的顶杆6能够一次精确的位于焊缝的两侧，定位效果更好。再将氩气管道9与氩气瓶相连接，之后，打开氩气瓶阀门，氩气通过氩气管道9进入密闭腔体，直至氩气充满密闭腔体(氩压表流量恒定时说明氩气充满密闭腔体)，此时焊缝背面氩气保护已经到位；顺时针转动工装的摇把11，使得推杆7带动圆锥台8前进，从而使得圆锥台8推动其周围的顶杆6牢牢的顶在无缝管192与平封头191的焊缝两侧的内表面位置，此时周向的顶杆6也紧紧地抵顶在圆锥台8的锥面上，无缝管192与平封头191的焊缝两侧各有一圈顶杆6，一圈为第一定位孔4的顶杆6，另一圈为第二定位孔5的顶杆6，优选的，第一定位孔4的顶杆6和第二定位孔5的顶杆6各有四个，均呈周向布置。当圆锥台8推动其周围的顶杆6牢牢的顶在无缝管192与平封头191的焊缝两侧的内表面位置后即可对平封头191与无缝管192的对接拼缝处进行焊接；焊接时，采用一边拆除平封头191与无缝管192拼接处的焊接胶带，一边焊接的方式。在上述整个过程中支撑盘12会进一步保证工装稳定的支撑于无缝管192的内部，且可更好的保证推杆7相对第一套筒1转动的稳定度，限位支板16通过对圆柱15起到支撑作用，从而使得推杆7、圆锥台8和圆柱15构成的整体得到更好地支撑，并更好地保证圆锥台8与第二套筒3保持同心。

焊接结束后，待焊接接头冷却后，逆时针转动焊接工装的摇把，使得推杆带动圆锥台后退，从而使得顶杆与管道内壁松脱，将工装从镍基合金管道移出即可。

本发明设计有氩气惰性气体专用通道，使用时通过挡盘和平封头形成密闭空腔，密闭空腔中的氩气可在焊接过程中保护背面焊缝，避免焊接氧化，对焊缝保护更充分，且密闭空腔体积较小，可在充分避免氧化的同时减少氩气用量；通过推杆驱动圆锥台进给和后退，从而控制顶杆缩进，有效减小焊接收缩应力，提高了镍基合金管道的焊接质量。

本发明通过氩气管道、挡盘及平封头的围合构成密闭空腔，使得无缝管及平封头焊缝背面得到了很好的氩气保护，有效防止焊接时镍发生氧化，提高了焊接质量，通过推杆、圆锥台及顶杆的作用，焊接收缩得到了很好的控制。在使用本发明的工装进行焊接后，经多点检测，焊接收缩量约为0.2mm～0.3mm，而不采用工装焊接时，焊接收缩量达到3mm以上，因此采用本发明的工装进行焊接，可有效缩小焊接收缩量；本发明整体结构简单、操作方便、成本较低，具有较好的可操作性，安全性，可靠性、连续性和稳定性。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。