一种薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置及方法与流程

1.本发明属于薄壁圆筒体焊接技术领域，具体涉及一种薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置及方法。


背景技术：

2.对焊是对接电阻焊的简称，是利用电阻热将两工件沿整个端面同时焊接起来的一种电阻焊方法。一般用于管道等的接长及轮辋、轮圈等环形工件的对焊、及机械零部件的组对等。因两焊接工件端面尺寸和形状相同，两工件的加热和塑性变形一致，使焊后接头光滑、毛刺小、焊接过程简单等优点而普遍使用。对焊时必须将两工件端面始终压紧，当端面温升到焊接温度时，两工件端面的距离非常小，端面间原子发生相互作用，在结合面上产生共同晶粒，从而形成接头。现有的加工方法是人工把筒体与封头对齐压紧，采用三点定位法初步均布固定三点，再绕工件环焊一周。没有专用焊接夹具，易引起薄壁筒体的焊接变形、筒体与封头的焊接质量难以保证、焊缝也不美观、生产效率低。


技术实现要素：

3.为了解决上述技术问题，本发明提供一种能够防止薄壁筒体的焊接变形，且能提高焊接质量及生产效率的薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置及方法。
4.本发明采用的技术方案：一种薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置，包括锥管拉杆、压板、多个涨块、定位管套、定位轴套及回转顶尖；所述的锥管拉杆的一端固定安装锥管，另一端安装有螺母；所述的定位管套套在锥管拉杆上，所述的压板与定位管套的一端螺接，锥管拉杆上的螺母压紧压板；压板朝向锥管侧设有定位止口；定位管套朝向锥管端设有定位爪；所述的多个涨块沿圆周方向均匀布置在锥管的外侧面上，涨块朝向锥管的面为圆锥面，圆锥面与锥管的外侧面配合，定位爪用于对涨块轴向定位；所述的定位轴套同轴安装在回转顶尖上，回转顶尖与压板、定位管套同轴，定位轴套与涨块配合对封头定位。
5.进一步的，螺母和压板之间设有垫片；所述的定位管套上还设有止动螺母，止动螺母位于压板背向螺母侧。
6.进一步的，所述的涨块背向锥管的侧面为圆柱面，涨块背向锥管的侧面上固定安装有紫铜垫。
7.进一步的，包括三个涨块，三个涨块拼合成环形结构，环形结构的内孔为锥形孔，锥形孔与锥管配合；环形结构的外侧面上设有多道环形凹槽，每个环形凹槽内分别设有一拉簧。
8.一种利用上述薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置的薄壁圆筒体与封头环缝对焊方法，包括如下步骤：
9.步骤1、调整薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置
10.①
先把定位轴套紧固在回转顶尖上，保证回转顶尖回转自如，再把回转顶尖的锥柄面插入设备中定位夹紧；
11.②
把压板置于具有夹紧回转的设备中定位夹紧；
12.③
调正薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置，使压板与定位轴套同轴；
13.步骤2、装夹
14.①
把薄壁圆筒体套在涨块和压板上，使得薄壁圆筒体的一端紧贴压板定位止口，把封头套装在定位轴套内；移动回转顶尖使薄壁圆筒体背向压板一端的端面与封头端面紧贴，锁住回转顶尖，以防止薄壁圆筒体与封头轴向窜动；
15.②
用一扳手夹住螺母不动，另一扳手夹住锥管拉杆旋转，使锥管向着压板移动；推动涨块外移，涨块胀紧薄壁圆筒体和封头内壁，使薄壁圆筒体和封头无径向转动；
16.步骤3、焊接
17.在薄壁圆筒体与封头圆周焊接搭接处均匀环焊一周，一次成型；
18.步骤4、取件
19.①
焊好冷却后，用一扳手夹住螺母不动，另一扳手夹住锥管拉杆旋转，使锥管拉杆右移，使得涨块与薄壁圆筒体和封头内壁分开；
20.②
回转顶尖带着定位轴套背向压板移动，使得薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置与封头松开；取下工件。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.1、本发明的薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置结构紧凑、采用胀套原理，其定心性好、定位夹紧可靠。装卸调整方便、可操作性强。
23.2、本发明的薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置采用紫铜垫，有很好的导热和散热性能，工作效率高。
24.3、本发明实现了手动和自动焊接，满足不同的工况要求，适用范围广。本发明使得薄壁件焊接变形小、焊接质量高。
附图说明
25.图1是本发明的薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置的结构图。
26.图2是本发明的锥管拉杆的结构图。
27.图3是本发明的压板的主视图。
28.图4是本发明的压板的剖面图。
29.图5是本发明的定位管套的结构图。
30.图6是本发明的涨块的主视图。
31.图7是本发明的涨块的左视图。
32.图8是本发明的涨块的剖视图。
33.图9是本发明的紫铜垫的安装结构图。
34.图10是本发明的定位轴套的剖面图。
具体实施方式
35.下面结合附图对本发明做进一步的说明。
36.如图1所示，本发明的薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置，包括锥管拉杆1、压板4、止动螺母5、三个涨块7(不限于三个，可以是两个，也可以多于三个)、紫铜垫8、定位管套6、定
位轴套11及回转顶尖12。所述的锥管拉杆1的一端固定安装锥管1-1，另一端安装有螺母2，螺母2和压板4之间设有垫片2；螺母2的外侧还设有扳手夹持部1-2。压板4朝向螺母2端设有夹紧部a。所述的定位管套6套在锥管拉杆1上，所述的压板4与定位管套6的一端螺接，锥管拉杆1上的螺母2压紧压板4，对压板4轴向定位。压板4朝向锥管侧设有定位止口。定位管套6朝向锥管端设有定位爪6-1，定位爪用于涨块7轴向定位。所述的定位管套6上还设有止动螺母5，止动螺母5位于压板4背向螺母3的一侧。
37.三个涨块7拼合成环形结构，三个涨块7沿圆周方向均匀布置。环形结构的内孔为锥形孔，锥形孔与锥管1-1配合，环形结构的外侧面上两端处分别设有一环形凹槽7-1，每个环形凹槽7-1内分别设有一拉簧10，拉簧10用于箍筋环形结构。所述的涨块7背向锥管1-1的侧面为圆柱面，涨块7背向锥管的侧面上通过沉头螺钉9固定安装有紫铜垫8。紫铜垫8由铜管加工而成。所述的定位轴套11通过紧定螺钉12同轴安装在回转顶尖13上，回转顶尖13与压板4、定位管套6同轴，定位轴套11与涨块7配合对封头定位。回转顶尖13设有锥柄b。
38.本发明的薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置采用胀套原理，中间设计为可轴向运动的锥管1-1，锥管1-1上套有可径向运动的三个涨块7。各涨块两环形槽中装有拉簧10使涨块始终抱紧锥管1-1。用扳手夹住螺母2保持静止，同时旋转锥管拉杆1使锥管1-1轴向左右移动带动涨块7径向运动，使涨块轴径变大或缩小，从而胀紧或松开筒体与封头焊缝处内壁，起导正胀紧定位或松夹作用。涨块7轴径变大后相邻的两涨块7间出现间隙δ。不仅能手动焊接，亦可实现自动焊接。
39.本发明的薄壁圆筒体与封头环缝对焊方法，包括如下步骤：
40.步骤1、调整薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置：
41.①
先用3个紧定螺钉12把定位轴套11紧固在回转顶尖13上，保证顶尖回转自如，再把回转顶尖13的锥柄b插入设备中定位夹紧。
42.②
把压板4的夹紧部a插入具有夹紧回转的设备中定位夹紧。
43.③
调正薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置，使压板4与定位轴套11同轴。
44.步骤2、装夹：
45.①
把薄壁圆筒体套在紫铜垫8和压板4上，左端面紧贴压板4的定位止口，把封头套装在定位轴套11上。移动回转顶尖13使薄壁圆筒体一端的端面与封头端面紧贴，锁住回转顶尖13，以防止薄壁圆筒体与封头轴向窜动。
46.②
用一扳手夹住螺母2不动，另一扳手夹住锥管拉杆1的扳手加持部1-2逆时针旋转，使锥管拉杆1左移。因定位管套6中定位爪6-1顶住涨块7，使得涨块7不能随锥管拉杆1左移，锥管推动涨块7外移。随着涨块7直径变大，胀紧薄壁圆筒体和封头内壁，使薄壁圆筒体与封头无径向转动。
47.步骤3、焊接：
48.按工艺要求设定好各焊接工艺参数，在薄壁圆筒体与封头圆周焊接搭接处均匀环焊一周，一次成型。
49.步骤4、取件：
50.①
焊好冷却后，用一扳手夹住螺母2不动，另一扳手夹住锥管拉杆1的扳手加持部1-2顺时针旋转，使锥管拉杆1右移。锥管与涨块7配合处直径变小，涨块7在两拉簧10作用下径向内移，与薄壁圆筒体和封头内壁分开。
51.②
回转顶尖13带着定位轴套11背向压板4移动，薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置与封头松开。取下工件，完成整个焊接过程。

技术特征：
1.一种薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置，其特征是：包括锥管拉杆、压板、多个涨块、定位管套、定位轴套及回转顶尖；所述的锥管拉杆的一端固定安装锥管，另一端安装有螺母；所述的定位管套套在锥管拉杆上，所述的压板与定位管套的一端螺接，锥管拉杆上的螺母压紧压板；压板朝向锥管侧设有定位止口；定位管套朝向锥管端设有定位爪；所述的多个涨块沿圆周方向均匀布置在锥管的外侧面上，涨块朝向锥管的面为圆锥面，圆锥面与锥管的外侧面配合，定位爪用于对涨块轴向定位；所述的定位轴套同轴安装在回转顶尖上，回转顶尖与压板、定位管套同轴，定位轴套与涨块配合对封头定位。2.根据权利要求1所述的薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置，其特征是：螺母和压板之间设有垫片；所述的定位管套上还设有止动螺母，止动螺母位于压板背向螺母侧。3.根据权利要求1所述的薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置，其特征是：所述的涨块背向锥管的侧面为圆柱面，涨块背向锥管的侧面上固定安装有紫铜垫。4.根据权利要求1所述的薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置，其特征是：包括三个涨块，三个涨块拼合成环形结构，环形结构的内孔为锥形孔，锥形孔与锥管配合；环形结构的外侧面上设有多道环形凹槽，每个环形凹槽内分别设有一拉簧。5.一种利用权利要求1-4中任一权利要求所述薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置的薄壁圆筒体与封头环缝对焊方法，包括如下步骤：步骤1、调整薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置
①
先把定位轴套紧固在回转顶尖上，保证回转顶尖回转自如，再把回转顶尖的锥柄面插入设备中定位夹紧；
②
把压板置于具有夹紧回转的设备中定位夹紧；
③
调正薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置，使压板与定位轴套同轴；步骤2、装夹
①
把薄壁圆筒体套在涨块和压板上，使得薄壁圆筒体的一端紧贴压板定位止口，把封头套装在定位轴套内；移动回转顶尖使薄壁圆筒体背向压板一端的端面与封头端面紧贴，锁住回转顶尖，以防止薄壁圆筒体与封头轴向窜动；
②
用一扳手夹住螺母不动，另一扳手夹住锥管拉杆旋转，使锥管向着压板移动；推动涨块外移，涨块胀紧薄壁圆筒体和封头内壁，使薄壁圆筒体和封头无径向转动；步骤3、焊接在薄壁圆筒体与封头圆周焊接搭接处均匀环焊一周，一次成型；步骤4、取件
①
焊好冷却后，用一扳手夹住螺母不动，另一扳手夹住锥管拉杆旋转，使锥管拉杆右移，使得涨块与薄壁圆筒体和封头内壁分开；
②
回转顶尖带着定位轴套背向压板移动，使得薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置与封头松开；取下工件。

技术总结
本发明公开了一种薄壁圆筒体与封头环缝对焊装置及方法，装置包括锥管拉杆、压板、多个涨块、定位管套、定位轴套及回转顶尖；锥管拉杆的一端固定安装锥管，另一端安装有螺母；定位管套套在锥管拉杆上，压板与定位管套的一端螺接；压板朝向锥管侧设有定位止口；定位管套朝向锥管端设有定位爪；多个涨块沿圆周方向均匀布置在锥管的外侧面上，涨块朝向锥管的面为圆锥面，圆锥面与锥管的外侧面配合；定位轴套同轴安装在回转顶尖上，回转顶尖与压板、定位管套同轴。本发明结构紧凑、采用胀套原理，其定心性好、定位夹紧可靠。装卸调整方便、可操作性强；本发明使得薄壁件焊接变形小、焊接质量高。焊接质量高。焊接质量高。


技术研发人员：李崇华 秦志刚 廖敏昱 王敏辉 凡永磊
受保护的技术使用者：江南工业集团有限公司
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/8/13