一種大型曲面薄板焊接防變形裝置及方法與流程

2023-06-16 05:40:11

本發明屬於焊接防變形裝置領域，具體涉及一種適用於大型曲面薄板的焊接防變形裝置及方法。

背景技術：

薄板殼體因為自身厚度的原因在焊接過程中極易變形，其變形具有複雜性和多樣性，目前仍是國內外焊接工藝領域的一項技術難題。薄板焊接變形問題嚴重影響著產品的質量，只有對其進行系統的分析，找出控制其變形的技術措施，不斷運用積累的經驗，藉助相關的裝置方能達到控制薄板殼體焊接變形量的目的。傳統的大型薄板曲面殼體的焊接防變形主要通過焊接工藝進行控制，殼體的焊接過程中需要隨時觀察和檢驗焊縫周圍的變形量。同時，焊接接頭的兩側需要焊接臨時固定卡具，待焊縫焊接完成後再對其進行拆除，固定卡具的焊接和拆除過程會使薄板殼體產生曲率變形，影響殼體焊接成型後的曲率精度。因此，有必要提供一種新的曲面薄板焊接防變形裝置和方法。

技術實現要素：

針對現有技術存在的問題，本發明為解決現有技術中存在的問題採用的技術方案如下：

一種大型曲面薄板焊接防變形裝置，其特徵在於：包括設置於兩塊曲面薄板對接焊縫下方的基座A，和分別設置於兩塊曲面薄板自由端底部的基座B，所述的基座A和基座B上均設有滾輪，曲面薄板底部垂直設置於滾輪上的凹槽內，所述的基座A上垂直設立內夾持部件和外夾持部件，所述的內夾持部件設立於曲面薄板弧面內側，外夾持部件設立於曲面薄板弧面外側，對接焊縫處於內外夾持部件中間，所述的內夾持部件包括內支架和連接於內支架外側框架兩側的若干外弧板，所述的外夾持部件包括外支架和連接於外支架內側框架的若干內弧板，所述內支架和外支架均為槽鋼型框架，內支架和外支架之間通過夾緊螺栓連接，所述的外支架中間板中心為開口設計，使焊縫外露，方便焊接，所述的內弧板表面曲率與曲面薄板外弧面曲率相同，外弧板的表面曲率與曲面薄板內弧面曲率相同。

所述的滾輪通過銷軸連接於滾輪支座上，滾輪支座通過豎向轉軸與基座上端面連接，在基座上旋轉滾輪支座以調整滾輪角度。

所述的內支架和外支架頂部和底部有對稱設置的螺栓孔，通過夾緊螺栓穿過螺栓孔連接內外支架，通過旋轉夾緊螺栓使內外夾持部件中的內弧板和外弧板夾緊曲面薄板殼體。

所述的內支架和外支架兩側框架上縱向對稱等距設有若干缺口，缺口處分別安裝外弧板和內弧板，弧板與支架之間通過頂緊螺栓進行固定。

所述的內支架中間板中心縱向開設有若干螺栓孔供壓緊螺栓穿過，通過旋轉壓緊螺栓，將焊縫內側的焊縫襯墊與曲面薄板內側殼體壓緊。

一種利用上述大型曲面薄板焊接防變形裝置的焊接方法，其特徵在於：包括如下步驟：

（1）內外夾持部件組裝

將與待焊曲面薄板內外側曲率相同的外弧板和內弧板分別安裝在內支架和外支架上縱向對稱設置的缺口內，通過頂緊螺栓分別將若干外弧板、內弧板與內支架、外支架之間進行固定，將壓緊螺栓穿過內支架中間的螺栓孔內；

（2）裝置整體組裝

根據待焊曲面薄板殼體輪廓形狀，分別將基座A和基座B進行布局放置，將內外夾持部件固定於基座1上部，並通過夾緊螺栓連接內外夾持部件，調整內弧板與外弧板之間的間距，確保曲面薄板能順利進入內外弧板間隙內；

（3）曲面薄板夾持焊接

裝置整體組裝完成後，調整基座A與基座B上滾輪的角度，將曲面薄板的下端分別放置於滾輪上的凹槽內，推動兩塊曲面薄板從基座A兩側進入內、外夾持部件之間，旋轉夾緊螺栓使內、外夾持部件中的外弧板和內弧板從兩側夾緊曲面薄板，然後在曲面薄板內側焊縫背面安裝焊縫襯墊，調整壓緊螺栓使焊縫襯墊與薄板殼體緊密貼合，完成對曲面薄板的夾持固定後，從曲面薄板外側對焊縫進行焊接。

本發明中公開的一種大型曲面薄板焊接防變形裝置及方法可用於處理大型曲面薄板焊接易變形的問題，具有方法簡單、通用性強、容易操作、防變形效果好等特點，解決了曲面薄板焊接變形難以控制的難題，與傳統的方法相比具有以下優點：

1.本發明中對大型曲面薄板的焊接藉助了防變形裝置，使得大型曲面薄板的焊接變形量得到了有效控制，降低了薄板焊接過程中對焊接工藝方面較為苛刻的要求，提高了曲面薄板殼體焊後曲率檢查過程中的一次合格率。

2. 本發明中的焊接防變形裝置對曲面薄板殼體進行夾持固定，省去了在薄板殼體表面焊接臨時固定卡具的工序，避免了安裝和拆除卡具過程中對曲面薄板殼板殼體曲率產生影響，提高了大型曲面薄板殼體焊接成型後的曲率精度。

3、本發明中的焊接防變形裝置的通用性強，對於不同曲率的曲面薄板只需對應選擇與之曲率相同的內弧板和外弧板即可，無需對裝置內其他結構部件進行替換。

附圖說明

圖1為本發明薄板夾持狀態外弧面示意圖；

圖2為本發明薄板夾持狀態內弧面示意圖；

圖3為本發明薄板夾持狀態俯視結構示意圖；

圖4為本發明內外夾持部件結構示意圖；

圖5為本發明中裝置未夾持薄板的狀態示意圖；

圖6為本發明中裝置夾持薄板過程示意圖；

其中：1-基座A、2-基座B、3-滾輪支座、4-銷軸、5-滾輪、6-內支架、7-壓緊螺栓、8-外弧板、9-外支架、10-內弧板、11-頂緊螺栓、12-夾緊螺栓、13-焊縫襯墊、14-曲面薄板，15-焊縫，16-內夾持部件，17-外夾持部件。

具體實施方式

下面通過實施例，並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明，如圖1-6所示，一種大型曲面薄板焊接防變形裝置，其特徵在於：包括設置於兩塊曲面薄板14對接焊縫15下方的基座A1，和分別設置於兩塊曲面薄板14自由端底部的基座B2，所述的基座A1和基座B2上均設有滾輪5，曲面薄板14底部垂直設置於滾輪5上的凹槽內，隨滾輪5的滾動左右滑動曲面薄板，所述的基座A1上垂直設立內夾持部件16和外夾持部件17，所述的內夾持部件16設立於曲面薄板14弧面內側，外夾持部件17設立於曲面薄板14弧面外側，對接焊縫15處於內外夾持部件中間，所述的內夾持部件16包括內支架6和連接於內支架6外側框架兩側的若干外弧板8，所述的外夾持部件17包括外支架9和連接於外支架9內側框架的若干內弧板10，所述內支架6和外支架9均為槽鋼型框架，內支架6和外支架9之間通過夾緊螺栓12連接，所述的外支架9中間板中心為開口設計，使焊縫15外露，方便焊接；所述的內弧板10表面曲率與曲面薄板14外弧面曲率相同，外弧板8的表面曲率與曲面薄板14內弧面曲率相同。

滾輪5通過銷軸4連接於滾輪支座3上，滾輪支座3通過豎向轉軸與基座上端面連接，在基座上旋轉滾輪支座3以調整滾輪5角度。

內支架6和外支架9頂部和底部有對稱設置的螺栓孔，通過夾緊螺栓12穿過螺栓孔連接內外支架，通過旋轉夾緊螺栓12使內外夾持部件中的內弧板10和外弧板8夾緊曲面薄板殼體。

內支架6和外支架9兩側框架上縱向對稱等距設有若干缺口，缺口處分別安裝外弧板8和內弧板10，弧板與支架之間通過頂緊螺栓11進行固定。

內支架6中間板中心縱向開設有若干螺栓孔供壓緊螺栓7穿過，通過旋轉壓緊螺栓7，將焊縫15內側的焊縫襯墊13與曲面薄板內側殼體壓緊。

一種利用上述大型曲面薄板焊接防變形裝置的焊接方法，包括如下步驟：

（4）內外夾持部件組裝

將與待焊曲面薄板內、外側曲率相同的外弧板和內弧板分別安裝在內支架和外支架上縱向對稱設置的缺口內，通過頂緊螺栓分別將若干外弧板、內弧板與內支架、外支架之間進行固定，將壓緊螺栓穿過內支架中間的螺栓孔內；

（5）裝置整體組裝

根據待焊曲面薄板殼體輪廓形狀，分別將基座A和基座B進行布局放置，將內外夾持部件固定於基座1上部，並通過夾緊螺栓連接內外夾持部件，調整內弧板與外弧板之間的間距，確保曲面薄板能順利進入內、外弧板之間的間隙內；

（6）曲面薄板夾持焊接

裝置整體組裝完成後，調整基座A與基座B上滾輪的角度，將曲面薄板的下端分別放置於滾輪上的凹槽內，推動兩塊曲面薄板從基座A兩側進入內、外夾持部件之間，旋轉夾緊螺栓使內、外夾持部件中的外弧板和內弧板從兩側夾緊曲面薄板，然後在曲面薄板內側焊縫背面安裝焊縫襯墊，調整壓緊螺栓使焊縫襯墊與薄板殼體緊密貼合，完成對曲面薄板的夾持固定後，從曲面薄板外側對焊縫進行焊接。

裝置中的內弧板和外弧板的個數根據曲面薄板的高度決定。

本發明的保護範圍並不限於上述的實施例，顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變形而不脫離本發明的範圍和精神。倘若這些改動和變形屬於本發明權利要求及其等同技術的範圍內，則本發明的意圖也包含這些改動和變形在內。