专利名称：管子对接焊用可取式衬垫装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电弧焊管子对接时的管内衬垫装置。
用电弧焊方法对管子的自动或手工对接时的主要困难是既要保证完全焊透又要使焊缝反面成形均匀，同时反面余高不得大于允许值，以保证通球试验的合格。在被焊的管子直径小，长度大时，这个困难就尤其突出，因为无法对反面的熔透情况进行观测来控制焊接规范以及焊接操作。起弧处焊不透，偶然出现的反面焊瘤以及反面余高的超差常使接头报废。为解决这个问题，以往只能对手工焊时焊工的操作技巧，自动焊时焊接规范的控制及其稳定性提很高的要求。既使如此，产生上述的焊接缺陷仍然是不可避免的。
在被焊管中放置不熔化衬垫同时采用较强的焊接规范施焊是解决上述难题的有效方法。但是在焊接直径小、长度大的管子时，由于衬垫难以定位放入，无法取出的缺点，使这种方法尚未得到应用。
为了创造出一种适用于电弧焊管子对接的管内衬垫装置，使之不仅能用以保证完全焊透、背面成形均匀，反面余高不大于允许值，而且焊后又可方便地取出重复使用，特发明本用新型衬垫装置。
本实用新型的具体解决方案如下在主要由分瓣式衬垫、拉杆、主弹簧以及衬垫锁紧取出机构构成的用于管子对接焊的衬垫装置中，分瓣式的衬垫由若干等分截面的扇形衬垫瓣经铰链与套管连接而成。其内表面与拉杆接触部分及拉杆与之相接触的表面均为锥度相同的锥面。衬垫外表面的直径大小不等，最大直径与管子的内径相同，为定位表面；而与之相邻的直径稍小的外表面为衬托面。衬托面与管子内壁间的间隙≤焊缝反面余高的允许值。衬垫由工作时不易被熔化的材料(如铜)制成。该衬垫装置为可供重复使用的不熔化可取式衬垫装置。
用以取出管内衬垫装置的引出线与装有衬垫锁紧取出机构的拉杆相连，并引出管外。焊接完毕后，快速拉动该引出线，带动拉杆快速移动，并通过衬垫锁紧取出机构及分瓣衬垫的收缩作用，即可容易地将整个衬垫装置从管内取出。
本实用新型衬垫装置由于可通过控制分瓣式衬垫的衬托面与管子内壁之间的间隙来控制焊缝背面的余高，因此只要采用较强的焊接规范施焊就可保证焊透，使背成形均匀，不会出现焊瘤和余高超差，从而使成品率大大提高；同时也简化了焊接控制设备，对焊工操作技巧及焊接规范稳定性的要求也大大降低。由于本实用新型衬垫装置是不熔化的，在焊前容易定位放入，焊后又可方便取出，因而可供多次重复使用，这大大降低了焊接成本。这种衬垫装置的使用不受管子的直径与长度的限制，尤其适合于管子直径小，长度大的细管对接。
附图
为管子对接焊的衬垫装置图。它是实施本实用新型的一个实施例。
该衬垫装置主要由分瓣式铜衬垫(10)，拉杆(11)，主弹簧(9)以及衬垫锁紧取出机构构成。拉杆(11)、弹簧(9)、分瓣式衬垫(10)以及套管(7)同轴布置。拉杆(11)经套管(7)可向左右两侧移动。主弹簧(9)位于衬垫(10)与拉杆(11)之间。分瓣式铜衬垫(10)是由三等分(定位表面直径较大时可适当地增加等分数目)截面为扇形的衬垫瓣经铰链(8)与套管(7)连接而成。其内表面与拉杆(11)的接触部分以及拉杆与之接触的表面均为锥度相同的锥面，其外表面的最大直径与管子的内径相同，为定位表面，而与之相邻的靠近拉杆把手(12)一侧的直径较小的表面为衬托面。此衬托面与管子内壁间的间隙≤焊缝反面余高的允许值。位于拉杆(11)上的使衬垫脱离及防止误动作的衬垫锁紧取出机构由板机(6)，套管(7)，顶压弹簧(3)，顶压滑块(4)以及弹簧压帽(2)组成。调整压帽的位置即可调整顶压弹簧(3)的压力。引出线(15)与装有衬垫锁紧取出机构的拉杆(11)相连，并从待焊管(1)引出管外。
使用该衬垫装置进行管子对接焊的工作过程是焊接前首先把衬垫装置的一端插入待焊管(1)内，按下板机(6)，使其伸入套管(7)内，并将引出线(15)从待焊管(1)的管内引出管外。然后调整衬垫装置的位置使其衬托面正好处在被焊接头下面。保持衬垫不动，通过把手(12)向右拉动拉杆(11)，拉杆上的外锥面与衬垫的内锥面接触，迫使各个衬垫瓣(10)向外张开，使衬垫的定位表面与管(1)的内表面紧密接触并相互产生足够的压力。拉杆停止拉动后由于主弹簧(9)的弹力和两锥面之间的摩擦力的共同作用，使衬垫(10)保持向外的张力並与被焊管(1)保持静止不动，这时衬垫处于自锁状态。然后将另一待焊管子(14)与管子(1)的端面对正对紧，此时焊缝的位置正好在衬垫(10)的衬托面上。然后即可采用较强的焊接规范施焊。由于熔池金属在反面有衬垫的衬托，因而焊接过程中不会产生焊瘤而反面成形均匀。焊缝反面的余高(13)由衬托面与管子内表面之间的间隙决定。由于焊前可根据余高的要求选择该间隙的大小(选择合适的衬托面直径)，因而保证了焊缝反面的余高不会超差。焊接结束后只需快速地拉动已引出管外的引出线(15)，使其带动拉杆(11)向左快速地移动。当位于拉杆(11)上的板机(6)随拉杆移动滑出套管(7)时，顶压弹簧(3)推动滑块(4)向右移动，迫使板机(6)以铰链(5)为中心转动，这样，板机右端被抬起，顶在套管(7)的端面上，使拉杆不能向右回缩，这可以防止拉杆在主弹簧(9)的作用下向右弹回，再次使衬垫张开导致整个衬垫装置的取出困难。同时板机(6)左端的缺口被卡在滑块(4)的右上方，这又可防止不按下板机(6)时由于偶然的原因使板机缩回套管(7)。这样，拉杆的外锥面与衬垫(10)的内锥面被相互脱离，衬垫(10)失去了向外的张开力，在衬垫(10)上的弹簧圈(16)的作用下就会以铰链(8)为中心向内收缩，迫使衬垫的定位表面的实际直径小于被焊管的内径。借助已引出管外的引出线即可顺利地将整个衬垫装置从管内取出，以供重复使用。
本实用新型衬垫装置可用于各种管径及各种管长的管子对接中，只要根据被焊 管的内径选择合适的定位表面的直径以及衬托面的直径。分瓣衬垫的等分数及其相互间的间隙也可根据被焊管径的大小作适当地调整。它还适合于多种焊接方法(包括TIG、MIG以及等离子弧焊)、多种材质(包括碳钢、不锈钢及钛合金等)的管子对接。
权利要求1.一种用于管子对接焊的衬垫装置，其特征在于，该装置主要由分瓣式衬垫(10)，拉杆(11)、主弹簧(9)以及衬垫锁紧、取出机构构成，该衬垫装置为重复使用的可取式不熔化衬垫装置。
2.根据权利要求1所述的衬垫装置，其特征在于，分瓣式垫衬(10)是由若干个等分截面的扇形衬垫瓣经铰链(8)与套管(7)连接而成；其内表面与拉杆(11)的接触部分以及拉杆(11)与之接触的表面均为锥度相同的锥面；其外表面的最大直径与管子的内径相同，为定位表面，与此相邻的直径较小表面为衬托面，此表面与管子内壁间的间隙≤焊缝反面余高的允许值，衬垫材料在工作时不允许被熔化。
3.根据权利要求1所述的衬垫装置，其特征在于，衬垫锁紧取出机构由位于拉杆(11)之上的板机(6)、套管(7)、顶压弹簧(3)、顶压滑块(4)以及用于调整顶压弹簧顶力的弹簧压帽(2)组成。
4.根据权利要求1所述的衬垫装置，其特征在于，用以取出管内衬垫装置的引出线(15)与装有衬垫锁紧取出机构的拉杆相连，并引出管外。
专利摘要一种用于管子对接焊的管内衬垫装置，主要由分瓣式衬垫，拉杆，主弹簧及衬垫锁紧、取出机构构成。由于本装置可通过控制分瓣式衬垫的衬托面与管子内壁间的间隙来控制焊缝背面余高，因此只要采用较强的焊接规范施焊，可保证焊透，不会出现焊瘤和余高超差，且背面成型均匀，提高成品率。同时由于本装置为可取式不熔化衬垫装置，可重复使用，因而降低了焊接成本。本装置适用于多种材质及各种管径和管长的管子的接焊，还适用于多种焊接方法的管子对接。
文档编号B23K37/04GK2033724SQ8820529
公开日1989年3月8日 申请日期1988年5月12日 优先权日1988年5月12日
发明者周大中, 曲晨 申请人:机械工业委员会哈尔滨焊接研究所