本發(fā)明涉及管件端頭法蘭焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別地，涉及一種鋼管法蘭焊接防變形裝置。

背景技術(shù)：

焊接法蘭是管路系統(tǒng)中常用的連接零件，負(fù)責(zé)管與管之間的連接和密封，管兩端有兩處焊接法蘭。在管子組件焊接加工過(guò)程中，由于焊接時(shí)法蘭受熱不均，冷卻過(guò)程中殘余應(yīng)力釋放，使法蘭承力面發(fā)生不規(guī)則變形扭曲，法蘭端面平面度難以保證。且后續(xù)法蘭端面校正困難，工作量大，變形嚴(yán)重時(shí)，可能因無(wú)法校正，導(dǎo)致零件報(bào)廢。

為控制焊接變形，現(xiàn)場(chǎng)加工時(shí)曾采用剛性固定板壓緊法蘭，但是由于零件法蘭頸部較短，壓板壓緊時(shí)容易產(chǎn)生焊接干涉。另一方面，鋼管法蘭按實(shí)際產(chǎn)品設(shè)計(jì)需求有多種尺寸規(guī)格。因此，如何有效控制法蘭端面焊接變形保證端面密封要求、如何提高焊接工裝對(duì)不同規(guī)格法蘭的適應(yīng)性、以及如何讓操作者在使用時(shí)便捷省力提高效率，都是需要現(xiàn)實(shí)的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種鋼管法蘭焊接防變形裝置，以解決現(xiàn)有管法蘭焊接采用剛性固定板壓緊法蘭，容易產(chǎn)生焊接干涉、焊接容易造成端面變形、適應(yīng)性差的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明提供一種鋼管法蘭焊接防變形裝置，包括支座，支座上設(shè)有用于沿軸向放入管法蘭盤體并通過(guò)旋轉(zhuǎn)從管法蘭盤體上部限制和壓緊管法蘭盤體的限制機(jī)構(gòu)以及用于通過(guò)調(diào)節(jié)以從管法蘭盤體底部將管法蘭盤體頂緊至限制機(jī)構(gòu)上的頂緊機(jī)構(gòu)；限制機(jī)構(gòu)包括多個(gè)用于通過(guò)自由旋轉(zhuǎn)以放入管法蘭盤體并通過(guò)旋轉(zhuǎn)鎖止以從管法蘭盤體上部限制和壓緊管法蘭盤體的限制單元，限制單元沿管法蘭盤體的周向間隔分布且兩兩相對(duì)布設(shè)。

進(jìn)一步地，限制單元包括固接于支座上的轉(zhuǎn)接塊以及用于從管法蘭盤體上部限制和壓緊管法蘭盤體的壓板，壓板插接于轉(zhuǎn)接塊內(nèi)，壓板與轉(zhuǎn)接塊為間隙配合，壓板的插接端設(shè)有處于轉(zhuǎn)接塊內(nèi)腔中用于防止壓板從轉(zhuǎn)接塊內(nèi)脫出的嵌套件以及設(shè)于轉(zhuǎn)接塊內(nèi)腔中用于迫使壓板朝向轉(zhuǎn)接塊外移動(dòng)以使嵌套件頂緊轉(zhuǎn)接塊內(nèi)腔壁的壓縮彈簧。

進(jìn)一步地，壓板與嵌套件采用螺紋連接，嵌套件的螺紋底部具有至少一個(gè)用于防止嵌套件從壓板端部松脫的點(diǎn)焊。

進(jìn)一步地，壓板與轉(zhuǎn)接塊之間設(shè)有用于壓板自由旋轉(zhuǎn)以避讓管法蘭盤體或卡固鎖止壓板的鎖止件，鎖止件采用匹配設(shè)置的凸塊與凹槽、匹配設(shè)置的公母槽、匹配設(shè)置的榫頭與榫槽或者匹配設(shè)置的插銷與銷孔。

進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)接塊上部設(shè)有用于壓板壓緊管法蘭盤體時(shí)防止壓板后翻的凸臺(tái)。

進(jìn)一步地，頂緊機(jī)構(gòu)包括處于管法蘭盤體底部并滑動(dòng)配合于支座上用于承載管法蘭盤體的頂板以及轉(zhuǎn)動(dòng)連接于頂板底部并螺紋連接于支座上用于通過(guò)旋轉(zhuǎn)推動(dòng)頂板以將管法蘭盤體夾持固定于頂板與壓板之間的頂桿。

進(jìn)一步地，頂板與支座之間設(shè)有用于引導(dǎo)頂板沿軸向移動(dòng)并防止頂板旋轉(zhuǎn)的防轉(zhuǎn)銷；頂板底部具有與頂桿插接配合的套筒，套筒的側(cè)壁面上開(kāi)設(shè)有用于頂桿從側(cè)向滑入套筒內(nèi)并限制頂桿沿套筒軸向脫出的T形槽。

進(jìn)一步地，頂桿的自由端設(shè)有用于對(duì)頂桿施加扭矩的手柄；手柄、套筒和頂板三者具有相互連通并用于向管法蘭盤體的焊接部位通入氬氣以實(shí)現(xiàn)焊縫反面氣體保護(hù)的通氣管。

進(jìn)一步地，頂板與轉(zhuǎn)接塊之間的距離為H，嵌套件下部空間高度為h，鎖止件高度為s，H>h>s，以為壓板提供足夠的下壓距離使鎖止件分離而釋放壓板。

進(jìn)一步地，支座包括用于支撐和固定的支腿以及設(shè)于支腿上用于承載限制機(jī)構(gòu)和頂緊機(jī)構(gòu)的底座臺(tái)面。

本發(fā)明具有以下有益效果：

本發(fā)明鋼管法蘭焊接防變形裝置，限制機(jī)構(gòu)的各個(gè)限制單元旋轉(zhuǎn)以避讓管法蘭盤體，以使管法蘭盤體放入到裝置內(nèi)，通過(guò)頂緊機(jī)構(gòu)形成用于放置管法蘭盤體的承載平臺(tái)。通過(guò)對(duì)各個(gè)限制單元的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)以及鎖止，對(duì)管法蘭盤體進(jìn)行上部的限制壓緊，調(diào)節(jié)頂緊機(jī)構(gòu)對(duì)管法蘭盤體施加向上的作用力推動(dòng)管法蘭盤體向上移動(dòng)并完全頂靠在限制機(jī)構(gòu)上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管法蘭盤體上下部的夾持固定，以方便對(duì)管法蘭盤體進(jìn)行焊接操作。各個(gè)限制單元成對(duì)布設(shè)，并與頂緊機(jī)構(gòu)相互配合，并且從而形成對(duì)管法蘭盤體平衡且穩(wěn)固的夾持作用力，并且該平衡且穩(wěn)定的夾持呈多個(gè)方向布設(shè)，有效防止管法蘭盤體在焊接的變形。本裝置能夠快速裝夾鋼管法蘭零件，縮短了焊接準(zhǔn)備時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。通過(guò)剛性固定方式壓緊鋼管法蘭，減小了法蘭承力面焊接變形，保證裝配后鋼管法蘭的密封效果。裝置采用可調(diào)節(jié)的頂緊機(jī)構(gòu)，可適應(yīng)規(guī)格相近的一系列鋼管法蘭的焊接，對(duì)部分不對(duì)稱的鋼管法蘭也能夠適用，從而節(jié)約工裝成本。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照?qǐng)D，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

附圖說(shuō)明

構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分的附圖用來(lái)提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說(shuō)明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的鋼管法蘭焊接防變形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一；

圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的鋼管法蘭焊接防變形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的鋼管法蘭焊接防變形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之三；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的限制單元與支座拼裝的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的壓板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖例說(shuō)明：

1、支座；101、支腿；102、底座臺(tái)面；2、限制機(jī)構(gòu)；201、限制單元；2011、轉(zhuǎn)接塊；2012、壓板；2013、嵌套件；2014、壓縮彈簧；3、頂緊機(jī)構(gòu)；301、頂板；3011、套筒；302、頂桿；3021、手柄；4、管法蘭盤體；5、鎖止件；6、凸臺(tái)；7、防轉(zhuǎn)銷；8、T形槽；9、通氣管；10、點(diǎn)焊。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但是本發(fā)明可以由下述所限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。

圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的鋼管法蘭焊接防變形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之一；圖2是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的鋼管法蘭焊接防變形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之二；圖3是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的鋼管法蘭焊接防變形裝置的結(jié)構(gòu)示意圖之三；圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的限制單元與支座拼裝的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的壓板的結(jié)構(gòu)示意圖。

如圖1所示，本實(shí)施例的鋼管法蘭焊接防變形裝置，包括支座1，支座1上設(shè)有用于沿軸向放入管法蘭盤體4并通過(guò)旋轉(zhuǎn)從管法蘭盤體4上部限制和壓緊管法蘭盤體4的限制機(jī)構(gòu)2以及用于通過(guò)調(diào)節(jié)以從管法蘭盤體4底部將管法蘭盤體4頂緊至限制機(jī)構(gòu)2上的頂緊機(jī)構(gòu)3；限制機(jī)構(gòu)2包括多個(gè)用于通過(guò)自由旋轉(zhuǎn)以放入管法蘭盤體4并通過(guò)旋轉(zhuǎn)鎖止以從管法蘭盤體4上部限制和壓緊管法蘭盤體4的限制單元201，限制單元201沿管法蘭盤體4的周向間隔分布且兩兩相對(duì)布設(shè)。本發(fā)明鋼管法蘭焊接防變形裝置，限制機(jī)構(gòu)2的各個(gè)限制單元201旋轉(zhuǎn)以避讓管法蘭盤體4，以使管法蘭盤體4放入到裝置內(nèi)，通過(guò)頂緊機(jī)構(gòu)3形成用于放置管法蘭盤體4的承載平臺(tái)。通過(guò)對(duì)各個(gè)限制單元201的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)以及鎖止，對(duì)管法蘭盤體4進(jìn)行上部的限制壓緊，調(diào)節(jié)頂緊機(jī)構(gòu)3對(duì)管法蘭盤體4施加向上的作用力推動(dòng)管法蘭盤體4向上移動(dòng)并完全頂靠在限制機(jī)構(gòu)2上，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)管法蘭盤體4上下部的夾持固定，以方便對(duì)管法蘭盤體4進(jìn)行焊接操作。各個(gè)限制單元201成對(duì)布設(shè)，并與頂緊機(jī)構(gòu)3相互配合，并且從而形成對(duì)管法蘭盤體4平衡且穩(wěn)固的夾持作用力，并且該平衡且穩(wěn)定的夾持呈多個(gè)方向布設(shè)，有效防止管法蘭盤體4在焊接的變形。本裝置能夠快速裝夾鋼管法蘭零件，縮短了焊接準(zhǔn)備時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。通過(guò)剛性固定方式壓緊鋼管法蘭，減小了法蘭承力面焊接變形，保證裝配后鋼管法蘭的密封效果。裝置采用可調(diào)節(jié)的頂緊機(jī)構(gòu)3，可適應(yīng)規(guī)格相近的一系列鋼管法蘭的焊接，對(duì)部分不對(duì)稱的鋼管法蘭也能夠適用，從而節(jié)約工裝成本。

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)施例中，限制單元201包括固接于支座1上的轉(zhuǎn)接塊2011以及用于從管法蘭盤體4上部限制和壓緊管法蘭盤體4的壓板2012。壓板2012插接于轉(zhuǎn)接塊2011內(nèi)。壓板2012與轉(zhuǎn)接塊2011為間隙配合。壓板2012的插接端設(shè)有處于轉(zhuǎn)接塊2011內(nèi)腔中用于防止壓板2012從轉(zhuǎn)接塊2011內(nèi)脫出的嵌套件2013以及設(shè)于轉(zhuǎn)接塊2011內(nèi)腔中用于迫使壓板2012朝向轉(zhuǎn)接塊2011外移動(dòng)以使嵌套件2013頂緊轉(zhuǎn)接塊2011內(nèi)腔壁的壓縮彈簧2014。

如圖1、圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)施例中，壓板2012與嵌套件2013采用螺紋連接。嵌套件2013的螺紋底部具有至少一個(gè)用于防止嵌套件2013從壓板2012端部松脫的點(diǎn)焊10。

如圖3和圖5所示，本實(shí)施例中，壓板2012與轉(zhuǎn)接塊2011之間設(shè)有用于壓板2012自由旋轉(zhuǎn)以避讓管法蘭盤體4或卡固鎖止壓板2012的鎖止件5。鎖止件5采用匹配設(shè)置的凸塊與凹槽、匹配設(shè)置的公母槽、匹配設(shè)置的榫頭與榫槽或者匹配設(shè)置的插銷與銷孔。

如圖2、圖3和圖4所示，本實(shí)施例中，轉(zhuǎn)接塊2011上部設(shè)有用于壓板2012壓緊管法蘭盤體4時(shí)防止壓板2012后翻的凸臺(tái)6。

如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例中，頂緊機(jī)構(gòu)3包括處于管法蘭盤體4底部并滑動(dòng)配合于支座1上用于承載管法蘭盤體4的頂板301以及轉(zhuǎn)動(dòng)連接于頂板301底部并螺紋連接于支座1上用于通過(guò)旋轉(zhuǎn)推動(dòng)頂板301以將管法蘭盤體4夾持固定于頂板301與壓板2012之間的頂桿302。

如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例中，頂板301與支座1之間設(shè)有用于引導(dǎo)頂板301沿軸向移動(dòng)并防止頂板301旋轉(zhuǎn)的防轉(zhuǎn)銷7。頂板301底部具有與頂桿302插接配合的套筒3011。套筒3011的側(cè)壁面上開(kāi)設(shè)有用于頂桿302從側(cè)向滑入套筒3011內(nèi)并限制頂桿302沿套筒3011軸向脫出的T形槽8。

如圖2所示，本實(shí)施例中，頂桿302的自由端設(shè)有用于對(duì)頂桿302施加扭矩的手柄3021。如圖3所示，手柄3021、套筒3011和頂板301三者具有相互連通并用于向管法蘭盤體4的焊接部位通入氬氣以實(shí)現(xiàn)焊縫反面氣體保護(hù)的通氣管9。

如圖4和圖5所示，本實(shí)施例中，頂板301與轉(zhuǎn)接塊2011之間的距離大于嵌套件2013下部空間高度，嵌套件2013下部空間高度大于鎖止件5高度。即頂板301與轉(zhuǎn)接塊2011之間的距離為H，嵌套件2013下部空間高度為h，鎖止件5高度為s，H>h>s。從而為壓板2012提供足夠的下壓距離，使鎖止件5分離而釋放壓板2012。使得壓板2012從轉(zhuǎn)接塊2011上釋放出來(lái)，恢復(fù)自由旋轉(zhuǎn)。

如圖1、圖2和圖3所示，本實(shí)施例中，支座1包括用于支撐和固定的支腿101以及設(shè)于支腿101上用于承載限制機(jī)構(gòu)2和頂緊機(jī)構(gòu)3的底座臺(tái)面102。

實(shí)施時(shí)，提供一種鋼管法蘭焊接防變形裝置，包括以下結(jié)構(gòu)：

1.頂緊機(jī)構(gòu)3的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)及裝配

頂板301與底座臺(tái)面102采用滑配合。頂板301的軸上設(shè)計(jì)角向槽，底座臺(tái)面102上對(duì)應(yīng)設(shè)計(jì)防轉(zhuǎn)銷7，頂板301在底座臺(tái)面102的引導(dǎo)下，僅作軸向移動(dòng)，防止頂板301自由旋轉(zhuǎn)，便于法蘭支靠，如圖3所示。

頂板301組裝時(shí)，首先將頂桿302旋出底座臺(tái)面102的底座套筒，頂板301的T形槽8對(duì)準(zhǔn)頂桿302的頭部，從側(cè)面裝入；然后調(diào)整頂板301的角向，使頂板301角向槽與底座臺(tái)面102的防轉(zhuǎn)銷7對(duì)齊；最后，反向旋轉(zhuǎn)頂桿302，將頂板301拉入底座套筒，如圖3。

2.限制機(jī)構(gòu)2的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

2.1根據(jù)法蘭大小及焊縫與壓板2012位置關(guān)系情況，調(diào)整四個(gè)轉(zhuǎn)接塊2011的位置。使法蘭充分壓緊，并保證焊接中壓板2012不干涉焊槍。轉(zhuǎn)接塊2011位置確定后，擰緊螺釘固定。

2.2壓板2012與螺母(嵌套件2013)采用螺紋連接，為防止螺母松動(dòng)，在螺紋底部沿周定位點(diǎn)焊四點(diǎn)。裝配后保證四個(gè)壓板2012壓緊面處于同一定位高度。

2.3壓板2012壓緊時(shí)，由于受力點(diǎn)與支靠點(diǎn)不在同一條直線上，如圖4所示，為預(yù)防壓板2012的后翻趨勢(shì)，在轉(zhuǎn)接塊2011上端設(shè)計(jì)凸臺(tái)6，增加支靠面積，抵消壓緊時(shí)產(chǎn)生的翻轉(zhuǎn)力矩。轉(zhuǎn)接塊2011與壓板2012采用H7/g6配合。

2.4限制機(jī)構(gòu)2各部件間高度尺寸取值，見(jiàn)圖4、圖5：

壓板2012的小凸臺(tái)(鎖止件5)高度s，頂板301與轉(zhuǎn)接塊2011之間的距離H，螺母(嵌套件2013)與底座臺(tái)面102之間的距離h。在壓緊狀態(tài)下必須滿足H>h>s，壓板2012才能下壓足夠距離，使小凸臺(tái)(鎖止件5)從轉(zhuǎn)接塊2011的通槽(鎖止件5)中退出，壓板2012方可旋轉(zhuǎn)打開(kāi)，裝夾零件。

3.頂桿302底部設(shè)置了通氣管9，氬氣經(jīng)過(guò)通氣管9進(jìn)入頂板301，到達(dá)被焊位置，實(shí)現(xiàn)焊縫反面氣體保護(hù)。

管法蘭快速裝夾。

為便于法蘭焊接，法蘭管在焊接時(shí)常傾斜擺放。相應(yīng)地，焊接裝置也在傾斜的狀態(tài)下工作，但由于重力作用，焊接裝置中各活動(dòng)部件，如壓板2012，會(huì)出現(xiàn)自由偏擺的狀況，給法蘭裝夾帶來(lái)很多不便。因此，為克服這一問(wèn)題，使壓板2012在裝夾時(shí)位置可控，在壓板2012根部對(duì)稱設(shè)計(jì)兩個(gè)小凸臺(tái)(鎖止件5)。未裝夾零件時(shí)，小凸臺(tái)(鎖止件5)上表面與轉(zhuǎn)接塊2011上表面接觸，壓板2012可自由旋轉(zhuǎn)，方便法蘭管裝入和取出。裝入法蘭后，旋轉(zhuǎn)壓板2012，當(dāng)壓板2012的小凸臺(tái)(鎖止件5)與轉(zhuǎn)接塊2011的通槽(鎖止件5)位置一致時(shí)，在壓縮彈簧的作用下，壓板2012的小凸臺(tái)(鎖止件5)被頂入轉(zhuǎn)接塊2011的通槽(鎖止件5)中，使螺母(嵌套件2013)上表面與轉(zhuǎn)接塊2011接觸，壓板2012進(jìn)入工作狀態(tài)，此時(shí)無(wú)法再自由偏轉(zhuǎn)，以此約束壓板位置。

通過(guò)壓板2012、頂板301、頂桿302的配合，實(shí)現(xiàn)管法蘭快速裝夾。裝夾前，壓板2012旋至自由狀態(tài)，避免法蘭管裝入時(shí)與其干涉。裝入法蘭管后，將壓板2012旋轉(zhuǎn)至工作狀態(tài)，壓板2012的小凸臺(tái)(鎖止件5)卡在轉(zhuǎn)接塊2011的通槽(鎖止件5)中，不會(huì)因重力隨意偏擺，此時(shí)壓板2012位置確定；調(diào)整法蘭管到合適位置，旋轉(zhuǎn)頂桿302，通過(guò)頂桿302帶動(dòng)頂板301，在底座臺(tái)面102的引導(dǎo)下向上頂緊管法蘭。

焊接完成后，待管法蘭徹底冷卻，松開(kāi)頂桿302，帶動(dòng)頂板301回落；按下壓板2012使小凸臺(tái)(鎖止件5)脫離轉(zhuǎn)接塊2011的通槽(鎖止件5)，旋至自由狀態(tài)，此時(shí)旋轉(zhuǎn)壓板2012打開(kāi)，即可取出焊好的法蘭管。

可調(diào)限制機(jī)構(gòu)2

該裝置頂緊機(jī)構(gòu)3位置沿法蘭板對(duì)角線方向設(shè)計(jì)，可根據(jù)被焊管法蘭大小作調(diào)整?？蛇m應(yīng)規(guī)格相近的一系列鋼管法蘭焊接，通用性好。而且壓板2012位置分別可調(diào)，也適用于部分不對(duì)稱的法蘭管操作，可根據(jù)管法蘭的具體情況，調(diào)整壓板2012與焊縫的距離，避免在焊接過(guò)程中壓板2012與焊槍干涉。

本發(fā)明的有益效果：

(1).快速裝夾零件，縮短焊接準(zhǔn)備時(shí)間，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。通過(guò)剛性固定方式壓緊法蘭，減小法蘭承力面焊接變形，保證裝配后法蘭密封效果。

(2).焊接裝置采用可調(diào)壓緊機(jī)構(gòu)，可適應(yīng)規(guī)格相近的一系列鋼管法蘭焊接，對(duì)部分不對(duì)稱的法蘭管也比較適用，節(jié)約工裝成本。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。