本发明涉及焊接技术领域，具体而言，涉及一种定位装置及焊接方法。
背景技术：
在焊接生产中，时常遇见对焊接后的同轴度或位置度有较高要求的情况(如管与管或管与锻件法兰的焊接)。在现有技术中，焊接后工件的同轴度或位置度一般只能依靠焊工的焊接技术、焊接经验来保证，而这就要求焊工的焊接技术足够好、焊接经验足够丰富，但即使这样也不能完全保证其同轴度或位置度的精度能达到要求，加工效率低。
技术实现要素：
本发明的一个目的在于提供一种定位装置，以改善现有技术中焊后位置度或同轴度难以得到保证的问题。
本发明的另一个目的在于提供一种焊接方法，其基于上述的定位装置进行焊接。
本发明的实施例是这样实现的：
一种定位装置，其包括径向尺寸可调的支撑机构；与支撑机构联动的操纵机构，操纵机构用于调节支撑机构的径向尺寸；以及设置于操纵机构内的气体通道；气体通道具有与外界连通的进气口和出气口。
在本发明的一个实施例中：
定位装置还包括密封部，密封部包括第一密封件和第二密封件；支撑机构位于第一密封件和第二密封件之间；第二密封件位于进气口与出气口之间。
在本发明的一个实施例中：
操纵机构包括连接杆和套设于连接杆的活动管。
在本发明的一个实施例中：
连接杆的一端设有第一抵顶部，活动管靠近第一抵顶部的一端设有第二抵顶部；
支撑机构位于第一抵顶部与第二抵顶部之间；第一抵顶部与第二抵顶部用于在相互靠近时使支撑机构的径向尺寸增大，并在相互远离时使支撑机构的径向尺寸减小；
定位装置还包括驱动机构，驱动机构用于驱动连接杆与活动管做相对轴向运动。
在本发明的一个实施例中：
支撑机构包括至少两个围绕连接杆设置的支撑件，支撑件与第一抵顶部通过第一抵顶面可滑动地配合，支撑件与第二抵顶部通过第二抵顶面可滑动地配合；
支撑机构上连接有弹性件，弹性件用于对支撑件施加径向向内的弹性力；
当第一抵顶部和第二抵顶部相互靠近时，第一抵顶部和第二抵顶部带动支撑件径向向外运动；当第一抵顶部和第二抵顶部相互远离时，支撑件在弹性件的作用下径向向内运动。
在本发明的一个实施例中：
气体通道设置在活动管内。
在本发明的一个实施例中：
活动管与连接杆之间的间隙构成气体通道；进气口和出气口均开设在活动管上。
在本发明的一个实施例中：
气体通道、进气口和出气口均开设在活动管的管壁上。
本发明的一个实施例中：
支撑件远离连接杆的一侧开设有避让槽；
弹性件环绕连接杆设置；支撑件上开设有容纳孔；弹性件贯穿各个支撑件上的容纳孔。
在本发明的一个实施例中：
第一抵顶面与第二抵顶面均为斜面；斜面的倾角为20°-50°。
一种焊接方法，该方法基于上述任意一种定位装置实现，该方法包括：
将第一管件和第二管件套设到定位装置上，并使第一管件与第二管件对接；利用操纵机构调节支撑机构的径向尺寸，使支撑机构同时与第一管件和第二管件的内壁抵靠，以使第一管件和第二管件同轴；通过气体通道向第一管件与第二管件内通入保护气；对第一管件与第二管件的对接处进行焊接。
在本发明的一个实施例中：
保护气为惰性气体、二氧化碳或氮气中的至少一种。
本发明实施例的有益效果是：
本发明的实施例提供的定位装置，包括支撑机构、操纵机构以及设置在操纵机构内的气体通道，操纵机构可对支撑机构的径向尺寸进行调节，使支撑机构同时与第一管件和第二管件的内壁抵接，从而保证第一管件和第二管件的轴线位于同一直线，保证了焊接后的同轴度，支撑机构紧紧抵接于第一管件和第二管件的内壁，减小了焊后的变形量，大大避免了在焊接后还需使用机床进行二次加工的问题；当第一管件和/或第二管件为特殊材质，焊接需要充入保护气时，可通过气体通道通入保护气，使焊缝周围充满保护气，保证焊接的有效进行且保证了加工质量。本发明提供的定位装置操作简单、稳定性好、大大降低了对工人的要求而且保证了加工质量。
由于本发明的实施例提供的焊接方法是基于上述的定位装置实现的，因此也具有操作简单、稳定性好，既降低了对工人的要求又保证了加工质量的有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例1提供的定位装置整体结构的全剖视图；
图2为本发明实施例1提供的定位装置的整体结构示意图；
图3为本发明实施例1提供的定位装置中第一法兰的结构示意图；
图4为本发明实施例1提供的定位装置中第二法兰的结构示意图；
图5为本发明实施例1提供的定位装置中支撑件的结构示意图；
图6为本发明实施例2提供的定位装置的整体结构示意图。
图标：010-定位装置；100-操纵机构；110-连接杆；111-杆体；1111-凸台；112-第一法兰；1121-凹槽；1122-第一卡槽；1123-第一抵顶部；120-活动管；121-管体；122-第二法兰；1221-第二卡槽；1222-第二抵顶部；200-支撑机构；210-支撑件；211-避让槽；212-容纳孔；310-气体通道；320-进气口；330-出气口；400-密封部；410-第一密封件；411-密封杆；412-密封法兰；413-密封垫；414-压盖；415-压紧螺母；420-第二密封件；421-密封螺母；422-密封板；500-驱动机构；610-第一抵顶面；611-第一抵顶面a；612-第一抵顶面b；620-第二抵顶面；621-第二抵顶面a；622-第二抵顶面b；700-密闭空腔；800-限位部；910-第一管件；920-第二管件。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
实施例1
请参照图1和图2，本实施例提供了一种定位装置010，其包括操纵机构100、支撑机构200和设置在操纵机构100内的气体通道310，操纵机构100与支撑机构200联动，且可以对支撑机构200的径向尺寸进行调节，需要时，可通过气体通道310通入保护气，保证工作的顺利进行。
定位装置010工作时，将第一管件910和第二管件920同时套设在定位装置010上，并使第一管件910和第二管件920抵接且抵接处位于支撑机构200处，当支撑机构200的径向尺寸逐渐增大时，同时抵紧第一管件910和第二管件920的内壁，使第一管件910和第二管件920的轴线处于同一直线上，保证了第一管件910和第二管件920焊后的同轴度或位置度。
下面对本实施例提供的定位装置010进行进一步说明：
请参照图1至图3，在本实施例中，操纵机构100包括连接杆110和活动管120，连接杆110和活动管120可相对轴向运动。连接杆110包括杆体111和第一法兰112，第一法兰112套设在杆体111上且与杆体111同轴设置。在本实施例中，杆体111的一端设有沿径向凸出形成的凸台1111，第一法兰112的一端设有用于与凸台1111卡接的凹槽1121，在其他实施例中，第一法兰112也可通过设置连接件等其他方式与杆体111连接在一起。第一法兰112的另一端设有沿轴线方向延伸的第一卡槽1122，三个第一卡槽1122沿轴线均匀分布且第一卡槽1122内设有第一抵顶部1123，第一抵顶部1123设有第一抵顶面a611，第一抵顶面a611为沿a方向逐渐远离轴线的斜面。在工作过程中，杆体111处于固定状态。需要说明的，在本实施例中，第一卡槽1122的数量设置为三个，可以理解的，在其他具体实施例中，也可以根据用户的需求，将第一卡槽1122的数量设为两个或其他个数。
请参照图1和图4，活动管120包括管体121和第二法兰122，第二法兰122的一端设有螺纹，可插入管体121内与管体121通过螺纹连接，第二法兰122与管体121同轴设置且共同套设在杆体111上。第二法兰122的另一端设有沿轴线延伸的第二卡槽1221，第二卡槽1221用于卡接支撑件210，第二卡槽1221内设有第二抵顶部1222，第二抵顶部1222设有第二抵顶面a621，第二抵顶面a621为沿a方向逐渐靠近轴线的斜面，第二卡槽1221与第一卡槽1122一一对应。管体121内设有作为气体通道310的空腔，气体通道310的两端分别设有进气口320和出气口330，使气体通道310与外界连通，进气口320和出气口330的轴线沿管体121的径向设置，进气口320位于管体121远离第二法兰122的一端，出气口330位于管体121靠近第二法兰122的一端。当第一管件910和第二管件920为特殊材料，在焊接过程中需要充入保护气体(如氮气、氩气、二氧化碳等)时，可以从进气口320通入保护气，保护气经过气体通道310从出气口330进入第一管件910和第二管件920内部，使焊缝周围充满保护气。
需要说明的是，本实施例中，气体通道310为内壁直径大于杆体111直径的空腔，进气口320设置在管体121上，可以理解的，在其他实施例中，气体通道310可以是直接在管体121内钻设的气孔，也可以开设在杆体111内，可实现为支撑机构200处通入保护气的目的即可，进气口320的位置随气体通道310位置的变化而变化。
进一步的，杆体111上还设有限位部800，限位部800设置在杆体111远离凸台1111的一端，限位部800的一端可抵接管体121，使定位装置010不使用时，管体121不会从杆体111上滑落，限位部800的位置应保证当管体121抵靠在限位部800时，第一法兰112与第二法兰122之间有足够的空间安装支撑件210，并使支撑件210位于如图1所示的位置，处于第一法兰112和第二法兰122与支撑件210接触但不对支撑件210施加力的状态。在本实施例中，限位部800为与杆体111螺接的螺母。
请参照图1、图2和图5，在本实施例中，支撑机构200包括三个围设在杆体111周围的支撑件210，支撑件210为板状，两端分别卡设于第一卡槽1122和第二卡槽1221，均匀围设在杆体111上，弹性件(图中未示出)为支撑件210提供径向向内的弹性力使围设在杆体111上的支撑件210不会散开，在其他实施例中，支撑件210的数量也可以根据第一卡槽1122的数量相应地变化。在本实施例中，弹性件为弹簧。支撑件210的两端分别设有第一抵顶面b612和第二抵顶面b622，第一抵顶面b612为沿a方向逐渐远离轴线的斜面，第一抵顶面b612与第一抵顶面a611抵顶且斜面倾角相同；第二抵顶面b622为沿a方向逐渐靠近轴线的斜面，第二抵顶面b622与第二抵顶面a621抵顶且斜面倾角相同。当第一抵顶部1123与第二抵顶部1222的距离逐渐靠近或远离时，支撑件210沿径向向外或向内运动，进而改变杆体111的轴线到支撑件210的距离。支撑件210紧紧抵接在第一管件910和第二管件920内壁，不仅保证了在加工过程中第一管件910和第二管件920的轴线处于同一直线，进而保证了加工后第一管件910和第二管件920的同轴度或位置度，而且减小了第一管件910和第二管件920焊后的变形量，避免了第一管件910和第二管件920焊接后还需使用机床进行二次加工的问题。为了保证支撑件210沿径向运动的稳定性以及定位装置010工作时能快速到达工作位置，第一抵顶面a611、第二抵顶面a621、第一抵顶面b612以及第二抵顶面b622的斜面倾角的范围为20°-50°，具体的，在本实施例中，斜面倾角选取为30°但并不限于30°，在其他实施例中，也可以根据需要选取其他数值，例如：25°、35°或45°等。
需要说明的，在本实施例中，第一抵顶面610同时设置在第一抵顶部1123和支撑件210上，第二抵顶面620同时设置在第二抵顶部1222和支撑件210上，可以理解的，在其他实施例中，第一抵顶面610可以设置在第一抵顶部1123或支撑件210任意一个上，第二抵顶面620可以设置在第二抵顶部1222或支撑件210任意一个上。在本实施例中，通过在第一抵顶部1123和支撑件210上同时设置第一抵顶面610，第二抵顶部1222和支撑件210上同时设置第二抵顶面620，使得支撑件210沿径向的运动更稳定，提高定位装置010的工作可靠性。
进一步的，支撑件210远离杆体111的一端还设有避让槽211，避让槽211可以为焊缝预留足够的空间，避免在焊接过程中的高温使支撑件210损坏，更甚至产生将支撑件210与第一管件910和/或第二管件920焊接在一起的问题。在本实施例中，避让槽211设置在支撑件210远离杆体111一端的中间位置，以使支撑件210能同时与第一管件910和第二管件920抵接且抵接稳定。
进一步的，支撑件210上设有用于容纳弹性件的容纳孔212，容纳孔212贯穿支撑件210，弹性件依次穿过三个支撑件210上的容纳孔212，将三个支撑件210圈套在杆体111上，此时，弹性件处于拉伸状态，为支撑件210提供径向向内的弹性力，防止支撑件210从安装位置脱离。通过设置容纳孔212容纳弹性件，使弹性件与支撑件210的连接更稳固，弹性力对支撑件210的作用效果更好，在本实施例中，支撑件210的两端分别设有容纳孔212，可以容纳两个弹性件共同对支撑件210施加弹性力，进一步提高了支撑件210沿径向运动的稳定性。
请参照图1和图2，在本实施例中，定位装置010还包括密封部400，密封部400包括连接在连接杆110的一端的第一密封件410，此时第一抵顶部1123位于第一密封件410和第二抵顶部1222之间。第一密封件410包括密封杆411、密封垫413和压盖414，密封杆411的一端固定连接在凸台1111的端面上，另一端设有密封杆411沿径向凸出形成的密封法兰412，压盖414抵靠在密封法兰412远离连接杆110的一侧，密封垫413夹设在密封法兰412和压盖414之间；在密封杆411上还螺接有压紧螺母415，压紧螺母415与压盖414的一端抵接，当拧紧压紧螺母415时压盖414将密封垫413压紧在密封法兰412上。工作时，第一密封件410位于第二管件920内。在本实施例中，密封垫413为橡胶垫。橡胶垫能够在径向方向上被压缩，因此橡胶垫的直径能够大于第二管件920的内径。当橡胶垫塞入第二管件920时，橡胶垫与第二管件920的内周面密封接触，在对第二管件920进行支撑的同时，能够较好的密封第二管件920。
进一步的，密封部400还包括与第一密封件410相对设置的第二密封件420，第二密封件420套设在活动管120上，且位于进气口320和出气口330之间。第二密封件420包括密封板422和密封螺母421，密封螺母421螺接于管体121外周，密封板422抵靠在密封螺母421靠近第二法兰122的一侧。定位装置010工作时，第一管件910和第二管件920均套设在定位装置010上且第一管件910的一端抵靠在密封板422上，第一管件910、第二管件920、第一密封件410和第二密封件420共同形成密闭空腔700；不仅可以有效防止在安装使用过程中第一管件910和第二管件920沿轴线运动，而且当充入保护气时，保护气进入密闭空腔700内，不会发生泄漏，既节约了保护气，又可以使保护气快速充满焊缝，提高了工作效率。在工作过程中，第二密封件420处于固定状态。在其他实施例中，也可以在密封板422上设置连接孔，在第一管件910与密封板422抵靠的一端设置法兰，将第一管件910与密封板422通过螺栓等连接件连接在一起，使密封效果更好。
需要说明的，在本实施例中，第二密封件420包括密封板422和密封螺母421，可以理解的，在其他实施例中，第二密封件420也可以设置为与第一密封件410类似的结构，利用橡胶垫进行密封，橡胶垫能够在径向方向上被压缩，因此橡胶垫的直径能够大于第一管件910的内径。当橡胶垫塞于第一管件910时，橡胶垫与第一管件910的内周面密封接触，在对第一管件910进行支撑的同时，能够较好的密封第一管件910。
请继续参照图1和图2，进一步的，定位装置010还包括驱动机构500，在本实施例中，驱动机构500为手柄。手柄固定连接在管体121远离第二法兰122的一端，当转动手柄时，管体121随手柄一起转动，由于管体121与第二密封件420通过螺纹连接，且第二密封件420被固定，不随管体121一起转动，因此，管体121在转动的过程中会发生沿轴线的运动。
本发明的实施例中提供的定位装置010的工作过程如下：
将需要焊接的第一管件910和第二管件920从定位装置010设置第一密封件410的一端套入定位装置010，第一管件910的一端抵靠在密封板422上，另一端与第二管件920抵靠，第一管件910与第二管件920抵靠接触的地方即为焊缝，此时焊缝位于支撑件210的避让槽211处；转动手柄，使管体121在转动的同时沿a方向运动，第二法兰122随管体121一起运动，第二抵顶面a621抵顶第二抵顶面b622并对其施加推力，由于支撑件210另一端的第一抵顶面b612与第一抵顶面a611抵顶，使支撑件210受到的沿轴线方向的推力被抵消，支撑件210在沿径向的推力的作用下克服弹性件的弹性力沿径向向外运动，直至支撑件210同时抵紧第一管件910和第二管件920，此时焊缝位于避让槽211处，第一管件910的轴线与第二管件920的轴线位于同一直线，可以进行焊接；若第一管件910和第二管件920为特殊材质，焊接时需要提供保护气，则从进气口320通入保护气，保护气经过气体通道310，从出气口330进入密闭空腔700，当密闭空腔700内充满保护气时，进行焊接。
当焊接完成后，只需反向转动手柄，驱动活动管120沿a方向的反方向运动，第二抵顶面a621与第二抵顶面b622脱离，支撑件210在弹性件的弹性力的作用下沿径向向内运动，支撑件210与第一管件910和第二管件920脱离，使第一管件910和第二管件920可以顺利取下。
实施例2
本实施例也提供了一种定位装置010，本实施例是在实施例1的技术方案的基础上的进一步改进，实施例1描述的技术方案同样适用于本实施例，实施例1已记载的技术方案不再重复描述。
请参照图6，具体的，本实施例与实施例1的区别在于，驱动机构500为连接在杆体111远离第一密封件410一端的气压缸，工作时只需保持活动管120处于固定状态。将驱动机构500由手柄改进为气压缸，可以大大减小工作强度，使定位装置010的使用更加便捷。需要说明的，在本实施例中，驱动机构500为气压缸，可以理解的，在其他实施例中，驱动机构500也可以为液压缸。
综上所述，本发明的实施例提供了一种定位装置010，旨在改善现有技术中焊接后工件的位置度或同轴度的精度难以保证的问题。其具备多个支撑件210，支撑件210可沿径向运动以改变径向尺寸且抵接在工件内壁，保证在焊接过程中工件的轴线位于同一直线，从而保证焊接后的同轴度或位置度，提高了产品质量且工作稳定性强、操作简单，降低了对工人的技术要求；而且由于支撑件210牢牢抵紧工件内壁，有效减小了焊接后的变形量，避免了在焊接完成后还需使用机床对焊件进行二次加工的问题，大大提高了工作效率，降低了加工成本。
实施例3
本发明提供的实施例中，还提供了一种焊接方法，该方法基于实施例1或实施例2中记载的定位装置010实现。下面以实施例1中记载的定位装置010为例，对该方法进行说明。该方法包括以下步骤：
so1：将第一管件910和第二管件920套设到定位装置010上，并使第一管件910与第二管件920对接。
将第一管件910与第二管件920同时套设在定位装置010上，并使第一管件910待焊接的一段与第二管件920带焊接的一端对接，该对接处即为焊缝，如图1所示的第一管件910与第二管件920所处的位置。
so2：利用操纵机构100调节支撑机构200的径向尺寸，使支撑机构200同时与第一管件910和第二管件920的内壁抵靠，以使第一管件910和第二管件920同轴。
旋转手柄使管体121沿a方向运动，第二法兰122随管体121一起运动，第二抵顶面a621抵顶第二抵顶面b622并对其施加推力，由于支撑件210另一端的第一抵顶面b612与第一抵顶面a611抵顶，使支撑件210受到的沿轴线方向的推力被抵消，支撑件210在沿径向的推力的作用下克服弹性件的弹性力沿径向向外运动，直至支撑件210同时抵紧第一管件910和第二管件920，此时，第一管件910和第二管件920的轴线位于同一直线，焊缝位于避让槽211处。
so3：通过气体通道310向第一管件910与第二管件920内通入保护气。
从进气口320通入保护气，保护气经过气体通道310，从出气口330流向焊缝，由于定位装置010设置有密封部400，密封部400、第一管件910和第二管件920共同形成密闭空腔700，保护气流入密闭空腔700后不会发生泄漏，能快速的充满密闭空腔700。
so4：对第一管件910和第二管件920的对接处即焊缝进行焊接，使第一管件910和第二管件920被焊接在一起。
由于该焊接方法是基于实施例1或实施例2记载的定位装置010实现的，因此也具有操作简单，稳定性好，既降低了对工人的要求又保证了加工质量的有益效果。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。