炉管焊接对中及气体保护装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种炉管焊接对中及气体保护装置，本发明通过滑块推动卡爪使其张开，卡抓通过支承炉管内壁实现两段待焊接炉管的对正。滑块由螺纹套推动，螺纹套通过控制杆与控制手柄相连，通过旋转控制手柄来控制螺纹套沿径向的运动，继而控制卡爪的运动。内控制杆套在外控制杆内部，可在同一侧实现对两组卡爪的分别控制，控制杆可通过延伸杆加长，以延长控制距离。装置中部有气体散布结构，用于散布焊接保护气体，保护气体由内控制杆端部通入，装置设计有密封结构，以防止保护气体泄漏。本发明实现了两段炉管接头较为准确的对正，有效调节了直线度，并能够保证焊接区域附近有较高的保护气体浓度，且在很大程度上节省保护气体消耗量。
【专利说明】炉管焊接对中及气体保护装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种能够对两段有圆柱内腔的物体进行对中的装置，特别涉及一种炉管焊接对中及气体保护装置。该装置能够在炉管焊接工艺中对两段炉管进行对中，并将保护气体通入炉管内部。
【背景技术】
[0002]在炉管焊接过程中，需要对所需焊接的两段炉管进行对中，并对焊接过程进行气体保护。在以往的焊接过程中，由于没有专用的焊接对中及气体保护装置，焊接过程采用人工目视对中，对中精度较差，操作困难，产品质量难以控制，工人的劳动强度相对较大；以往的焊接气体保护实现方式为使用输气管将保护气体从被焊管道的一端通入，使用棉布堵塞管道进行密封。这种方法效果较差，难以保证焊接区域附近的保护气体浓度，无法对焊接区域进行充分的保护。
【发明内容】
[0003]本发明提供一种能够实现两段炉管对中、焊接过程气体保护的装置。该装置能够实现焊接工艺中两段炉管接头的较为准确的对正，有效调节直线度以满足工艺标准要求。装置能够保证焊接区域附近有较高的保护气体浓度，并能够在很大程度上节省保护气体消耗量。
[0004]本发明是通过以下技术方案实现的:
[0005]一种炉管焊接对中及气体保护装置，其特征在于，所述装置包括如下结构:主支架11为一根空心轴，在主支架11的中心位置沿轴的外表面开有一圈气孔33，以气孔33为中心两边依次对称设置第一卡爪连接座34a和第二卡爪连接座34b、第一滑块导轨35a和第二滑块导轨35b以及第一外螺纹36a和第二外螺纹36b ;第一卡爪10和第二卡爪12带有3个以上爪齿的，相邻爪齿间用收紧弹簧13相连，第一卡爪10和第二卡爪12分别连接于第一卡爪连接座34a和第二卡爪连接座34b上，第一滑块9和第二滑块14分别安装于第一滑块导轨35a和第二滑块导轨35b上，在第一螺纹套7和第二螺纹套16分别旋入第一外螺纹36a和第二外螺纹36b中，由第一连接环8和第二连接环15将两个滑块分别与两个螺纹套相连，在主支架11的两端各有一个限位盖21 ；
[0006]一根内控制杆2为中部开有通孔37的空心轴，其穿过主支架11，内控制杆2伸出主支架11的一端的外表面上套装一根带有外控手柄3的外控制杆4，第一连接套6安装在外控制杆4上，第一连接套6的一端与第一螺纹套7相连，另一端上通过轴承安装了一个第一密封套5,内控制杆2上固定有一个内控手柄I,内控手柄I和外控手柄3位于同一端；内控制杆2伸出主支架11的另一端上安装有第二连接套17，第二连接套17的一端与第二螺纹套16相连，另一端上通过轴承安装了一个第二密封套18。
[0007]所述的第一螺纹套7和第二螺纹套16在与滑块连接的一端设有滚珠槽，槽内有滚珠32.[0008]所述的第一连接环8和第二连接环15分别由两个相同的半环组成，用螺钉固定在第一螺纹套7和第二螺纹套16上。
[0009]所述的第一连接套6和第二连接套17的结构为带有3个台阶的空心轴。
[0010]所述的第一密封套5和第二密封套18由安装在一对轴承27上的小密封座26和大密封座29组成，轴承中间设置有一个套筒28，海绵片31包覆在密封座上，耐磨橡胶皮30套在海绵片31外部并用胶皮压片25固定。
[0011]所述的装置具有可分别与内、外控制杆连接的内控制杆延伸杆23和外控制杆延伸杆24。
[0012]所述的第一卡爪10和第二卡爪12具有4个爪齿。
[0013]有益效果
[0014]本发明能够对焊接工艺中待焊接炉管接头进行较为准确的对正，能够有效保证成品的直线度要求，克服了人工目视对中造成的对中精度较低，产品质量无法保证的缺点；装置操作简单，能够在同一位置实现对两根待焊接炉管的对中操作，降低了焊接工人的劳动强度。装置能够保证焊接区域附近保护气体的浓度达到要求，实现焊接区域较为可靠的气体保护，密封套的设计克服了传统棉布堵塞密封方式存在的操作不便、密封不可靠等缺点，能够在很大程度上降低保护气体的消耗量。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1是本发明的总装图。
[0016]其中，1:内控手柄，2:内控制杆，3，外控手柄，4:外控制杆，5:第一密封套，6:第一连接套，7:第一螺纹套，8:第一连接环，9`:第一滑块，10:第一卡爪，11:主支架，12:第二卡爪，13:收紧弹簧，14:第二滑块，15:第二连接环，16:第二螺纹套，17:第二连接套，18 --第二密封套，19，20:待焊接炉管。
[0017]图2是主支架结构图。
[0018]其中，11:主支架，21:限位盖，34a:第一^^爪连接座，34b:第二卡爪连接座，35a:第一滑块导轨，35b:第二滑块导轨，36a:第一外螺纹，36b:第二外螺纹。
[0019]图3为控制结构及其安装图
[0020]其中，1，内控手柄，2:内控制杆，22:内控制杆连接头，3:外控手柄，4:外控制杆，11:主支架。
[0021]图4为控制杆延伸杆的结构示意图。
[0022]其中，1，内控手柄，3:外控手柄，23:内控制杆延伸杆，24:外控制杆延伸杆。
[0023]图5是气体散布结构原理图。
[0024]其中，2为内控制杆，11为主支架。
[0025]图6是密封套的原理图。
[0026]其中，6:第一连接套，25为胶皮压片，26为小密封座，27为轴承，28为套筒，29为大密封座，30为耐磨橡胶皮，31为海绵片。
[0027]图7是滑块及其推动机构的结构图。
[0028]其中，7:第一螺纹套，8:第一连接环，9:第一滑块，32为滚珠。【具体实施方式】
[0029]下面通过【具体实施方式】和实施例对本发明做进一步阐述:
[0030]使用时将装置置于待焊接炉管19，20内部，第一滑块9、第二滑块14分别推动第一卡爪10、第二卡爪12使其张开，卡爪通过支承炉管内壁实现两段待焊接炉管的对正。卡爪通过销连接固定在主支架11上，弹簧13用于辅助卡爪的收紧复位。第一螺纹套7、第二螺纹套16螺纹套用于推动滑块，螺纹套与滑块由连接环进行连接，连接环内设有滚珠，可将螺纹套的推力传递给滑块。第一连接套6、第二连接套17两端分别与第一螺纹套7、控制杆相连，其中第一连接套6与外控制杆4相连，外控手柄3固定在外控制杆上，通过旋转外控手柄3可实现对左变第一滑块9的控制；第二连接套17与内控制杆2相连，内控手柄I固定在内控制杆上，旋转内控手柄I可实现对右边第二滑块14的控制。内、外控制杆可分别使用内控制杆延长杆23、外控制杆延长杆24连接，延长控制距离。主支架11中部有气体散布孔，用于散布焊接保护气体，保护气体由内控制杆2端部通入，内控制杆2端部设计有气管接口。第一连接套6、第二连接套17上设计有第一密封套5、第二密封套18，以防止保护气体泄漏。
[0031]主支架11上设计有螺纹、滑块导轨、卡爪连接座和气体散布结构，主支架两端有限位盖21，用于限制螺纹套的行程。内控制杆2穿过主支架11，一端与内控制杆连接头22连接，内控制杆连接头22可与第二连接套17连接，实现对右端卡爪12的控制。内控制杆延伸杆23和外控制杆延伸杆24分别与内、外控制杆连接，内控制杆延伸杆23可套在为外控制杆延伸杆24内部，使得操作者能在同一位置分别对第一卡爪10，第二卡爪12进行控制。延伸杆头、尾接头成对，多根控制杆延伸杆可首尾相连，以延长控制杆，以便在长炉管焊接工艺中使用。内控制杆延伸杆接头的直径小于外控制杆延伸杆内径，但二者较为接近，使得内控制杆延伸杆接头能够对较细的内控制杆延伸杆23起支承作用。
[0032]内控制杆2中部直径小于两端直径，且开有气体散布孔。将内控制杆2套入主支架11后，内控制杆2和主支架11内壁间将形成一个圆柱管状腔体，这一腔体使得内控制杆2和主支架11在相对运动过程中，主支架能较为均匀地散布保护气体。
[0033]第一密封套5、第二密封套18用一对轴承27分别安装在第一连接套6、第二连接套17上，轴承间安装有套筒28，以保持两轴承间距在所需范围内。小密封座26和大密封座29组成密封座，安装在轴承上，用于安装密封材料。海绵片31包覆在密封座上，耐磨橡胶皮30套在海绵外部，耐磨橡胶皮30两端用胶皮压片25固定。根据所需密封的炉管直径不同，可选择不同的海绵层数和相应的耐磨橡胶皮，实现对不同直径炉管的密封。
[0034]第一螺纹套7 —端设计有滚珠槽，槽内有滚珠32，第一螺纹套7与第一滑块9用两块第一连接环8连接，第一连接环8用螺钉固定在第一螺纹套7上。当需要控制第一卡爪10、第二卡爪12张开时，通过内控手柄1，外控手柄3旋转第一螺纹套7、第二螺纹套16，使之沿主支架11的径向运动，螺纹套通过滚珠32，推动第一滑块9、第二滑块14，滑块推动第一^^爪10，第二卡爪12使其张开。当需要第一^^爪10，第二卡爪12收紧时，反向旋转控制手柄1，3，卡爪在收紧弹簧13的作用下收紧，推动第一滑块9、第二滑块14，同时在第一连接环8、第二连接环15拉动作用的辅助下，滑块后退，卡爪收紧。
[0035]实施例:
[0036]工作目的:辅助实现炉管焊接过程中的对中工作并提供气体保护[0037]实施对象:炉管内径110mm，单根炉管长度为1.8m
[0038]工作过程:将两段待焊接炉管放置在焊接支座上，两段炉管间的距离应满足焊接工艺要求。拆除胶皮压片25、耐磨橡胶皮30。根据炉管内径，确定海绵片31的数量，将3片海绵片分别包覆在装置两端的大密封座29上，覆盖耐磨橡胶皮30，并安装胶皮压片25压紧耐磨橡胶皮30，检查耐磨橡胶皮30的固定是否可靠。可靠固定后，在为内控制杆2连接两段长Im的内控制杆延伸杆，为外控制杆4连接两段长Im的外控制杆延伸杆，并在外控制杆延伸杆控制纟而连接控制手柄3，在内控制杆延伸杆控制％5连接控制手柄I。检查各控制杆及控制手柄是否可靠连接。可靠连接后，将装置从待焊接炉管一端深入，直到装置气体散布孔靠近焊接部位、两组卡爪分别在不同炉管内为止。根据焊接工艺要求再次调整两段炉管间的距离，调整完成后，首先顺时针旋转控制手柄3，待旋转受到较大阻力，卡爪顶住炉管内壁后，再逆时针旋转控制1，直到旋转受到较大阻力。检查分别检查炉管是否被装置第一卡爪
10、第二卡爪12可靠支撑。可靠支撑后，在内控制杆2的控制端旋入保护气体气管，通入保护气体，并开始炉管的焊接。焊接完成后，关闭保护气体，拆除保护气体气管，并拆除装置。
[0039]采用本发明的装置进行焊接对中工作的效果明显优于人工对中，使用该装置后，成品炉管由于对中不善造成的不合格率下降了约3%。本发明的装置提供了更可靠的气体保护，使用本装置后，由于气体保护不充分造成的焊接质量问题导致的不合格率下降了约1%。
【权利要求】
1.一种炉管焊接对中及气体保护装置，其特征在于，所述装置包括如下结构:主支架(11)为一根空心轴，在主支架(11)的中心位置沿轴的外表面开有一圈气孔(33)，以气孔(33)为中心两边依次对称设置第一^^爪连接座(34a)和第二卡爪连接座(34b)、第一滑块导轨(35a)和第二滑块导轨(35b)以及第一外螺纹(36a)和第二外螺纹(36b);第 ^爪(10)和第二卡爪(12)带有3个以上爪齿，相邻爪齿间用收紧弹簧(13)相连，第一卡爪(10)和第二卡爪(12)分别连接于第一卡爪连接座(34a)和第二卡爪连接座(34b)上，第一滑块(9)和第二滑块(14)分别安装于第一滑块导轨(35a)和第二滑块导轨(35b)上，在第一螺纹套(7)和第二螺纹套(16)分别旋入第一外螺纹(36a)和第二外螺纹(36b)中，由第一连接环(8 )和第二连接环(15)将两个滑块分别与两个螺纹套相连，在主支架(11)的两端各有一个限位盖(21); 一根内控制杆(2)为中部开有通孔(37)的空心轴，其穿过主支架(11)，内控制杆(2)伸出主支架(11)的一端的外表面上套装一根带有外控手柄(3)的外控制杆(4)，第一连接套(6)安装在外控制杆(4)上，第一连接套(6)的一端与第一螺纹套(7)相连，另一端上通过轴承安装了一个第一密封套(5)，内控制杆(2)上固定有一个内控手柄(1)，内控手柄(I)和外控手柄(3 )位于同一端；内控制杆(2 )伸出主支架(11)的另一端上安装有第二连接套(17)，第二连接套(17)的一端与第二螺纹套(16)相连，另一端上通过轴承安装了一个第二密封套(18)。
2.如权利要求1所述的炉管焊接对中及气体保护装置，其特征在于，所述的第一螺纹套(7)和第二螺纹套(16)在与滑块连接的一端设有滚珠槽，槽内有滚珠(32)。
3.如权利要求1所述的炉管焊接对中及气体保护装置，其特征在于，所述的第一连接环(8)和第二连接环(15)分别由两个相同的半环组成，并用螺钉固定在第一螺纹套(7)和第二螺纹套(16)上。
4.如权利要求1所述的炉管焊接对中及气体保护装置，其特征在于，所述的第一连接套(6)和第二连接套(17)的结构为带有3个台阶的空心轴。
5.如权利要求1所述的炉管焊接对中及气体保护装置，其特征在于，所述的第一密封套(5)和第二密封套(18)由安装在一对轴承(27)上的小密封座(26)和大密封座(29)组成，轴承中间设置有一个套筒(28)，海绵片(31)包覆在密封座上，耐磨橡胶皮(30)套在海绵片(31)外部并用胶皮压片(25)固定。
6.如权利要求1所述的炉管焊接对中及气体保护装置，其特征在于，所述的装置具有可分别与内、外控制杆连接的内控制杆延伸杆(23)和外控制杆延伸杆(24)。
7.如权利要求1所述的炉管焊接对中及气体保护装置，其特征在于，所述的第一卡爪(10)和第二卡爪(12)具有4个爪齿。
【文档编号】B23K37/04GK103753082SQ201310723940
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2013年12月24日 优先权日:2013年12月24日
【发明者】韩天宇, 展益彬, 江丰元, 安琦 申请人:华东理工大学, 卓然(靖江)设备制造有限公司