一種圓管焊接用菱形內撐夾具的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及焊接領域。
【背景技術】
[0002]管材零部件的激光焊接廣泛應用于各種領域，管與管的環焊縫焊接，管材外掛件的焊接在國內廣泛應用。目前，管與管的對接焊法，采用的一般是外卡箍裝配，然后取掉外卡箍，再進行環焊焊接。管材外掛件的焊接方法的特點是先點焊，然后直接焊接。這些焊接方法，焊縫內部沒有任何保護，焊縫容易塌陷，產品容易受熱變形，影響焊縫質量。同時，在管的外掛件焊接中，由于管材外掛件分布在不同的位置，各種焊接保護非常不方便，特別是從管材內部背面采取保護措施，更加不便。在管的環焊縫焊接中，由于環焊縫缺少氣保護裝置與支撐裝置，管材焊縫質量不高，熱變形大。
【發明內容】
[0003]本發明的目的在于提供一種圓管焊接用菱形內撐夾具，解決管材焊接內部保護問題，提升焊縫質量，減少熱變形。
[0004]實現上述目的的技術方案是:
[0005]—種圓管焊接用菱形內撐夾具，包括至少一個菱形內撐單元、與所述菱形內撐單元一一對應的推動氣缸、壓緊在圓管兩端的兩個端蓋、主軸以及多個撐緊背吹模塊，其中，
[0006]所述主軸置于圓管中心，并且兩端分別固定于兩個所述端蓋的中心；
[0007]每個所述推動氣缸緊鄰對應的所述菱形內撐單元固設于所述主軸；
[0008]每個所述菱形內撐單元包括定位環、活動環和至少一個菱形支撐架，
[0009]所述定位環固定地套在所述主軸上；
[0010]所述活動環套在所述主軸上，隨著對應所述推動氣缸的推動而沿著所述主軸前后移動；
[0011 ]所述菱形支撐架的一雙對角分別鉸接于所述定位環和所述活動環，另一雙對角分別鉸接于兩個支撐平臺；每個所述支撐平臺固定至少一個所述撐緊背吹模塊。
[0012]根據上述技術方案，本發明主要用于圓筒管外掛件的焊接及圓筒型管與管的環焊縫焊接，通過氣缸控制菱形支撐架撐起/縮回，解決了管材焊接內部保護問題，提升焊縫質量，減少熱變形。同時，通過撐緊背吹模塊作用在外掛件的內壁上，可以給焊接位置一個預撐緊力，減少管材焊接受熱變形和減少漏焊，并且通過對焊后背部吹惰性氣體，起到背吹保護焊縫作用。
[0013]在上述的圓管焊接用菱形內撐夾具中，所述撐緊背吹模塊包括:
[0014]與所述菱形支撐架鉸接的安裝塊；
[0015]多個彈性件；
[0016]通過各所述彈性件固定在所述安裝塊表面的撐緊吹氣塊;以及
[0017]連接所述撐緊吹氣塊和所述安裝塊的多個導向定位銷。通過利用彈性件，起到補償公差作用和消除菱形制造誤差帶來的影響。通過導向定位銷起到導向定位作用。
[0018]在上述的圓管焊接用菱形內撐夾具中，所述撐緊吹氣塊由兩個半塊組成，該兩個半塊之間由多根拉緊彈簧連接，以抵消撐緊吹氣模塊和管壁間的誤差，緊貼管壁。
[0019]在上述的圓管焊接用菱形內撐夾具中，所述撐緊吹氣塊表面沿圓管的圓周方向開有深Imm、寬Imm的多個等間距的槽，以保證背面吹氣的均勻性。
[0020]在上述的圓管焊接用菱形內撐夾具中，所述定位環包括:
[0021 ]固定地套在所述主軸上的壓緊環；
[0022]套在所述主軸上且與所述壓緊環相接的連接環；以及
[0023]沿圓周方向設置于所述連接環且與各所述菱形支撐架鉸接的多個第一鉸接件；
[0024]所述活動環沿圓周方向設置有與各所述菱形支撐架鉸接的多個第二鉸接件。
[0025]在上述的圓管焊接用菱形內撐夾具中，每個所述菱形支撐架由四根鉸接于所述第一鉸接件、第二鉸接件或者支撐平臺的支撐桿組成。
[0026]在上述的圓管焊接用菱形內撐夾具中，所述連接環在每個所述第一鉸接件位置和所述活動環在每個所述第二鉸接件位置均設有橫向調節墊片和豎直調整墊片。通過橫向調整墊片與豎直調整墊片來適當調整菱形，以保證貼緊模塊緊貼圓筒面。
[0027]在上述的圓管焊接用菱形內撐夾具中，各所述菱形內撐單元中的所述菱形支撐架的數量相同并一一對應，各相互對應的所述菱形支撐架位于同一個平面。
[0028]在上述的圓管焊接用菱形內撐夾具中，每個所述撐緊背吹模塊均由一個外部電磁閥單獨控制。可以節省大量的惰性氣體，有效保護焊接外掛件。
【附圖說明】
[0029]圖1是本發明的菱形內撐夾具的結構圖；
[0030]圖2是本發明中支撐平臺同時撐起兩個撐緊背吹模塊時的結構圖；
[0031 ]圖3是本發明中撐緊背吹模塊的結構圖；
[0032]圖4是圖3所示撐緊背吹模塊另一視角的結構圖；
[0033]圖5是本發明中部分定位環的立體結構圖；
[0034]圖6是圖5所示部分定位環的剖面圖；
[0035]圖7是本發明支撐環焊縫的示意圖。
【具體實施方式】
[0036]下面將結合附圖對本發明作進一步說明。
[0037]請參閱圖1，本發明的圓管焊接用菱形內撐夾具，包括至少一個菱形內撐單元1、與菱形內撐單元I一一對應的推動氣缸2、壓緊在圓管100兩端的兩個端蓋3、主軸4以及多個撐緊背吹模塊5。
[0038]主軸4置于圓管100中心，并且主軸4兩端分別固定于兩個端蓋3的中心。
[0039]每個推動氣缸2緊鄰對應的菱形內撐單元I固設在主軸4上。
[0040]每個菱形內撐單元I包括定位環11、活動環12和至少一個菱形支撐架13，以及對應每個菱形支撐架13的兩個支撐平臺14。定位環11固定地套在主軸4上。活動環12套在主軸4上，隨著對應推動氣缸2的推動而沿著主軸4前后移動。菱形支撐架13的一雙對角分別鉸接于定位環11和活動環12，另一雙對角分別鉸接于兩個支撐平臺14。
[0041]定位環11包括壓緊環111、連接環112和多個第一鉸接件113。壓緊環111固定地套在主軸4上。連接環112套在主軸4上且與壓緊環111相接。各第一鉸接件113沿圓周方向設置于連接環112，與各菱形支撐架13相互鉸接。活動環12沿圓周方向設置有與各菱形支撐架13鉸接的多個第二鉸接件121。
[0042]每個菱形支撐架13由四根支撐桿131組成，每個支撐桿131作為一條邊。四根支撐桿131各自鉸接于第一鉸接件113、第二鉸接件121或者支撐平臺14，組成一個菱形。其中鉸接方式是通過鉚釘進行連接。
[0043]每個支撐平臺14固定至少一個撐緊背吹模塊5，具體數量根據實際情況而定。有時，相鄰外掛零件軸向距離很近，由于尺寸的原因，不足夠由兩個菱形內撐單元I撐起，可以用一個支撐平臺14同時撐起兩個撐緊背吹模塊5，如圖2所示。這樣兩個撐緊背吹模塊5能同時保護兩個距離相近的外掛零件的焊接。
[0044]同一圓管100的圓周上，菱形支撐架13數量由撐緊背吹模