小口径管道焊接用的环形衬垫装置的制作方法

本发明涉及一种用于焊接作业中的装置，具体地说，是涉及一种在小口径管道焊接时所使用的衬垫装置。

背景技术：

焊接衬垫的应用可以极大地提高焊接质量。目前，国内外已经开发出了带有衬垫部件的管道焊接对口器，将衬垫技术应用于大口径管道的焊接工艺中。但是，现在这种带有衬垫部件的管道焊接对口器不适用于小口径管道焊接中。这是由于小口径管道焊接中径向空间狭小，因而无法装入结构复杂的管道焊接对口器。目前，在小口径管道焊接工艺中，还未有成熟的衬垫装置被开发出来。

技术实现要素：

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供了一种小口径管道焊接施工时使用的衬垫装置，该装置结构比较简单，能够提高焊接质量，并且在管道焊接过程中拆装方便。

本发明的技术方案是：该种小口径管道焊接用的环形衬垫装置，包括销轴和若干顶丝等常规部件，其独特之处在于：所述装置还包括封口丝堵、衬垫压环、环形衬垫、衬垫支筒、撬杆支架、撬杆扳手、支撑推环、长连接筒、推拉手柄以及空压机。

其中，所述封口丝堵的形状为带外螺纹的圆柱体，一侧端部有一小段四棱柱形，以方便扳手上卸扣；所述封口丝堵用于封堵长连接筒的前端。

所述衬垫压环的形状为内壁带有内螺纹以及外壁带有锥面倒角的短圆筒，安装到衬垫支筒的前端，用于压紧固定在衬垫支筒上的环形衬垫；所述衬垫压环的外径小于待焊接的钢管。

所述环形衬垫的形状为短圆筒形，套在衬垫支筒上，所述环形衬垫的外径与待焊接的钢管内径为小间隙配合，用于封堵待焊接的钢管内壁的焊接坡口部位。

所述衬垫支筒的外径也小于待焊接的钢管，所述衬垫支筒的形状为较长的圆筒形，外壁前端带有螺纹，用于安装环形衬垫和衬垫压环，内壁后端带有内螺纹，用于装到长连接筒上，并且内壁前端扩孔，与长连接筒的前端形成环形空腔，用作冷却气体的流道。

所述撬杆支架为圆环形，套在待焊接钢管的尾端，撬杆支架侧面有螺纹孔，通过顶丝标准件固定在钢管上；撬杆支架上部焊接一对支耳，通过销轴将撬杆扳手安装在撬杆支架上。

所述撬杆扳手为较长杆状，靠近前端有一个销孔，通过销轴将其安装在撬杆支架上；焊接完成后，扳动撬杆扳手，推动支撑推环，通过长连接筒等部件将环形衬垫推离焊缝部位。

所述支撑推环为圆环形，套在长连接筒的后部，撬杆推环侧面有螺纹孔，通过顶丝标准件固定在长连接筒上；撬杆推环下部延伸一个窄条凸台，用于支撑以及定位衬垫装置在钢管里的轴向位置。

所述长连接筒为细长管状，长度略长于待焊接钢管长度；长连接筒的前端加工螺纹孔，用于安装封口丝堵，前端离开螺纹部位侧面加工若干小孔，用于喷射冷却空气；长连接筒的尾端加工螺纹孔，用于安装推拉手柄，尾端离开螺纹部位侧面焊接一个小钢管，用于连接空压机的胶管。

所述推拉手柄为丁字形，头部加工外螺纹，安装在长连接筒的尾端，封堵住其尾部通道，并通过推拉手柄推动衬垫装置在钢管里进出移动。

所述空压机通过胶管与长连接筒连通，用于焊接完成后吹入压缩空气，冷却环形衬垫部位。

本发明具有如下有益效果：首先，本种环形衬垫装置径向尺寸小，可以适用于小口径管道的焊接，能够提高小口径管道的焊接质量；其次，本种衬垫装置结构简单，零部件少，生产造价低；另外，本种衬垫装置使用操作都比较简便，同时在管道焊接过程中拆装方便。

附图说明：

图1为本发明所述衬垫装置的剖视图；

图2为本发明所述衬垫装置装到管道时的剖视图；

图3为本发明所述衬垫装置焊后退出时的剖视图；

图4为本发明所述长连接筒的剖视图；

图5为本发明所述支撑推环的剖切主视图；

图6为本发明所述支撑推环的左视图；

图7为本发明所述衬垫支筒的剖视图；

图8为本发明所述衬垫压环的剖视图；

图9为本发明所述环形衬垫的剖视图；

图10为本发明所述推拉手柄的主视图；

图11为本发明所述封口丝堵的主视图；

图12为本发明所述撬杆支架的剖切主视图；

图13为本发明所述撬杆支架的左视图；

图14为本发明所述撬杆扳手的主视图；

图15为本发明所述撬杆扳手的俯视图。

图中：1-封口丝堵；2-衬垫压环；3-环形衬垫；4-衬垫支筒；5-撬杆支架；6-撬杆扳手；7-支撑推环；8-长连接筒；9-推拉手柄；10-空压机胶管；11-待焊接的钢管；12-焊缝。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图1至图15所示，本发明开发的是一种小口径管道焊接施工时使用的衬垫装置，装置结构比较简单，在管道焊接过程中拆装方便。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该装置组成包括封口丝堵、衬垫压环、环形衬垫、衬垫支筒、撬杆支架、撬杆扳手、支撑推环、长连接筒、推拉手柄、空压机十个主要零件以及销轴和顶丝等常用件和标准件。

所述封口丝堵用于封堵长连接筒的前端，形状为外螺纹圆柱体，一侧端部有一小段四棱柱形，以方便扳手上卸扣。

所述衬垫压环的外径小于待焊接的钢管，形状为内壁带有内螺纹以及外壁带有锥面倒角的短圆筒，安装到衬垫支筒的前端，用于压紧固定里侧的环形衬垫。

所述环形衬垫材质为铜合金或者陶质材料，形状为短圆筒形，套在衬垫支筒上，外径与钢管内径为小间隙配合，用于封堵钢管内壁的焊接坡口部位。

所述衬垫支筒的外径也小于待焊接的钢管，形状为较长的圆筒形，外壁前端带有螺纹，用于安装环形衬垫和衬垫压环；内壁后端带有内螺纹，用于装到长连接筒上，并且内壁前端扩孔，与长连接筒的前端形成环形空腔，用作冷却气体的流道。

所述撬杆支架为圆环形，套在待焊接钢管的尾端，撬杆支架侧面有螺纹孔，通过顶丝标准件固定在钢管上；撬杆支架上部焊接一对支耳，通过销轴常用件将撬杆扳手安装在撬杆支架上。

所述撬杆扳手为较长杆状，靠近前端有一个销孔，通过销轴将其安装在撬杆支架上；焊接完成后，扳动撬杆扳手，推动支撑推环，通过长连接筒等部件将环形衬垫推离焊缝部位。

所述支撑推环为圆环形，套在长连接筒的后部，撬杆推环侧面有螺纹孔，通过顶丝固定在长连接筒上；撬杆推环下部延伸一个窄条凸台，用于支撑以及定位衬垫装置在钢管里的轴向位置。

所述长连接筒为细长管状，长度略长于待焊接钢管长度；长连接筒的前端加工螺纹孔，用于安装封口丝堵，前端离开螺纹部位侧面加工多个小孔，用于喷射冷却空气；长连接筒的尾端加工螺纹孔，用于安装推拉手柄，尾端离开螺纹部位侧面焊接一个小钢管，用于连接空压机的胶管。

所述推拉手柄为丁字形，头部加工外螺纹，安装在长连接筒的尾端，封堵住其尾部通道，并通过推拉手柄推动衬垫装置在钢管里进出移动。

所述空压机通过胶管与长连接筒连通，用于焊接完成后吹入压缩空气，冷却环形衬垫部位。

本种环形衬垫装置的使用方法如下：

第一步，将两个预焊接钢管对接固定好后，将衬垫装置从钢管尾端插入到钢管里，环形衬垫位于两个钢管对接坡口处，撬杆支架通过顶丝固定在钢管尾端。

第二步，对钢管内壁封堵的坡口处进行外部焊接作业。

第三步，焊接完成后，启动空压机，利用压缩空气对环形衬垫进行冷却，使之收缩而与焊缝容易产生分离。

第四步，向前扳动撬杆扳手，推动支撑推环，带动长连接筒等部件，将环形衬垫推离焊缝部位。

第五步，松开撬杆支架上的顶丝，拉动推拉手柄，将衬垫装置从钢管的尾端抽出。