一种组合式大型筒形件焊接防变形工装的制作方法

本技术涉及焊接防变形工装，尤其涉及一种组合式大型筒形件焊接防变形工装。

背景技术：

1、随着地下工程装备的发展，大型筒形件在地下工程装备的应用越来与广泛，如盾构机盾体、风电塔筒等。地下工程装备在进行地下作业时需要承受较大来自泥土和地下水的压力，筒形件作为抵抗土层压力的主受力件，对核心部件的保护和产品外形的支撑起着至关重要的作用。因此，筒形件的焊接制作尤为重要。通常，筒形件由内外两层壳体和中间筋板焊接组成，在进行焊接作业时，由于内部筋板焊接量大，外层壳体通常会发生由焊接应力释放引起的局部变形，导致筒形件圆度变差，进而影响产品质量。因此，对筒形件的焊接变形控制也极为重要。

2、为解决上述问题，通常使用内撑和外撑工装来防止筒形件变形。内撑工装通常由型材制成，其结构类似于米字型支架。虽然这种内撑工装可在一定程度上防止法兰变形，但其仍具有如下缺点：

3、1、内撑工装只适用于筒体内部无筋板结构的筒形件，如盾体盾尾，对具有两层筒型结构的环装筒体并不适用，如盾体前中盾。

4、2、随着筒形件直径变大，内撑工装的型材长度也变大，导致内撑工装的强度不足。

5、3、内撑工装通常一体形成，具有体积大、安装拆卸困难、运输困难、占用场地大等缺点。

6、而现有外撑工装技术不具备通用性，只能针对固定直径筒体使用，且现有外撑工装只能防止筒形件向外扩张变形，无法控制筒形件向内收缩变形。

7、因此，亟需开发一种具有新型结构的工装，以解决上述问题。

技术实现思路

1、(一)要解决的技术问题

2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本实用新型提供一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其解决了现有内撑工装适用性差，以及外撑工装通用性差、无法控制筒形件向内收缩变形的技术问题。

3、(二)技术方案

4、为了达到上述目的，本实用新型采用的主要技术方案包括：

5、本实用新型实施例提供一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，包括通用环板焊件、专用连接块、梯形螺杆、焊接头，多个所述通用环板焊件通过所述专用连接块连接形成一个多边形刚性体；所述梯形螺杆的一端与所述通用环板焊件连接，所述梯形螺杆的另一端与所述焊接头连接，所述焊接头与筒形件的外壁焊接；通过所述梯形螺杆和所述焊接头将所述多边形刚性体与所述筒形件的外圆侧连接。

6、进一步地，所述通用环板焊件包括垂直连接的翼缘板和腹板，所述翼缘板的两端开设有连接孔，用于与所述专用连接块连接，所述腹板上开设有梯形螺纹孔，用于与所述梯形螺杆连接。

7、进一步地，所述翼缘板包括连接所述腹板的主体区域和设置所述连接孔的连接区域，所述主体区域的两端突出于所述连接区域形成第一止边。

8、进一步地，所述专用连接块上设有与所述连接孔对应的螺纹孔，通过螺栓将所述专用连接块与所述通用环板焊件连接。

9、进一步地，所述专用连接块上设有与所述连接孔对应的销孔和螺纹孔，通过销轴和螺栓将所述专用连接块与所述通用环板焊件连接。

10、进一步地，所述专用连接块的底面中部突出于所述专用连接块的底面两端形成第二止边，所述第二止边位于相邻两个所述通用环板焊件之间。

11、进一步地，所述梯形螺杆的一端与所述通用环板焊件螺纹连接，所述梯形螺杆的另一端与所述焊接头转动连接。

12、进一步地，所述焊接头上设有用于安装所述梯形螺杆的凹槽，通过盖板将所述梯形螺杆的另一端与所述焊接头连接，所述梯形螺杆的另一端的直径小于所述凹槽的直径。

13、(三)有益效果

14、本实用新型提供的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，具有以下的有益效果：

15、1、本实用新型在筒形件外圆侧进行支撑，无论是对单层筒形件还是内部布置有筋板的双层筒形件的焊接都能有效控制其变形。

16、2、本实用新型采用多个通用环板焊件通过多个专用连接块连接形成一个多边形刚性体的组合式结构；该组合式结构通用性高，适用不同直径的筒形件的支撑。

17、3、本实用新型结构简单，拆装方便，不占用场地，方便运输。

18、4、本实用新型的工装与筒形件分离，进行割除时，只需对制作成本低的焊接头产生损耗，提高了工装整体耐用性，降低了原材料的损耗。

19、5、本实用新型使用梯形螺杆进行支撑点的径向距离调节，对工装与筒形件同心度要求低，调节更方便。

技术特征：

1.一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：包括通用环板焊件(1)、专用连接块(2)、梯形螺杆(3)、焊接头(4)，多个所述通用环板焊件(1)通过所述专用连接块(2)连接形成一个多边形刚性体；所述梯形螺杆(3)的一端与所述通用环板焊件(1)连接，所述梯形螺杆(3)的另一端与所述焊接头(4)连接，所述焊接头(4)与筒形件(8)的外壁焊接；通过所述梯形螺杆(3)和所述焊接头(4)将所述多边形刚性体与所述筒形件(8)的外圆侧连接。

2.根据权利要求1所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述通用环板焊件(1)包括垂直连接的翼缘板(11)和腹板(12)，所述翼缘板(11)的两端开设有连接孔(111)，用于与所述专用连接块(2)连接，所述腹板(12)上开设有梯形螺纹孔(121)，用于与所述梯形螺杆(3)连接。

3.根据权利要求2所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述翼缘板(11)包括连接所述腹板(12)的主体区域和设置所述连接孔(111)的连接区域，所述主体区域的两端突出于所述连接区域形成第一止边(112)。

4.根据权利要求2所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述专用连接块(2)上设有与所述连接孔(111)对应的螺纹孔(22)，通过螺栓(7)将所述专用连接块(2)与所述通用环板焊件(1)连接。

5.根据权利要求2所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述专用连接块(2)上设有与所述连接孔(111)对应的销孔(21)和螺纹孔(22)，通过销轴(6)和螺栓(7)将所述专用连接块(2)与所述通用环板焊件(1)连接。

6.根据权利要求4或5所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述专用连接块(2)的底面中部突出于所述专用连接块(2)的底面两端形成第二止边(23)，所述第二止边(23)位于相邻两个所述通用环板焊件(1)之间。

7.根据权利要求1所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述梯形螺杆(3)的一端与所述通用环板焊件(1)螺纹连接，所述梯形螺杆(3)的另一端与所述焊接头(4)转动连接。

8.根据权利要求7所述的一种组合式大型筒形件焊接防变形工装，其特征在于：所述焊接头(4)上设有用于安装所述梯形螺杆(3)的凹槽(41)，通过盖板(5)将所述梯形螺杆(3)的另一端与所述焊接头(4)连接，所述梯形螺杆(3)的另一端的直径小于所述凹槽(41)的直径。

技术总结
本技术涉及焊接防变形工装技术领域，具体是一种组合式大型筒形件焊接防变形工装。该工装包括通用环板焊件、专用连接块、梯形螺杆、焊接头，多个所述通用环板焊件通过所述专用连接块连接形成一个多边形刚性体；所述梯形螺杆的一端与所述通用环板焊件连接，所述梯形螺杆的另一端与所述焊接头连接，所述焊接头与筒形件的外壁焊接；通过所述梯形螺杆和所述焊接头将所述多边形刚性体与所述筒形件的外圆侧连接。本技术在筒形件外圆侧进行支撑，无论是单层筒形件还是内部布置有筋板的双层筒形件的焊接都能有效控制其变形。使用梯形螺杆进行支撑点的径向距离调节，对该工装与筒形件同心度要求低，调节更方便。

技术研发人员：周奥,高继民,程元义,易晓岚,卢腊,付庆,张玉仕,王自当,张浩
受保护的技术使用者：中国铁建重工集团股份有限公司
技术研发日：20221227
技术公布日：2024/1/12