一种焊接钢管焊缝内整形装置及工艺的制作方法

本发明涉及焊接领域，特别是涉及一种焊接钢管焊缝内整形装置及工艺。

背景技术：

直流TIG高速焊接是目前钢管生产过程中的关键技术之一，但受TIG焊自身熔敷率低、熔深浅等缺点的限制，目前焊接速度已成为薄壁钢管产量提高的瓶颈。而焊缝成形又是影响焊接质量和速度的关键因素，在直流TIG高速焊接过程中经常出现的内焊缝呈曲线状、余高高低不平、宽度不均匀等缺陷，这些缺陷对钢管质量有着严重影响。特别是对于承压管来说，内部焊缝不均匀易造成承压过程中的应力集中而导致在此区域爆裂。因此，焊接钢管焊缝内整形技术随之产生。

焊接钢管焊缝内整形工艺是通过导热板与内焊缝接触使其强制成型以获得均匀焊缝，并通以保护气体保护内部焊缝以防氧化，通以冷却溶液冷却导热板以降低烧损。使用该工艺可以大幅度提高焊接速度。但是，现有技术中的焊接钢管焊缝内整形工艺仍存在工艺操作复杂、整形装置维修不便等缺陷。

技术实现要素：

为了克服现有技术的不足，本发明提供了一种焊接钢管焊缝内整形装置及工艺，其具有工艺操作简单、维修更换方便且不需要每种管径配备不同装置，单组装置可适应多种不同管径的特点。

本发明提供了一种焊接钢管焊缝内整形装置，包括导热板和导热板支架，所述的导热板支架包括导热板支架固定单元和导热板支架可移动单元；所述的导热板支架可移动单元上设有弹性调节系统，所述的导热板支架固定单元和导热板支架可移动单元之间通过弹性调节系统连接；所述的导热板设于导热板支架固定单元上，所述的导热板的上表面设有导热板沟槽，通过导热板沟槽使钢管内部焊缝强制成型。

进一步的，所述的导热板支架可选用碳钢、不锈钢等金属制成。

进一步的，所述的导热板支架固定单元包括底板、挡板I、挡板II和拉板，所述的底板的一端设有挡板I，所述的底板的另一端设有挡板II，所述的挡板II的一侧设有拉板。导热板支架固定单元作用是固定导热板，通过多个面的阻挡以保证导热板强制成型部分始终与内焊缝接触。

进一步的，所述的底板为门型结构，所述的挡板I、挡板II与底板形成半圆柱形空间。

进一步的，所述的导热板的截面为圆弧形，所述的导热板设于半圆柱形空间内；导热板可采用铜、银等高导热金属制成。

进一步的，所述的导热板的一侧设有冷却液循环管口和保护气气路管口。

进一步的，所述的导热板支架可移动单元为半圆柱形结构，所述的导热板支架可移动单元的上表面为门型结构，所述的导热板支架可移动单元的内部为半圆柱形空腔。导热板支架可移动单元通过自带的弹性调节系统来适应不同的管径。

进一步的，所述的导热板支架可移动单元的两侧设有凹槽。

进一步的，所述的弹性调节系统穿过导热板支架可移动单元的上表面并固定于凹槽中。所述的弹性调节系统包括若干组成对设置的弹簧，所述的弹簧一端固定于底板的下部，所述的弹簧的另一端固定于凹槽中。通过弹簧的伸缩使导热板支架可移动单元实现上下移动以适应不同管径的钢管。

本发明还提供了一种焊接钢管焊缝内整形工艺，包括以下步骤：

步骤1选择与钢管尺寸匹配的焊接钢管焊缝内整形装置；

步骤2将冷却液循环管口和保护气气路管口分别与冷却液管道、保护器管道连接；

步骤3将焊接钢管焊缝内整形装置放入钢管内壁，压缩后推入钢管内部，使导热板沟槽的起点位于熔池末端；

步骤4旋转焊接钢管焊缝内整形装置使导热板沟槽的中心线与内部焊缝中心线位于同一平面；

步骤5安装结束后开始焊接。

进一步的，所述的步骤1中与钢管尺寸匹配的要求为：在自由状态下导热板最高点与导热板支架可移动单元最低点之间的距离大于钢管内径，压缩状态下导热板最高点与导热板支架可移动单元最低点之间的距离小于钢管内径。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中的各个部件材料均可以有多种选择，导热板可选用铜、银等高导热金属，导热板支架可选用碳钢、不锈钢等金属，可以实现对材料成本的控制；

2、本发明操作简单，只需选择好需要的规格用手轻压推入钢管内部即可，大大降低了人工成本及工人劳动强度；

3、通过导热板沟槽强制成型后内部焊缝均匀光亮，除因特殊原因(特殊技术要求、焊接缺陷、导热板烧损等)外不需要进行额外处理，提高了产品质量并降低了生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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的附图。

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的结构示意图主视图；

图3为本发明的结构示意图俯视图；

图4为本发明的导热板支架固定单元主视图；

其中，1-导热板，2-导热板沟槽，3-冷却液循环管口，4-保护气气路管口，5-导热板支架固定单元，6-弹性调节系统，7-导热板支架可移动单元，8-挡板I，9-拉板，10-底板，11-挡板II。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

正如背景技术所介绍的，现有技术中存在工艺操作复杂、整形装置维修不便等不足，为了解决如上的技术问题，本发明提出了一种焊接钢管焊缝内整形装置及工艺。

本发明的一种典型的实施方式中，如图1-图4所示，提供了一种焊接钢管焊缝内整形装置，包括导热板1和导热板支架，所述的导热板支架包括导热板支架固定单元5和导热板支架可移动单元7；所述的导热板支架可移动单元7上设有弹性调节系统6，所述的导热板支架固定单元5和导热板支架可移动单元7之间通过弹性调节系统6连接；所述的导热板1设于导热板支架固定单元5上，所述的导热板1的两侧边缘与导热板支架固定单元5的底面有间距，能够在焊接过程中有效散热。

所述的导热板1的上表面设有导热板沟槽2，通过导热板沟槽2使钢管内部焊缝强制成型。

上述的导热板沟槽2可根据不同的钢管壁厚、管径、承载压力等技术要求加工成不同的尺寸。

上述的导热板支架可选用碳钢、不锈钢等金属制成。

上述的导热板支架固定单元5包括底板10、挡板I8、挡板II11和拉板9，所述的底板10的一端设有挡板I8，所述的底板10的另一端设有挡板II11，所述的挡板II11的一侧设有拉板9。导热板支架固定单元5的作用是固定导热板1，通过多个面的阻挡以保证导热板1强制成型部分始终与内焊缝接触；拉板9用于调节装置与焊缝的位置，焊接结束后通过拉动拉板9将装置拉出钢管。所述的拉板9还可以用拉杆、手柄、拉环等结构替换。

上述的底板10为门型结构，所述的挡板I8、挡板II11与底板10形成半圆柱形空间。

上述的导热板1的截面为圆弧形，所述的导热板1设于半圆柱形空间内；导热板1可采用铜、银等高导热金属制成。

上述的导热板1的一侧设有冷却液循环管口3和保护气气路管口4，可根据实际需要选择是否使用冷却液冷却或气体保护。

上述的导热板支架可移动单元7为半圆柱形结构，所述的导热板支架可移动单元7的上表面为门型结构，所述的导热板支架可移动单元7的内部为半圆柱形空腔。导热板支架可移动单元7通过自带的弹性调节系统6来适应不同的管径。

上述的导热板支架可移动单元7的两侧设有凹槽，能够在焊接过程中有效散热。

上述的弹性调节系统6穿过导热板支架可移动单元7的上表面并固定于凹槽中。所述的弹性调节系统6关于导热板支架固定单元5和导热板支架可移动单元7的中心对称设置。所述的弹性调节系统可以为弹簧或其他实现伸缩功能的结构，根据实际要求确定导热板支架固定单元5和导热板支架可移动单元7之间弹簧的个数，不限于图1中所示的6个。通过弹簧的伸缩使导热板支架可移动单元实现上下移动以适应不同管径的钢管。

本发明的另一种实施例中，上述的导热板支架固定单元5包括底板10、挡板I8、挡板II11、拉板9和盖板，所述的底板10的一端设有挡板I8，所述的底板10的另一端设有挡板II11，所述的挡板II11的一侧设有拉板9，所述的盖板设于挡板I8和挡板II11之间，所述的盖板的截面为圆弧形，用于支撑导热板1；所述的导热板1设于盖板的上部。

本发明的又一种实施例中，提供了一种焊接钢管焊缝内整形工艺，以Φ50×1.5mm 304奥氏体不锈钢管的生产为实例具体说明：

(1)选取合适规格的焊接钢管焊缝内整形装置，要求装置在自由状态下导热板1最高点与导热板支架可移动单元7最低点距离大于47mm(钢管内径)，压缩到最低点要小于钢管内径；

(2)选择是否连接冷却液或气体保护，连接好管道；

(3)将焊接钢管焊缝内整形装置放入钢管内壁，压缩后推入钢管内部，拉板9朝向钢管的外侧，要求焊接钢管焊缝内整形装置上面导热板沟槽2的起点位于熔池末端；

(4)旋转焊接钢管焊缝内整形装置使导热板沟槽7的中心线与内部焊缝中心线位于同一平面；

(5)固定好导热板支架固定单元5(根据现场实际情况可采用不同的固定方式)；

(6)安装结束后开始焊接。

上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。