一种小直径薄壁筒体的接管焊接防变形装置的制作方法

本实用新型涉及一种焊接防变形装置，特别涉及一种小直径薄壁长筒体的接管焊接防变形装置。

背景技术：

在压力容器或化工领域中常常出现小直径的压力容器，此类容器的特点就是筒体直径很小，人体难以进入，筒壁很薄，而且筒体长度较长，长度L能达到1～2米。

此时在筒体上焊接小接管，根据焊接变形规律，接管焊接时会导致筒体局部收缩下陷(不锈钢材质焊接变形更加严重)，而且接管轴线也会偏离理论位置，为了保证接管的垂直度以及筒体的圆度，需要采取防变形措施。但是由于接管位置距离筒体端面过远，人手无法操作，传统的防变形手段无法实施。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本实用新型提供一种小直径薄壁筒体的接管焊接防变形装置，该装置包括支撑板和调节装置，通过简单螺纹结构的传动便能撑紧内部各零件，即使筒体在焊接应力作用下有收缩趋势，本装置也能通过自身良好的自锁能力保持撑紧状态，有效的控制筒体的焊接变形。同时，在接管内插入芯轴，不仅能在夹紧过程中保持筒体整体的稳定，还能够防止焊接过程中接管轴线偏离理论位置，由此完成了本实用新型。

具体来说，本实用新型的目的在于提供以下方面：

本实用新型提供一种小直径薄壁筒体的接管焊接防变形装置，该装置包括支撑板和用于调节支撑板的调节装置，所述支撑板的上端面为圆弧形，支撑板的下端面为斜面，该斜面的倾斜角度为自锁角度。所述调节装置包括楔形块、限位块和长杆，所述楔形块的外表面为斜面，并且所述斜面的倾斜角度与支撑板的下端面斜面的倾斜角度相同。

本实用新型提供的小直径薄壁筒体的接管焊接防变形装置能够取得以下有益效果：

1)该装置的操作动作均由工人在远离焊接处的筒体外部实施完成，特别适用于由于空间限制人手无法实施操作的小直径薄壁筒体。

2)本实用新型的防变形能力可靠，不易松动且拆卸方便。

3)本装置采用了全机械连接的结构，在使用上有着较大的灵活性，通过更换一个或几个零件，便可应对不同直径的筒体的防变形需求，通用性强。

附图说明

图1为带接管的小直径的压力容器的示意图；

图2为本实用新型的小直径薄壁筒体的接管焊接防变形装置的示意图。

图3为支撑板的左视图(左侧)和主视图(右侧)。

附图标号说明：

各附图标记如下：

1-芯轴

2-支撑板

3-顶板

3’-底板

4-前端板

5-螺栓

6-楔形块

7-限位块

8-长杆

9-后端板

10-焊缝区

11-待焊接管

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在压力容器或化工领域中常常出现小直径的压力容器，如图1所示，在小直径的压力容器上焊接有接管。此类容器的特点就是筒体直径很小，人体难以进入，筒壁很薄，而且筒体长度较长，长度能达到1～2米。

对于上述小直径的压力容器而言，在筒体上焊接小接管时，根据焊接变形规律，焊接容易使得筒体局部收缩下陷，导致接管轴线偏离理论位置。因此，在小直径薄壁筒体上焊接接管，需要采取防变形措施。

为了防止筒体收缩下陷，需要在筒体内部给筒体提供一种支撑力，用以抵抗焊接时产生的形变力。为此，本实用新型提供一种小直径薄壁筒体的接管焊接防变形装置，该装置包括支撑板2和用于调节支撑板2的调节装置。

调节装置能够用来调节支撑板2的高度，在进入筒体之前，不需要太高，以方便进入，待进入筒体指定位置后，可以通过调节装置，使得支撑板2沿筒体径向移动，从而能够贴紧筒体内壁或与筒体内壁脱离接触。

所述支撑板2的上端面为圆弧形，支撑板2的下端面为斜面，该斜面的倾斜角度为自锁角度。支撑板2上部的宽度尺寸略小于顶板3的开槽尺寸，保证支撑板2能上下运动的同时不至于自身倾斜，如图3所示。

所述调节装置包括楔形块6、限位块7和长杆8，所述楔形块6的外表面为斜面，并且所述斜面的倾斜角度与支撑板2的下端面斜面的倾斜角度相同。

本实用新型所述支撑板2的上端面能够与筒体内壁贴合。

本实用新型所述支撑板2的上端面为圆弧形，与筒体的弧度相契合，能够给筒体提供更好的支撑力。支撑板2的下端面与楔形块6的外表面相接触，两者的接触面的倾斜角度为材料的自锁角度。

根据本实用新型，支撑板2与楔形块6的接触面为斜面，存在坡度，通过调节撑板2与楔形块6之间的相对运动，能够改变二者之间的相对位移，进而调节支撑板2在筒体径向上的的高度。同时，由于楔形块6与支撑板2之间的倾斜角度为材料的自锁角度，所以能够保证支撑板2在筒体收缩产生挤压力时也不会松动。

本实用新型通过长杆8能够带动限位块7沿长杆8的长度方向前进或后退，进而推动楔形块6在长杆8的长度方向前后移动，进而能够调节支撑板2在筒体径向上贴紧筒体内壁或与筒体内壁脱离接触。

所述楔形块6沿着长杆8的长度方向横截面逐渐增大，并且楔形块6与支撑板2能够以斜面接触。

优选地，楔形块6可以为圆台，圆台轴向中间设置有贯穿孔，楔形块6通过贯穿孔套在长杆8上。

所述限位块7设置在长杆8上，用于固定楔形块6。优选地，所述限位块7为锁紧螺母，在所述长杆8端部设有螺纹。

限位块7设置在楔形块6的左右两侧，设置间距略大于楔形块6在长杆8方向上的宽度，保证支撑板2和楔形块6始终相接触。

本实用新型所述长杆能够水平运动，优选地，长杆8端部设有螺纹，通过螺纹转动，实现长杆的水平运动。

为了将支撑板2设置在焊缝区10的周围，本实用新型还包括框形结构，本实用新型步骤1中所述框形结构包括顶板3、前端板4和后端板9以及任选的底板3’。

顶板3、前端板4和后端板9以及任选的底板3’通过螺栓5进行连接，组成稳定的框形结构。

在所述前端板4上设置有螺纹槽，长杆8与前端板4通过螺纹连接。优选地，所述的后端板9上设置有贯穿孔，长杆8穿过后端板9与前端板4通过螺纹连接，通过螺纹连接，长杆8可以沿着前端板4上的螺纹孔移动。

在所述顶板3和底板3’上设置有限位孔，支撑板2的下端穿过顶板3和底板3’上的限位孔，与楔形块6相接触，在所述顶板3上设置有螺纹孔。

根据本实用新型的一种实施方式，优选地，顶板3和底板3’上的限位孔至少有两组，分布在焊缝区10的周围，在正对接管口10中心的正下方，优选地，在所述顶板3上设置有螺纹孔。

由于支撑板紧贴在筒体内壁上，在转动长杆8的时候，容易导致整个装置和筒体一起旋转。除此之外，在薄壁小直径的压力容器上焊接接管，接管轴线也容易会偏离理论位置，导致接管倾斜。

为了解决上述问题，本实用新型中所述接管焊接防变形装置还包括芯轴1，芯轴1通过焊缝区10插入筒体，芯轴1的长度大于待焊接管11的长度，芯轴1全部或至少一段的外径小于待焊接管11内径。

只有芯轴1的直径与待焊接管11的内径相匹配，也即芯轴1的直径略小于待焊接管11的内径，才能发挥固定作用。如果芯轴1的直径比待焊接管11的内径小太多，就不能起到保持待焊接管11垂直的作用。

芯轴1的直径与接管越接近，越难以安装，为了方便插入和拔出，在芯轴1与待焊接管11重合的部分，只需要保证芯轴1上至少有一段直径与待焊接管11内径相匹配即可。

根据本实用新型，优选地，芯轴1上端设置有光孔或把手，便于芯轴1的安装可拆卸。

本实用新型所述芯轴1的下端设置有外螺纹，所述外螺纹与顶板3上的螺纹孔相匹配。

通过螺纹连接将芯轴1固定在顶板3上，使得框形结构能够为芯轴1提供支点，保证在转动长杆8时焊接防变形装的稳定。

根据本实用新型，在小直径薄壁筒体上焊接接管时通过使用上述装置，可以防止筒体变形和接管倾斜，其使用方法包括以下步骤：

步骤1，安装防变形装置的支撑板2、调节装置和框形结构，并放置在待焊接的筒体内，将芯轴1由焊缝区10插入，优选地，芯轴1的下端与顶板3螺纹连接。

步骤2，转动长杆8，长杆8沿着前端板4中的螺纹孔前进，带动限位块7前进，同时推动楔形块6并与支撑板2以斜面接触，直至拧紧。

步骤3，将待焊接管11套在芯轴1上进行焊接，优选在安装防变形装置之前，待焊接管11已点焊固定在筒体上。

步骤4，焊接结束后，将芯轴1拆卸下来，之后反方向转动长杆8，拆卸并取出装置。

此外，芯轴1和待焊接管11的安装顺序可作调整，可以先将芯轴1由焊缝区10插入，与顶板3螺纹连接，也可以先将待焊接管11点焊在筒体上，在插入芯轴1。前一种安装顺序比后一种安装顺序操作更方便，有利于快速对齐芯轴1和顶板3上的螺纹孔。

由于本装置采用了全机械连接的结构，在使用上有着较大的灵活性，通过更换一个或几个零件，便可应对不同直径的筒体的防变形需求。因此，在使用本装置之前，需要先进行安装。

本实用新型的接管焊接防变形装置的安装方式可以有多种方式，对此并无特别限定，但优选包括如下多个子步骤：

子步骤1、根据所要焊接的筒体及待焊接管11的尺寸，选择顶板3、底板3’、支撑板2和芯轴1；

子步骤2、将长杆8穿过后端板9，把限位块7和楔形块6安装在长杆8上；

子步骤3、将长杆8连接到前端板4的螺纹孔中，根据顶板3和底板5上的限位孔的位置，预先调整限位块7和楔形块6的位置；

子步骤4、将顶板3和底板3’通过螺栓与前端板4和后端板9连接在一起；

子步骤5、将支撑板2插入顶板3和底板5上的限位孔之中，使其正好安放在楔形块6上。

根据本实用新型提供一种优选的实施方式：撑板2为2组，每组2块，相应的，顶板3和底板5上的限位孔也为两组，两组支撑板2分别穿过顶板3和底板3’上的限位孔安装在焊缝区10的周围，用于支撑筒体，具体可参见附图2。

根据所要焊接的筒体及待焊接管11的尺寸，选择顶板3、底板3’、支撑板2和芯轴1。先将长杆8穿过后端板9，把限位块7和楔形块6安装在长杆8上。之后将长杆8连接到前端板4的螺纹孔中，根据顶板3和底板3’上的限位孔的位置，预先调整限位块7和楔形块6的位置。然后将顶板3和底板3’通过螺栓与前端板4和后端板9连接在一起，最后将支撑板2插入顶板3和底板3’上的限位孔之中，使其正好安放在楔形块6上。

将安装好的装置放置在待焊接的筒体内，将芯轴1由焊缝区10插入，与顶板3螺纹连接。在焊接待焊接管11时，转动长杆8带动限位块7沿长杆8前进，进而推动楔形块6在长杆8上向移动。支撑板2下端与楔形块6的外表面的接触面为斜面，随着楔形块6向前移动，楔形块6与支撑板2之间的接触面增大，在楔形块6的推动下，支撑板2开始向上下移动，从而紧紧紧贴在所述小直径薄壁筒体的内壁上，撑紧筒壁，防止焊接待焊接管11时筒体收缩下陷。

焊接结束时，转动长杆8带动限位块7沿长杆8后退，进而推动楔形块6在长杆8上向后移动。支撑板2下端与楔形块6的外表面的接触面为斜面，随着楔形块6向后推进，楔形块6与支撑板2之间的接触面减小，支撑板2开始回落，从而降低了支撑板2的高度。然后将芯轴1拆除，取出筒体内的装置。

以上结合了优选的实施方式对本实用新型进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本实用新型进行多种替换和改进，这些均落入本实用新型的保护范围内。