圓管直縫焊接工裝及圓管直縫焊接變形控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于圓管焊接技術領域，具體涉及一種圓管直縫焊接工裝，還涉及一種圓管直縫焊接變形控制方法。
【背景技術】
[0002]直徑φ 60mm?Φ 200mm，壁厚< 2mm的低碳鋼圓管屬于非標型材，實際生產中多米用先將板材卷成圓筒，再采用CO2氣保焊焊接縱縫而成，焊縫一般采用搭接或對接形式。
[0003]目前，國內圓管直縫多采用專機焊接，其焊接工裝一般為一端固定，一端敞開式結構，焊縫位置采用壓板壓緊等方式固定圓管，壓緊裝置多為“U”形分體式結構。在焊接時，由于壓板與圓筒接觸面積小，并且焊接工裝沒有反變形裝置，導致圓筒焊后接頭處易變形，圓管端面成“桃形”，特別是焊接Imm?2mm的薄板件時變形更為嚴重。如何控制焊接變形是直縫焊接工裝設計的難點。
[0004]另外，現(xiàn)有的焊接工裝還存在通用性不強、零件安裝不方便等問題。這些都會直接影響到零件的焊接質量和生產效率。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明所要解決的技術問題是:提供一種圓管直縫焊接工裝，以解決圓管直縫焊接時接口易變形，并且現(xiàn)有焊接工裝生產效率低以及通用性差的技術問題。
[0006]作為同一種技術構思，本發(fā)明所要解決的另一個技術問題是:提供一種圓管直縫焊接變形控制方法。
[0007]為解決上述第一個技術問題，本發(fā)明的技術方案是:圓管直縫焊接工裝，包括機架，所述工裝還包括固定支座和芯軸，所述固定支座設于所述機架上，所述芯軸具有固定部和伸出部，所述固定部固定安裝于所述固定支座上，所述伸出部的上表面固定安裝有兩相對設置的反變形襯板，每所述反變形襯板均沿所述芯軸的軸線方向延伸，兩所述反變形襯板之間設有間隙，每個所述反變形襯板的上表面均為平面，兩個所述反變形襯板與所述芯軸的外表面共同形成用于安裝圓管的襯套，所述襯套的橫截面呈圓缺形;所述機架上還設有由夾緊機構驅動的兩相對設置的壓板，兩所述壓板分別位于所述間隙的兩側且均沿所述芯軸的軸線方向延伸。
[0008]作為一種改進，所述夾緊機構包括:兩根固定軸，兩所述固定軸分別位于所述芯軸的兩側且均沿所述芯軸的軸線方向延伸，每根所述固定軸均安裝在兩相對設置的支撐座上，每個所述支撐座均固定安裝于所述機架上，每根所述固定軸上鉸接有至少一個壓緊爪；兩個連桿，每個所述連桿的一端通過同一鉸接軸鉸接直線驅動裝置，另一端分別通過旋轉軸鉸接相應所述壓緊爪的一端，所述壓緊爪的另一端固定安裝于相應的所述壓板上。
[0009]作為進一步的改進，所述直線驅動裝置為氣缸，所述鉸接軸設置在所述氣缸的活塞桿上。
[0010]作為一種改進，所述壓板為銅質壓板，所述反變形襯板為銅質反變形襯板。
[0011]作為一種改進，兩個所述反變形襯板為一體結構襯板，所述間隙為設置在所述一體結構襯板上的缺口。
[0012]作為一種改進，所述芯軸和兩個所述反變形襯板為一體結構。
[0013]作為一種改進，所述固定支座有兩個，靠近所述伸出部的所述固定支座上具有垂直定位面，所述垂直定位面朝向所述伸出部設置且所述垂直定位面上刻有標尺。
[0014]作為一種改進，所述機架包括焊接臺架和設置在所述焊接臺架上方的工作臺，所述固定支座設置在所述工作臺上。
[0015]為解決上述第二個技術問題，本發(fā)明的技術方案是:圓管直縫焊接變形控制方法，采用上述圓管直縫焊接工裝，包括以下步驟:
[0016](I)將待焊接的圓管裝配到所述襯套上，并將待焊接的圓管的直縫對準所述間隙；
[0017](2)啟動所述夾緊機構帶動兩個所述壓板下行，通過所述壓板將待焊接的圓管壓緊在所述反變形襯板上，使待焊接的圓管的焊接部位產生局部變形，與所述反變形襯板的上表面良好貼合；
[0018](3)焊接；
[0019](4)焊接結束后，通過所述夾緊機構帶動兩個所述壓板上行，松開焊接后的圓管；
[0020](5)取下焊接后的圓管。
[0021 ]采用了上述技術方案后，本發(fā)明的有益效果是:
[0022]由于圓管直縫焊接工裝設計了固定支座、芯軸、兩個反變形襯板、夾緊機構和兩個壓板，兩個所述反變形襯板與所述芯軸的外表面共同形成用于安裝圓管的襯套，所述襯套的橫截面呈圓缺形，因而在使用時，將待焊接的圓管裝配到所述襯套上，并將待焊接的圓管的直縫對準所述間隙，然后啟動所述夾緊機構帶動兩個所述壓板下行，通過所述壓板將待焊接的圓管壓緊在所述反變形襯板上，使待焊接的圓管的焊接部位產生局部變形，與所述反變形襯板的上表面良好貼合，使得壓緊部位由現(xiàn)有的圓弧形變成小平面，保證焊縫成型良好，當焊后松開壓板時，圓管焊接部位恢復圓弧形狀，即利用反變形控制圓管焊后的形狀，可有效控制圓管焊后變形。
[0023]又由于兩所述壓板均沿所述芯軸的軸線方向延伸，因而通過將壓板設計成整體式壓板，壓緊力更強，便于工件產生反變形，同時也保證了焊接過程中焊縫固定不動，焊槍角度容易調節(jié)，焊接時方便觀察焊縫。
[0024]同時通過更換芯軸和兩個反變形襯板，可適應多種規(guī)格工件的焊接要求。
[0025]本發(fā)明提供的圓管直縫焊接工裝及圓管直縫焊接變形控制方法可以有效減小焊接變形，保證圓管的尺寸精度，同時生產效率高，通用性好。
[0026]由于所述夾緊機構包括:兩根固定軸，每根所述固定軸上鉸接有至少一個壓緊爪；兩個連桿，每個所述連桿的一端通過同一鉸接軸鉸接直線驅動裝置，另一端分別通過旋轉軸鉸接相應所述壓緊爪的一端，所述壓緊爪的另一端固定安裝于相應的所述壓板上，在壓緊待焊接的圓管時，通過直線驅動裝置帶動連桿推動旋轉軸轉動，從而使壓緊爪繞固定軸轉動，進而帶動壓板下行，通過壓板將待焊接的圓管壓緊在反變形襯板上;在焊接結束后，再使壓板上行，將焊接后的圓管松開，使得夾緊機構操作方便。
[0027]由于所述直線驅動裝置為氣缸，所述鉸接軸設置在所述氣缸的活塞桿上，采用氣缸作為動力源，結構簡單，成本低。
[0028]由于所述壓板為銅質壓板，所述反變形襯板為銅質反變形襯板，采用銅材制成的壓板和反變形襯板，容易清理焊接飛濺并可對焊縫有一定冷卻作用。
[0029]由于兩個所述反變形襯板為一體結構襯板，或者所述芯軸和兩個所述反變形襯板為一體結構，這樣可以減少零部件的數(shù)量，方便了安裝。
[0030]由于所述固定支座有兩個，靠近所述伸出部的所述固定支座上具有垂直定位面，所述垂直定位面朝向所述伸出部設置且所述垂直定位面上刻有標尺，因而在安裝待焊接的圓管時，可以通過垂直定位面限定圓管的軸向位置，并通過標尺使待焊接的圓管對準焊縫位置，使得待焊接的圓管定位準確。
[0031]由于所述機架包括焊接臺架和工作臺，所述固定支座設置在所述工作臺上，便于操作者取放工件。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明實施例的結構示意圖；
[0033]圖2是圖1的左視圖；
[0034]圖3是圖2中A處局部放大示意圖；
[0035]圖4是本發(fā)明實施例的立體圖；
[0036]圖中:1、機架，11、焊接臺架，12、工作臺，2、固定支座，21、垂直定位面，3、芯軸，31、固定部，32、伸出部，4、反變形襯板，5、間隙，6、夾緊機構，61、固定軸，62、支撐座，63、壓緊爪，64、連桿，65、鉸接軸，66、直線驅動裝置，661、氣缸，67、旋轉軸，7、壓板，8、圓管。
【具體實施方式】
[0037]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0038]如圖1至圖4共同所示，一種圓管直縫焊接工裝，包括機架I，工裝還包括固定支座2和芯軸3，固定支座2設于機架I上，芯軸3具有固定部31和伸出部32，固定部31固定安裝于固定支座2上，在本實施例中，芯軸3水平設置，且為了減輕芯軸的重量，芯軸3采用空心結構，伸出部32的上表面固定安裝有兩相對設置的反變形襯板4，每個反變形襯板4均沿芯軸3的軸線方向延伸，兩個反變形襯板4之間設有間隙5，每個反變形襯板4的上表面均為平面，兩個反變形襯板4與芯軸3的外表面共同形成用于安裝圓管的襯套，襯套的橫截面呈圓缺形，即圓柱沿軸線方向，上表面去掉一部分材料;機架I上還設有由夾緊機構6驅動的兩相對設置的壓板7，兩個壓板7分別位于間隙5的兩側且均沿芯軸3的軸線方向延伸。
[0039]上述夾緊機構6包括:兩根固定軸61，兩根固定軸61分別位于芯軸3的兩側且均沿芯軸3的軸線方向延伸，每根固定軸61均安裝在兩相對設置的支撐座62上，每個支撐座62均固定安裝于機架I上，每根固定軸61上鉸接有至少一