CN110039210B - 圆柱工件限位工装的焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆柱工件限位工装的焊接方法，属于焊接技术领域。该焊接方法包括采用带垫板的单边V型坡口将第一立板组件的立板与底板和竖板焊接；在第一立板组件的两侧沿远离第一立板组件的方向依次焊接多个第二立板组件，每个第二立板组件的立板均采用带垫板的单边V型坡口焊接，由于是按照远离第一立板组件的方向依次焊接多个第二立板组件的，而在焊接每个第二立板组件的立板时，当前正在焊接的第二立板组件的垫板均位于当前正在焊接的第二立板组件的靠近第一立板组件的一侧，这样就可以从当前正在焊接的第二立板组件的远离第一立板组件的一侧进行焊接而不会受到已经焊接的立板的影响，便于将立板焊接到底座上。

Description

圆柱工件限位工装的焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种圆柱工件限位工装的焊接方法。

背景技术

圆柱工件是一种形状较常见的工件，例如管柱等。部分圆柱工件的端部具有法兰，以方便圆柱工件的连接。对于体积较大的圆柱工件，例如直径超过1m的管柱，为了确保安全，在存放时需要通过限位工装对圆柱工件进行限位。

目前有一种限位工装包括底座和多个立板，底座包括垂直连接的底板和竖板，立板同时与底板和竖板连接，竖板上会设置一些螺纹孔。底板处于固定状态，例如可以固定在厂房的底面上。在使用时，圆柱工件的端部的法兰通过螺栓与竖板连接。

由于圆柱工件体积大，重量大，限位工装需要有较高的结构稳定性。因此底板和竖板上会设置较多的立板，立板之间平行间隔分布，而且立板的两侧面上通常还设有多个筋板。这些都会使得相邻立板之间的间隙很小，例如对于竖板高度为2m左右的限位工装，相邻立板之间的间距只有200mm左右，不便于立板与底座之间的焊接。

发明内容

本发明实施例提供了一种圆柱工件限位工装的焊接方法，能够便于立板与底座之间的焊接。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种圆柱工件限位工装的焊接方法，所述限位工装包括底座和多个立板组件，所述底座包括垂直连接的底板和竖板，每个所述立板组件均包括立板和多个筋板，所述多个筋板分布于所述立板的两侧面，所述多个立板组件的立板平行间隔分布，所述立板与所述底板和所述竖板垂直连接，所述焊接方法包括：

采用带垫板的单边V型坡口将第一立板组件的立板与所述底板和所述竖板焊接，所述第一立板组件为沿所述多个立板组件分布的方向，除首尾两个所述立板组件之外的其他立板组件中的任意一个立板组件；

在所述第一立板组件的两侧沿远离所述第一立板组件的方向依次焊接多个第二立板组件，每个所述第二立板组件的立板均采用带垫板的单边V型坡口焊接，且在焊接每个所述第二立板组件的立板时，当前正在焊接的所述第二立板组件的垫板均位于当前正在焊接的所述第二立板组件的靠近所述第一立板组件的一侧，所述第二立板组件为所述多个立板组件中除所述第一立板组件之外的立板组件。

可选地，所述在所述第一立板组件的两侧沿远离所述第一立板组件的方向依次焊接多个第二立板组件，包括：

在所述第一立板组件的两侧交替焊接所述多个第二立板组件。

可选地，所述方法还包括：

在当前正在焊接的所述第二立板组件的立板和与当前正在焊接的所述第二立板组件相邻的立板组件的立板之间点焊刚性支撑件。

可选地，所述方法还包括：

在点焊所述刚性支撑件之前，在所述筋板上切割形成避让所述刚性支撑件的避让缺口。

可选地，所述方法还包括：

在将所有所述立板组件焊接至所述底座上后，拆除所述刚性支撑件。

可选地，所述方法还包括：

在将所述第一立板组件焊接至所述底座之前，根据所述多个立板组件的分布位置要求在所述底板和所述竖板上形成垫板定位线。

可选地，所述方法还包括：

每将一个所述立板组件焊接至所述底座后，对焊缝进行探伤。

可选地，所述方法还包括：

在将所有所述立板组件焊接至所述底座上后，对所述限位工装进行尺寸检测。

可选地，所述垫板与所述底座点焊连接。

可选地，所述带垫板的单边V型坡口的坡口宽度为3mm～4mm。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：通过先采用带垫板的单边V型坡口将第一立板组件的立板与底板和竖板焊接，再在第一立板组件的两侧沿远离第一立板组件的方向依次焊接多个第二立板组件，每个第二立板组件的立板均采用带垫板的单边V型坡口焊接，由于是按照远离第一立板组件的方向依次焊接多个第二立板组件的，而在焊接每个第二立板组件的立板时，当前正在焊接的第二立板组件的垫板均位于当前正在焊接的第二立板组件的靠近第一立板组件的一侧，这样就可以从当前正在焊接的第二立板组件的远离第一立板组件的一侧进行焊接而不会受到已经焊接的立板的影响，便于将立板焊接到底座上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种圆柱工件限位工装的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明实施例提供的一种圆柱工件限位工装的焊接方法的流程图；

图4是本发明实施例提供的一种圆柱工件限位工装的局部结构示意图；

图5是图1中的A-A截面图；

图6是图5中的带垫板的单边V型坡口的放大示意图；

图7是本发明实施例提供的一种底座的局部结构示意图；

图8是本发明实施例提供的焊接过程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种圆柱工件限位工装的结构示意图。图2是图1的俯视图。结合图1和图2，该限位工装包括底座100和多个立板组件200。底座100包括垂直连接的底板11和竖板12。每个立板组件200均包括立板21、多个筋板22。多个立板组件200的立板21平行间隔分布，立板21与底板11和竖板12垂直连接。立板21可以呈直角梯形，立板21的较长的一条底边与底板11连接，立板21的垂直于底边的腰与竖板12连接。多个筋板22分布于立板21的两侧面。立板21的另外两条边还可以连接有盖板23，盖板23与立板21垂直。限位工装为焊接结构件，底板11与竖板12、立板21与底板11、立板11与竖板12、筋板22与立板21、盖板23与立板21均为焊接连接。限位工装的尺寸根据圆柱工件的端部的法兰直径设置，部分限位工装，竖板12的高度可以达到2m以上。

图3是本发明实施例提供的一种圆柱工件限位工装的焊接方法的流程图。如图3所示，该方法包括：

S11：采用带垫板的单边V型坡口将第一立板组件的立板与底板和竖板焊接。

其中，第一立板组件为沿多个立板组件分布的方向，除首尾两个立板组件之外的其他立板组件中的任意一个立板组件。

当限位工装包括奇数个立板组件200时，第一立板组件201可以为在立板组件200的排列方向上位于最中间的一个立板组件200。

图4是本发明实施例提供的一种圆柱工件限位工装的局部结构示意图。如图4所示，该限位工装包括5个立板组件200，其中第一立板组件201可以为在立板组件200的排列方向上的第三个立板组件。

当限位工装包括偶数个立板组件200时，第一立板组件200可以为在立板组件200的排列方向上位于最中间的两个立板组件200中的任意一个立板组件200。

如图4所示，第一立板组件201与竖板12之间进行焊接时，采用的是带垫板的单边V型坡口。坡口设置在立板21的垂直于底边的腰处。

图5是图1中的A-A截面图。图5中省略了部分筋板。如图5所示，第一立板组件201与底板11之间进行焊接时，采用的也是带垫板的单边V型坡口。坡口设置在立板21的较长的底边处。

图6是图5中的带垫板的单边V型坡口的放大示意图。如图6所示，带垫板的单边V型坡口的坡口宽度d可以为3mm～4mm。坡口的宽度d过大，则需要填充较多的金属，导致焊接成本增加，坡口的宽度过小，则焊接时难以熔透，影响焊接质量。

在焊接第一立板组件201时，垫板31可以与底座10点焊连接。其中，立板21的腰处的垫板可以与竖板12点焊连接，立板21的底边处的垫板31可以与底板11点焊连接。采用点焊连接的方式不仅焊接方便，成本低，而且在垫板31设置的位置误差较大时方便拆除重新布置。

在将第一立板组件201焊接到底座10上之后，再在底板11和竖板12上各设置一块垫板31以进行一个第二立板组件202的焊接，在将一个第二立板组件202焊接到底座10上之后，再在底板11和竖板12上各设置一块垫板31进行下一个第二立板组件202的焊接。相比于在焊接多个立板组件200之前将所有的垫板31都设置到底座10上，这样可以避免垫板31对当前正在焊接的立板组件200造成影响，方便焊接。

在将垫板31焊接到底座10上之后，可以在垫板31上画偏移线，以方便控制坡口的宽度。例如在底板上的垫板上，从底板沿垂直于底板的方向偏移3mm的位置画出一条偏移线，这样当立板的底边与偏移线对齐时，立板与底板之间的坡口的宽度就是3mm。竖板上的垫板的偏移线画法与底板上的垫板的偏移线的画法相同。

图7是本发明实施例提供的一种底座的局部结构示意图。如图7所示，在将第一立板组件201焊接至底座10之前，可以根据多个立板组件200的分布位置要求在底板11和竖板12上形成垫板定位线42。垫板定位线42可以采用画线或是划刻的方式形成。通过垫板定位线42可以便于更加准确的设置垫板。

具体地，可以先根据立板21的分布位置要求，在底板11和竖板12上分别画出每块立板21的分布位置线41，再以分布位置线为基础，形成垫板定位线42。每个立板组件200对应两条分布位置线41(底板11和竖板12上各一条)和两条垫板定位线42(底板11和竖板12上各一条)。在底板11和竖板12上，同一立板组件200所对应的分布位置线41和垫板定位线42相互平行，且同一立板组件200所对应的分布位置线41和垫板定位线42之间的间距为立板21的厚度的一半。这样在布置垫板31时，将垫板31与垫板定位线42对齐，确保垫板31布置的位置准确。

图7中，为了示出垫板定位线42，仅示出了垫板31的局部，事实上垫板31沿垫板定位线42的长度与立板21沿分布位置线41的长度相同。

以图2所示的限位工装为例，先根据5块立板21的分布位置要求(例如可以包括立板21之间的间距)在底板11上画出5条平行间隔的分布位置线41。在第一立板组件201所对应的分布位置线41的左侧画出一条垫板定位线42，该垫板定位线42与第一立板组件201所对应的分布位置线41之间的间距为立板21的厚度的一半。竖板12上的分布位置线41和垫板定位线42的画法与在底板11上的画法相同。其他立板组件200的垫板定位线42均位于该立板组件200的分布位置线41的靠近第一立板组件201的分布位置线41一侧。

第一立板组件201可以在步骤S11之前焊接形成，即在步骤S11之前，先将竖板12和底板11焊接，并将筋板22和盖板23焊接到立板21上，相比于将立板21焊接到底座10上之后再焊接筋板22和盖板23，这样可以更加方便限位工装的焊接。

S12：在第一立板组件的两侧沿远离第一立板组件的方向依次焊接多个第二立板组件。

其中，第二立板组件202为多个立板组件200中除第一立板组件201之外的立板组件200。每个第二立板组件202的立板均采用带垫板的单边V型坡口焊接，且在焊接每个第二立板组件202的立板21时，当前正在焊接的第二立板组件202的垫板31均位于当前正在焊接的第二立板组件202的靠近第一立板组件201的一侧。

以图2所示的限位工装为例，第一立板组件的左侧有两个第二立板组件，在焊接时，该两个第二立板组件中较靠近第一立板组件的立板组件先于该两个第二立板组件中的另一个立板组件焊接。由于当前正在焊接的第二立板组件的垫板均位于当前正在焊接的第二立板组件的靠近第一立板组件的一侧，这样就可以从当前正在焊接的第二立板组件的远离第一立板组件的一侧进行焊接，而当前正在焊接的第二立板组件的远离第一立板组件的一侧还没有焊接立板组件，就避免了已经焊接的立板组件对当前正在焊接的立板组件造成干扰，方便立板组件的焊接。

可选地，在步骤S12中，可以在第一立板组件的两侧交替焊接多个第二立板组件。即在第一立板组件的一侧焊接一个第二立板组件后，再在第一立板组件的另一侧焊接一个第二立板组件，如此交替。以图2所示的立板组件为例，4个第二立板组件可以按照A-B-C-D的编号顺序依次焊接，通过交替焊接，可以有利于减小限位工装整体的焊接形变，使限位工装更容易满足设计要求，降低返工率。

图8是本发明实施例提供的焊接过程示意图。如图8所示，在当前正在焊接的第二立板组件202的立板21和与当前正在焊接的第二立板组件202相邻的立板组件200的立板21之间可以点焊刚性支撑件51。由于立板21的尺寸较大，而立板21只有两条边与底座10连接，立板21在焊接时容易晃动，从而影响焊接质量。因此通过设置刚性支撑件51，可以对当前正在焊接的立板21起到支撑的作用，减小立板21的晃动，有利于提高焊接质量。同时由于刚性支撑件51采用点焊，方便拆除。

示例性地，刚性支撑件51可以为钢管，钢管的刚度较大，不容易变形，有利于提高焊接质量。

如图8所示，可以设置多个刚性支撑件51，多个刚性支撑件51间隔分布，通过多个刚性支撑件51对立板21的多个位置提供支撑，可以使立板21更加稳定，有利于进一步提高焊接的质量。

可选地，在点焊刚性支撑件51之前，可以在筋板22上切割形成避让刚性支撑件51的避让缺口。由于立板21的两侧均具有多个筋板22，筋板22可能会影响刚性支撑件51的布置，通过切割筋板22形成避让缺口，可以方便刚性支撑件51的布置，由于只在部分筋板22上形成了避让缺口，对限位工装整体的强度影响较小。

在布置刚性支撑件51时，可以尽量将刚性支撑件51布置在相邻的筋板22之间的间隙中，以避免22筋板对刚性支撑件51造成影响，这样可以减少对筋板22的切割。

在本发明的一种可能的实现方式中，可以在将所有立板组件200焊接至底座10上后，拆除刚性支撑件51。由于立板21的尺寸较大，立板21如果产生晃动会使限位工装整体都产生晃动，从而影响焊接。在将所有的立板组件200都焊接至底座10上之后才拆除刚性支撑件51，可以减小立板21的晃动，有利于焊接的进行。在拆除刚性支撑件51时，可以对刚性支撑件51进行切割，以方便从相邻的立板21之间取出刚性支撑件51。

可选地，每将一个立板组件200焊接至底座10后，还可以对焊缝进行探伤。通过探伤可以确保焊接的强度满足要求，确保限位工装能够满足设计要求。例如可以对焊缝进行超声波探伤，确保焊缝达到Ⅰ级。在确保焊缝合格后，再继续剩余的立板组件200的焊接，如果焊缝不合格，则需要对焊缝进行修补。

可选地，在将所有立板组件200焊接至底座10上后，还可以对限位工装进行尺寸检测。例如检测相邻立板之间的间距等，以确保限位工装的尺寸满足要求。

通过先采用带垫板的单边V型坡口将第一立板组件的立板与底板和竖板焊接，再在第一立板组件的两侧沿远离第一立板组件的方向依次焊接多个第二立板组件，每个第二立板组件的立板均采用带垫板的单边V型坡口焊接，由于是按照远离第一立板组件的方向依次焊接多个第二立板组件的，而在焊接每个第二立板组件的立板时，当前正在焊接的第二立板组件的垫板均位于当前正在焊接的第二立板组件的靠近第一立板组件的一侧，这样就可以从当前正在焊接的第二立板组件的远离第一立板组件的一侧进行焊接而不会受到已经焊接的立板的影响，便于将立板焊接到底座上。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种圆柱工件限位工装的焊接方法，所述限位工装包括底座和多个立板组件，所述底座包括垂直连接的底板和竖板，每个所述立板组件均包括立板和多个筋板，所述多个筋板分布于所述立板的两侧面，所述多个立板组件的立板平行间隔分布，所述立板与所述底板和所述竖板垂直连接，所述立板呈直角梯形，所述立板的较长的一条底边与所述底板连接，所述立板的垂直于底边的腰与所述竖板连接，所述多个筋板分布于所述立板的两侧面且所述筋板均与所述竖板和所述底板连接，所述立板的另外两条边还连接有盖板，所述盖板与所述立板垂直，所述竖板的高度达2m以上，其特征在于，所述焊接方法包括：

将所述竖板和所述底板焊接，并将所述筋板和所述盖板焊接到所述立板上，形成所述立板组件；

采用带垫板的单边V型坡口将第一立板组件的立板与所述底板和所述竖板焊接，所述第一立板组件为沿所述多个立板组件分布的方向，除首尾两个所述立板组件之外的其他立板组件中的任意一个立板组件；

在所述第一立板组件的两侧沿远离所述第一立板组件的方向依次焊接多个第二立板组件，每个所述第二立板组件的立板均采用带垫板的单边V型坡口焊接，且在焊接每个所述第二立板组件的立板时，当前正在焊接的所述第二立板组件的垫板均位于当前正在焊接的所述第二立板组件的靠近所述第一立板组件的一侧，所述第二立板组件为所述多个立板组件中除所述第一立板组件之外的立板组件。

2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述在所述第一立板组件的两侧沿远离所述第一立板组件的方向依次焊接多个第二立板组件，包括：

在所述第一立板组件的两侧交替焊接所述多个第二立板组件。

3.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：

在当前正在焊接的所述第二立板组件的立板和与当前正在焊接的所述第二立板组件相邻的立板组件的立板之间点焊刚性支撑件。

4.根据权利要求3所述的焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：

在点焊所述刚性支撑件之前，在所述筋板上切割形成避让所述刚性支撑件的避让缺口。

5.根据权利要求4所述的焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：

在将所有所述立板组件焊接至所述底座上后，拆除所述刚性支撑件。

6.根据权利要求1~5任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：

在将所述第一立板组件焊接至所述底座之前，根据所述多个立板组件的分布位置要求在所述底板和所述竖板上形成垫板定位线。

7.根据权利要求1~5任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：

每将一个所述立板组件焊接至所述底座后，对焊缝进行探伤。

8.根据权利要求1~5任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述方法还包括：

在将所有所述立板组件焊接至所述底座上后，对所述限位工装进行尺寸检测。

9.根据权利要求1~5任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述垫板与所述底座点焊连接。

10.根据权利要求1~5任一项所述的焊接方法，其特征在于，所述带垫板的单边V型坡口的坡口宽度为3mm~4mm。

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