本發(fā)明涉及一種焊接輔助裝置，適用于壓力容器外接管口與筒體自動(dòng)組對、找正、和夾緊，具體的說，涉及一種組對裝置。

背景技術(shù)：

壓力容器外接管口與筒體組對焊接時(shí)，都需要經(jīng)過將零部件按照圖紙要求組合起來，定位焊接后成為整體的過程。該裝配過程一般都會(huì)包含劃線、開口、測量、外接管口的組對找正和定位等工序。其中外接管口組對找正是保證焊接質(zhì)量關(guān)鍵步驟。

現(xiàn)有壓力容器的組對找正，普遍是采用人工找正的方式進(jìn)行的。在人工將外接管口和筒體主體的開口初步找正后，將其點(diǎn)焊在筒體的接口上。但是，對于熔化式焊接，在焊縫及其熱影響區(qū)都存在較大的殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力的存在會(huì)導(dǎo)致焊接構(gòu)件的變形、開裂并降低其承載力。為矯正這種變形，就需要在焊接過程中，人工不斷的反復(fù)測量并計(jì)算出管口與筒體位置關(guān)系。之后，根據(jù)圖紙尺寸要求采用小錘錘擊焊縫的方式矯正管口的位置，以保證外接管口同筒體的相對位置關(guān)系符合設(shè)計(jì)要求。這個(gè)測量、矯正的過程對操作人員的技能要求非常高。而且，即使非常熟練的操作人員的也不能有效保證每一條焊縫的焊接效率及焊接質(zhì)量。

專利號為“201520481137.3”的中國專利提出了一種壓力容器管口與筒體組對裝置。使用該裝置點(diǎn)焊接管時(shí)，由于焊接應(yīng)力巨大、點(diǎn)焊的焊滴大小不均勻、接管與產(chǎn)品間隙大小不一致，導(dǎo)致接管傾斜，支撐架橫梁發(fā)生變形，松開卡具后，接管角度迅速變形。橫梁的長期受力后過度變形使得該裝置的導(dǎo)軌、絲杠、電機(jī)等使用壽命下降。雖可以增加橫梁剛性來避免橫梁過度變形，但無疑會(huì)增加橫梁的尺寸和質(zhì)量，進(jìn)而立柱、底座都需要相應(yīng)的增加尺寸和質(zhì)量，最后配套使用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、導(dǎo)軌、絲杠都有了更高的要求等，增加了設(shè)備成本及加工成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足之處，提供一種組對裝置，該組對裝置將焊接應(yīng)力化解為內(nèi)應(yīng)力，將內(nèi)應(yīng)力平均到該裝置支撐的范圍，改善接管與產(chǎn)品焊接處的局部受力情況；降低組對裝置與橫梁連接處的剛度，降低設(shè)備的設(shè)計(jì)、制作難度，改善設(shè)備工作環(huán)境，延長使用壽命，組對裝置與橫梁連接處的剛度的降低，使得大部分焊接應(yīng)力傳遞時(shí)會(huì)沿著剛度更高的頂桿頂球而傳遞到產(chǎn)品表面，小部分應(yīng)力消耗在低剛度處，具有焊接效率高、焊接質(zhì)量好、加工成本低、結(jié)構(gòu)簡單、使用方便的優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種組對裝置，所述組對裝置包括支撐座，支撐座的端部設(shè)有卡具，卡具用于裝夾接管，實(shí)現(xiàn)接管與筒體的組對。

以下是本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)：

所述支撐座上連接有橫梁，支撐座的剛度低于橫梁的剛度。

進(jìn)一步改進(jìn)：

支撐座包括兩部分組成，兩部分十字交叉；

每一部分包括大頭端和小頭端，大頭端和小頭端之間為中間段，中間段外側(cè)向內(nèi)凹，大頭端的外徑大于小頭端的外徑。

進(jìn)一步的改進(jìn)：

所述卡具的外周設(shè)有頂桿座，頂桿座內(nèi)設(shè)有孔，孔中貫穿有頂桿。

進(jìn)一步改進(jìn)：

所述頂桿外側(cè)端部設(shè)有頂頭，頂頭用以頂靠在筒體表面；

頂桿在孔中可來回移動(dòng)，用以根據(jù)接管的長度，調(diào)節(jié)頂頭外伸出頂桿座的長度。

進(jìn)一步改進(jìn)：

所述頂桿的數(shù)量大于等于3個(gè)。

進(jìn)一步改進(jìn)：

所述頂桿的外表面設(shè)有螺紋，用于與頂桿座內(nèi)的孔相配合，限制頂桿的移動(dòng)。

進(jìn)一步改進(jìn)：

所述支撐座上設(shè)有液壓缸，液壓缸通過連接座與支撐座固定連接；

液壓缸的活塞桿連接有頂桿，頂桿沿活塞桿軸向移動(dòng)，防止其發(fā)生偏移。

進(jìn)一步改進(jìn)：

所述組對裝置連接有調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置包括X軸、Y軸、Z軸、底座和導(dǎo)軌；

Z軸端部與組對裝置連接，Z軸滑動(dòng)設(shè)置在Y軸上，Y軸可以前后移動(dòng)，從而帶動(dòng)組對裝置將接管與筒體表面開孔對接；

Y軸固定在底座上，Z軸可沿Y軸上下移動(dòng)，根據(jù)筒體表面開孔位置調(diào)整接管的高度。

進(jìn)一步改進(jìn)：

所述Y軸固定在底座上，底座位于導(dǎo)軌上，底座可沿導(dǎo)軌滑動(dòng)，調(diào)整組對裝置在X軸方向的位置。

本發(fā)明采用以上技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：采用本發(fā)明的支撐座結(jié)構(gòu)，可有效降低橫梁剛度要求，橫梁僅需滿足支撐要求，有效降低成本；大部分焊接應(yīng)力由支撐座傳遞到頂桿直至頂頭而作用到產(chǎn)品表面，接管、卡具、支撐座、頂桿、頂頭和產(chǎn)品組成一個(gè)整體，通過內(nèi)應(yīng)力的方式抵消焊接應(yīng)力，并把焊接應(yīng)力在組對裝置支撐的范圍內(nèi)平均到產(chǎn)品的表面，進(jìn)而改善接管與產(chǎn)品焊接處的局部受力情況，降低焊接后的接管角度變化，改善設(shè)備的受力變形情況，使用壽命長；焊接效率高，一次組對成功，省去了以前的組對產(chǎn)品在組對后需要人工進(jìn)行矯正接管角度的工作；焊接質(zhì)量好，接管角度能控制在±0.1度內(nèi)；加工成本低，橫梁、立柱、底座等可以大幅度的降低剛度、質(zhì)量，只需滿足支撐組對裝置即可；結(jié)構(gòu)簡單，且支撐架橫梁剛度完全滿足要求；使用方便，頂桿與支撐座配合使得頂桿產(chǎn)生自鎖，只需擰緊頂桿即可，對操作人員的技能要求低；適用范圍廣，可以適應(yīng)弧形、異形等不同產(chǎn)品表面。

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。

附圖說明

附圖1是本發(fā)明實(shí)施例1中組對裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖2是本發(fā)明實(shí)施例1中組對裝置的另一結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖3是本發(fā)明實(shí)施例2中組對裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

附圖4是本發(fā)明實(shí)施例中組對裝置的使用狀態(tài)示意圖；

附圖5是附圖4的俯視圖。

圖中，

1-Y軸，2-Z軸，3-底座，4-導(dǎo)軌，5-組對裝置，51-支撐座，52-頂桿，53-卡具，54-頂頭，55-液壓缸，56-連接座，57-頂桿座，6-接管，7-筒體，8-滾輪架，9-X軸。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1，如圖1和圖2所示，一種組對裝置，組對裝置包括支撐座51，支撐座51包括兩部分組成，兩部分十字交叉，十字交叉部分的其剛度會(huì)低于橫梁部分，即使組對時(shí)不均勻焊接應(yīng)力無法完全由該組對裝置完全抵消，也可以將對Z軸的應(yīng)力引起的形變控制在十字交叉的位置，不會(huì)對Z軸和Y軸的連接機(jī)構(gòu)造成損傷。

每一部分包括大頭端和小頭端，大頭端和小頭端之間為中間段，大頭端外側(cè)向外凸出，中間段外側(cè)向內(nèi)凹，小頭端與中間段連接端的寬度小于小頭端另一端的寬度，大頭端、中間段及小頭端的外側(cè)面平滑過渡，能進(jìn)一步將對Z軸的焊接應(yīng)力引起的形變控制在凹陷的位置。支撐座51的小頭端端部設(shè)有卡具53，卡具53的外周設(shè)有頂桿座57，頂桿座57內(nèi)設(shè)有孔，孔中穿設(shè)有頂桿52。

支撐座51縮頸處橫截面積小，支撐座51上連接有橫梁，支撐座51的剛度低于橫梁的剛度；

支撐座51也可以采用鏤空結(jié)構(gòu)；

支撐座51還可以采用變更材料或其他方式，以實(shí)現(xiàn)支撐座51剛度低于橫梁的剛度。

卡具53可以是卡盤，用以卡緊接管6。

頂桿52外側(cè)端部設(shè)有頂頭54，頂頭54用以頂靠在筒體7表面。

頂桿54在孔中可以來回移動(dòng)，用以根據(jù)接管6的長度，調(diào)節(jié)頂頭54外伸出頂桿座的長度。

頂桿54的數(shù)量大于等于3個(gè)。

頂桿54的外表面設(shè)有螺紋，用于與頂桿座內(nèi)的孔相配合。通過螺紋作用，限制頂桿52的移動(dòng)。

螺紋可優(yōu)選為細(xì)牙螺紋。

如圖4和圖5所示，所述組對裝置連接有調(diào)節(jié)裝置，調(diào)節(jié)裝置包括X軸9、Y軸1、Z軸2、底座3和導(dǎo)軌4。

與支撐座51連接的橫梁為Z軸，Z軸2端部連接與組對裝置5連接，Z軸2滑動(dòng)設(shè)置在Y軸1上，Y軸1可以前后移動(dòng)，從而帶動(dòng)組對裝置5將接管6與筒體7表面開孔對接。

Y軸1固定在底座3上，Z軸2可沿Y軸1上下移動(dòng)，根據(jù)筒體7表面開孔位置調(diào)整接管6的高度。

Y軸1固定在底座3上，底座3位于導(dǎo)軌4上，底座3可沿導(dǎo)軌4滑動(dòng)，調(diào)整組對裝置5在X軸9方向的位置。

壓力容器筒體7置于滾輪架8上，旋轉(zhuǎn)滾輪架8，可以對筒體7軸向位置定位，將開孔位置朝向組對裝置5。

之后，通過調(diào)整Y軸、Z軸、底座，可以實(shí)現(xiàn)組對裝置5與開孔位置的定位。

采用本實(shí)施例中組對裝置的進(jìn)行外接管口與筒體自動(dòng)組對、找正和加緊的工藝步驟為：

1）固定接管。

將接管6裝夾在卡具53上，接管6端部靠緊卡具53。

2）通過調(diào)節(jié)裝置移動(dòng)組對裝置調(diào)整好接管6外伸、角度等重要尺寸。

3）分別擰動(dòng)各個(gè)頂桿52，使其伸出，直至各個(gè)頂頭54和與接管6焊接的筒體7表面相互接觸，并產(chǎn)生一定預(yù)緊力，停止擰動(dòng)頂桿52。

4）接管組對。

至少3個(gè)方向分別點(diǎn)焊接管6與筒體7，焊滴大小不均勻、焊接間隙不一致，使得接管產(chǎn)生傾斜趨勢，該應(yīng)力由接管傳到卡具，由卡具傳到支撐座，由支撐座傳遞到頂桿直至頂頭而作用到產(chǎn)品表面，實(shí)現(xiàn)通過內(nèi)應(yīng)力的方式抵消焊接應(yīng)力，并把焊接應(yīng)力平均到組對裝置支撐在產(chǎn)品位置的表面，改善接管與產(chǎn)品焊接處的局部受力情況，降低焊接后的接管角度變化。

實(shí)施例2，如圖3所示，一種組對裝置，與實(shí)施例1中的相同之處本實(shí)施例中不再贅述，本實(shí)施例中僅對與實(shí)施例1中的不同之處進(jìn)行描述。

支撐座51包括兩部分組成，兩部分十字交叉，每一部分包括大頭端和小頭端，大頭端和小頭端之間為中間段，大頭端外側(cè)為直線段，中間段外側(cè)向內(nèi)凹，小頭端與中間段連接端的寬度小于小頭端另一端的寬度。

支撐座51上設(shè)有液壓機(jī)構(gòu)，液壓機(jī)構(gòu)包括液壓缸55，液壓缸55具有活塞桿。

頂桿52端部與液壓機(jī)構(gòu)的活塞桿連接，液壓缸55通過連接座56與支撐座51固定連接。

頂桿54穿過頂桿座57的孔，使頂桿54沿活塞桿軸向移動(dòng)，防止其發(fā)生偏移。

用液壓缸55代替具體實(shí)施例1中人擰動(dòng)頂桿54，液壓缸55的缸體通過連接座56與支撐座51固定連接，活塞桿與頂桿54固定連接。

如圖4所示，采用本實(shí)施例中組對裝置的進(jìn)行外接管口與筒體自動(dòng)組對、找正和加緊的工藝步驟為：

1）固定接管。

將接管6裝夾在卡具53上，接管6端部靠緊卡具53。

2）通過調(diào)節(jié)裝置移動(dòng)組對裝置5調(diào)整好接管6外伸、角度等重要尺寸。

3）開啟液壓站給三個(gè)液壓缸55輸送壓力，活塞桿伸出，帶動(dòng)頂桿52向前運(yùn)動(dòng)，直至三個(gè)頂頭54和與接管6焊接的筒體7表面相互接觸，產(chǎn)生一定預(yù)緊力，保持壓力不變。

4）接管組對。

四個(gè)方向分別點(diǎn)焊接管6與筒體7，焊滴大小不均勻、焊接間隙不一致，使得接管產(chǎn)生傾斜趨勢，該應(yīng)力由接管傳到卡具，由卡具傳到支撐座，由支撐座傳遞到頂桿直至頂頭而作用到產(chǎn)品表面，實(shí)現(xiàn)通過內(nèi)應(yīng)力的方式抵消焊接應(yīng)力，并把焊接應(yīng)力平均到組對裝置支撐在產(chǎn)品位置的表面，改善接管與產(chǎn)品焊接處的局部受力情況，降低焊接后的接管角度變化。

綜合上述實(shí)施例的說明，當(dāng)可充分了解本發(fā)明的操作、使用及本發(fā)明產(chǎn)生的功效，以上所述為本發(fā)明最佳實(shí)施方式的舉例，并不能以此限定本發(fā)明實(shí)施之范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，任何基于本發(fā)明的技術(shù)啟示而進(jìn)行的等效變換，也在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。