用于金属波纹管膨胀节内置环焊缝的强化结构的制作方法

本实用新型涉及一种金属构件的焊接结构，具体地讲，本实用新型涉及一种用于金属波纹管膨胀节内置环焊缝的结构，特别是用于金属波纹管膨胀节内置环焊缝的强化结构。

背景技术：

工业及民用热力管网运行过程中，因内置介质温度及压力的变化，必然产生一定量的轴向推力，甚至产生少量角向位移。这些客观存在的轴向推力和角向位移对架设的热力管网具有破坏性，因此在工程设计时必须采取必要的技术措施，尽量减少这些破坏性。工程中最常用的技术是在热力管网相关节点处加设膨胀节，利用膨胀节的弹性变形特性减缓或吸收轴向推力及角向位移。当今工程中在用的热力管网多数配置金属波纹管膨胀节，此类膨胀节承压能力强、轴向弹性变形大、补偿灵活、安全可靠，而且结构相对简单，造价低廉。工业热力管网口径通常较大，故配置的金属波纹管口径相应较大，通常达数百毫米，而壁厚相对较薄。工程中在满足承压条件的基础上，配套的金属波纹管壁厚仅有数毫米，也就是说壁厚仅占口径值的几十分之一。金属波纹管结构特征除壁薄外，波纹段轴向两端各有一节直管，直管与配对的接管套合并作环状焊接。由于金属波纹管的直管壁厚与配对接管壁厚相差较大，此种不等厚的环焊缝焊接施工难度大，对焊工操作技能要求高，施焊过程中熔池稍偏向

金属波纹管的直管一侧，易造成最薄的直管管壁被焊穿或塌陷等缺陷。此类焊接缺陷尽管事后通过补焊可以达到预期质量，但显著增加制作工时，从而增加制造成本。

技术实现要素：

本实用新型主要针对现有技术在施焊过程中易造成金属波纹管两端直管段被焊穿或塌陷的问题，提出一种用于金属波纹管膨胀节内置环焊缝的强化结构，该结构简单、实用，在不降低金属波纹管膨胀节的弹性基础上，通过金属波纹管两端直管段上加设套箍，形成的叠层结构便于实施角向焊接，常规可知，角焊缝比平焊缝连接强度高。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

用于金属波纹管膨胀节内置环焊缝的强化结构，它包括接管、波纹管、套箍和环焊缝。所述波纹管轴向两端分别预置一节圆形直管段。其改进之处在于：所述套箍为一节薄壁圆形直管，其壁厚比配套波纹管的壁厚厚1～5mm，长度比配套波纹管预置的直管段短1/4～1/2，套箍与配套波纹管预置的直管段套合，套箍待焊端口与配套波纹管预置的直管段朝外端口齐平。所述环焊缝成形在套箍和波纹管的直管段外端口与接管的结合处，构成以接管为衬且相叠的角向连接结构。

作为进一步改进方案，所述接管外伸端为一节等径圆管，或有一节台肩的圆管。

作为进一步改进方案，所述套箍同配套的波纹管材质相同。

作为进一步改进方案，所述套箍为单层结构的一节圆管。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、在波纹管直管段处加设一道套箍，它既不改变波纹管的轴向弹性变形性能，又能增加结构强度，此种套合结构简单、套合容易、生产效率高；

2、在波纹管直管段处加设一道套箍，自然形成一道对波纹管直管段的保护层，直接增加环焊缝的焊接厚度，有利于提高施焊效率；

3、在接管上直接套合波纹管的直管段和套箍，组成的对接缝呈台阶形，此种对接缝结构便于实施角向焊接，角焊比平焊熔透性好，形成的角向环焊缝连接强度高。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是图1a处结构放大示意图。

图3是图2简化连接结构示意图。

图4是图2进一步强化连接结构示意图。

具体实施方式

下面根据附图并结合实施例，对本实用新型作进一步说明。

图1所示是用于金属波纹管膨胀节内置环焊缝的强化结构，它包括接管1、波纹管2、套箍3和环焊缝4。所述波纹管2是膨胀节的弹性器件，为了便于轴向连接，在波纹管2的轴向两端分别预置一节圆形直管段2.1.所述套箍3在结构中属于增强构件，它是一节薄壁圆形直管，其壁厚依据配套膨胀节的承压大小来定，承压高则取较大厚度，反之取较小厚度。常规工况下，套箍3的厚度比配套波纹管2的壁厚厚1～5mm就能满足安全使用条件。为了不降低配套波纹管2的弹性变形能力，对套箍3的长度有限制，要求套箍3的长度比配套波纹管2预置的直管段2.1长度短1/4～1/2。结构中套箍3与配套波纹管2预置的直管段2.1套合，套箍3待焊端口与配套波纹管2预置的直管段2.1朝外端口齐平。所述环焊缝4成形在套箍3和波纹管2的直管段2.1外端口与接管1的结合处，构成以接管1为衬且相叠的角向连接结构。

实施例1

图2所示是本实用新型局部结构示意图，该例适合中压系列膨胀节配套。图中所示的接管1外伸端为一节有台肩的圆管，配套的波纹管2以预置的直管段2.1与接管1外伸端套合。为了进一步强化波纹管2的直管段2.1与接管1对接缝的焊接质量，在波纹管2的直管段2.1外壁上套合一只套箍3。由于本实施例承压值属于中压范筹，故适当增加套箍3的壁厚，实施取用厚度比配套波纹管2壁厚厚3mm。为了提高可焊性及焊接质量，套箍3为单层结构的一节圆管，其长度比配套波纹管2预置的直管段2.1短1/3。另一方面取用同波纹管2相同的材料制造，本实施例采用1cr18ni9ti钢板卷绕成形。套箍3套合到位后形成具有台阶的对接缝，环对接缝采用角向焊接，成形的环焊缝4呈角形焊缝。由于增设的套箍3长度比配套波纹管2预置的直管段短，在结构中既不改变波纹管2的轴向弹性变形性能，又能增加后成形的环焊缝4的结构强度。另外，新增的套箍3自然形成一道对波纹管2直管段2.1的保护层，组成的对接缝呈台阶形，此种对接缝结构便于实施角向焊接，角焊比平焊熔透性好，形成环焊缝4连接强度高，并且有利于提高施焊效率。

实施例2

图3所示结构同图2所示结构主体相同，仅对接管1的外伸端作了局部改进，本实施例中接管1外伸端为一节等径圆管，其功能同实施例1相同。此结构比图2所示结构简单一些，特别适合低压系列膨胀节配套。

实施例3

图4所示结构同图2所示结构主体相同，仅配套的套箍3数量及位置作了局部改进，本实施例在波纹管2预置的直管段2.1内外壁上分别套合一只套箍3.此种双套箍3结构功能同实施例1相同，但形成的环焊4强度优于实施例1，因此本实施例特别适合高压系列膨胀节配套。

技术特征：

1.一种用于金属波纹管膨胀节内置环焊缝的强化结构，它包括接管（1）、波纹管（2）、套箍（3）和环焊缝（4）；所述波纹管（2）轴向两端分别预置一节圆形直管段（2.1）；其特征在于：所述套箍（3）为一节薄壁圆形直管，其壁厚比配套波纹管（2）的壁厚厚1～5mm，长度比配套波纹管（2）预置的直管段（2.1）短1/4～1/2，套箍（3）与配套波纹管（2）预置的直管段（2.1）套合，套箍（3）待焊端口与配套波纹管（2）预置的直管段（2.1）朝外端口齐平；所述环焊缝（4）成形在套箍（3）和波纹管（2）的直管段（2.1）外端口与接管（1）的结合处，构成以接管（1）为衬且相叠的角向连接结构。

2.根据权利要求1所述的用于金属波纹管膨胀节内置环焊缝的强化结构，其特征在于：所述接管（1）外伸端为一节等径圆管，或有一节台肩的圆管。

3.根据权利要求1所述的用于金属波纹管膨胀节内置环焊缝的强化结构，其特征在于：所述套箍（3）同配套的波纹管（2）材质相同。

4.根据权利要求1所述的用于金属波纹管膨胀节内置环焊缝的强化结构，其特征在于：所述套箍（3）为单层结构的一节圆管。

技术总结
本实用新型公开了一种用于金属波纹管膨胀节内置环焊缝的强化结构，它包括接管、波纹管、套箍和环焊缝。所述波纹管轴向两端分别预置一节圆形直管段。所述套箍为一节薄壁圆形直管，套箍与配套波纹管预置的直管段套合，套箍待焊端口与配套波纹管预置的直管段朝外端口齐平。所述环焊缝位于套箍和波纹管的直管段外端口与接管的结合处，构成以接管为衬且相叠的角向连接结构。本实用新型在接管上直接套合波纹管的直管段和套箍，组成的对接缝呈台阶形，此种对接结构便于实施角向焊接，角焊比平焊熔透性好，形成的环焊缝连接强度高。

技术研发人员：游诗青;张辉;王晓燕
受保护的技术使用者：江苏曙光压力容器有限公司
技术研发日：2020.07.10
技术公布日：2021.01.12