CN115945828A - 一种管材焊接焊缝的应力消除装置及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种管材焊接焊缝的应力消除装置及使用方法，弧形架对称设有两组，两组弧形架之间通过连接机构对称设有弧形连接块，弧形架中部通过转动轴机构设有伸缩柱，伸缩柱内通过适应性调节机构设有移动方块，移动方块与转动轴机构固定连接，伸缩柱前端对称设有驱动滚轮并通过通过驱动马达驱动，弧形连接块上通过转动调节机构设有应力消除头；本发明通过可调节的环形整体配合适应性调节的伸缩柱端部的驱动滚轮，使得装置可根据不同大小的管道调节，并通过可调节的应力消除头对焊缝自动转动消除应力，无需人工操作，省时省力，同时可根据管道焊缝位于管道内还是管道外自由调节，使得管道内部焊缝应力消除更加方便，通用性大大增加。

Description

一种管材焊接焊缝的应力消除装置及使用方法

技术领域

本发明涉及管道焊缝应力消除技术领域，尤其涉及一种管材焊接焊缝的应力消除装置及使用方法。

背景技术

在工件的铸造、焊接、锻造、机械加工等制造过程中，工件内部会产生残余应力，残余应力的存在必然会导致工件变形、开裂，严重影响了工件的尺寸稳定性，降低工件的疲劳寿命。特别是对于管材的焊接操作时，残余应力都集中在焊缝附近，当焊接残余应力与承载的工作应力叠加，其数值超过材料的屈服极限时，工件就会在焊缝附近产生断裂现象。现有技术之中为了减少应力对管材焊缝处的破坏，在机械加工的过程中会使用到应力消除设备对焊缝处进行处理操作。

现有技术的应力消除设备在使用时大多是通过人工操作完成的，操作人员手持设备对着焊缝处一点点的进行处理操作，操作十分的不便，劳动强度大；并且在机械加工时管材的直径大小不一，对于一些直径较大或者较小的管材来说，人工操作起来十分的不便，极易出现应力消除不彻底的情况，从而降低管材的使用质量，因此，本发明提出一种管材焊接焊缝的应力消除装置及使用方法以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提出一种管材焊接焊缝的应力消除装置及使用方法，该管材焊接焊缝的应力消除装置通过可调节的环形整体配合适应性调节的伸缩柱端部的驱动滚轮，使得装置可根据不同大小的管道调节，使其贴在管道上自动转动，并通过可调节的应力消除头对焊缝自动消除应力，无需人工操作，省时省力；同时可根据管道焊缝位于管道内还是管道外自由调节，使得管道内部焊缝应力消除更加方便，通用性大大增加。

为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种管材焊接焊缝的应力消除装置，包括弧形架、连接机构、弧形连接块、转动驱动机构、转动调节机构和应力消除头，所述弧形架对称设有两组，两组所述弧形架之间通过连接机构对称设有弧形连接块，两组弧形连接块与两组弧形架拼接形成可调节的整圆结构，所述转动驱动机构包括转动轴机构、伸缩柱、适应性调节机构、移动方块、驱动滚轮和驱动马达，所述弧形架中部端口设计且通过转动轴机构转动设有伸缩柱，所述伸缩柱内通过适应性调节机构滑动设有移动方块，所述移动方块与转动轴机构固定连接，所述伸缩柱前端对称转轴转动设有驱动滚轮，驱动滚轮对称设有多组且驱动滚轮上包裹有防滑胶层，所述伸缩柱外侧固定设有驱动马达，所述驱动马达输出端贯穿伸缩柱内侧通过转轴皮带与驱动滚轮带传动，所述弧形连接块上通过转动调节机构固定设有应力消除头，应力消除头对称设有两组。

进一步改进在于：所述连接机构包括弧形收缩槽、锁定孔和锁紧螺栓，所述弧形架两端的端面内对称设有弧形收缩槽，所述弧形连接块两端伸入两组弧形架同侧的弧形收缩槽中与弧形收缩槽滑动伸缩适配，所述弧形连接块外侧面分布有锁定孔，锁定孔对称设有多组，所述弧形架外侧设有锁紧螺栓，锁紧螺栓贯穿弧形收缩槽外侧面的弧形架螺纹连接设置。

进一步改进在于：所述锁紧螺栓与锁定孔定位适配，所述弧形收缩槽内侧设有导向槽，导向槽设置在弧形收缩槽与弧形连接块内侧对接面，所述弧形连接块内侧面一端固定设有导向限位块，所述导向限位块伸入导向槽与导向槽滑动限位适配。

进一步改进在于：所述转动轴机构包括转动槽、转动柱、转动方头和弹性金属限位片，所述弧形架中部断开设计且断面内设有转动槽，所述转动槽之间通过转动柱连接，所述转动柱内侧端设有转动方头，转动方头与转动柱固定连接，所述转动槽内侧壁对称设有弹性金属限位片，转动槽呈圆形设置，弹性金属限位片嵌设在转动槽内侧环形面上且端部均留有位移空间，弹性金属限位片对称设有四组分别对应转动方头的四边，所述弹性金属限位片与转动方头侧面弹性限位接触设置，所述移动方块两侧与转动柱一体式固定连接。

进一步改进在于：所述适应性调节机构包括贯穿导向槽和压缩弹簧，所述伸缩柱远离驱动滚轮一端内侧设有贯穿导向槽，贯穿导向槽呈两侧开口状且开口小于移动方块宽度，所述移动方块设置在贯穿导向槽内且与其滑动适配，所述移动方块一侧与贯穿导向槽一端内部设有压缩弹簧，压缩弹簧两端分别与贯穿导向槽和移动方块固定连接，所述转动轴机构穿过贯穿导向槽与移动方块固定连接，转动轴机构中两组转动柱与移动方块两侧固定一体式连接且从贯穿导向槽开口伸出与转动槽转动适配。

进一步改进在于：所述转动调节机构包括连接槽、转动连接座、伸缩调节杆和定位机构，所述弧形连接块中部也为断开设计且断面内设有连接槽，所述连接槽之间设有转动连接座，转动连接座两端设有转动连接帽，转动连接座通过两侧的转动连接帽与连接槽适配转动连接，所述转动连接座上设有伸缩调节杆，所述伸缩调节杆伸缩端与应力消除头固定连接，使得应力消除头可以根据需求调节与焊缝接触松紧度，使得应力消除效果可控，应力消除头与转动连接座之间还对称设有导向杆，所述转动连接座与弧形连接块之间设有定位机构。

进一步改进在于：所述定位机构包括收缩槽、圆头定位柱、复位弹簧和定位孔，所述弧形连接块中部断面上连接槽两侧对称设有收缩槽，所述收缩槽内设有圆头定位柱，圆头定位柱位于收缩槽内侧端设有限位帽，外侧端为圆球头状，所述圆头定位柱尾端限位帽与收缩槽之间连接有复位弹簧，复位弹簧两端与限位帽和收缩槽底端固定连接，所述转动连接座两侧对称设有定位孔，转动连接座单侧以转动连接帽为中心对称设有两组，所述圆头定位柱端部与定位孔定位适配。

一种管材焊接焊缝的应力消除装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、根据管道需要消除应力的焊缝位于管道内外侧，转动伸缩柱，调节驱动滚轮的方向，同时调节转动连接座调整应力消除头的方向与驱动滚轮朝向一致，然后松开锁紧螺栓根据管道直径将整体环型调节至合适大小后拧紧锁紧螺栓；

步骤二、然后将伸缩柱压缩，置于管道内或套在管道外使驱动滚轮正对焊缝处，然后松开伸缩柱使驱动滚轮与管道表面接触，然后根据应力消除需求启动伸缩调节杆控制应力消除头与焊缝贴近或接触；

步骤三、随后接通外部电源启动驱动马达，同时启动应力消除头；

步骤四、通过驱动马达的皮带传动带动驱动滚轮围绕管道转动，使得整个装置套在管道外侧或卡在管道内部转动，带动应力消除头对焊缝处进行应力消除。

本发明的有益效果为：本发明通过可调节的环形整体配合适应性调节的伸缩柱端部的驱动滚轮，使得装置可根据不同大小的管道调节，使其贴在管道上自动转动，并通过可调节的应力消除头对焊缝自动消除应力，无需人工操作，省时省力且适用范围广；

通过转动设置的伸缩柱和可转动调节的应力消除头可根据管道焊缝位于管道内还是管道外自由调节，使得管道内部焊缝应力消除更加方便，通用性大大增加。

附图说明

图1为本发明实施例1立体图。

图2为本发明实施例1俯视剖视图。

图3为本发明实施例1侧视剖视图。

图4为本发明实施例1转动槽内部截面图。

图5为本发明实施例1的A处放大图。

图6为本发明实施例1的B处放大图。

图7为本发明实施例1的C处放大图。

图8为本发明实施例2使用方法流程图。

其中：1、弧形架；2、弧形连接块；3、应力消除头；4、伸缩柱；5、移动方块；6、驱动滚轮；7、驱动马达；8、弧形收缩槽；9、锁定孔；10、锁紧螺栓；11、导向槽；12、导向限位块；13、转动槽；14、转动柱；15、转动方头；16、弹性金属限位片；17、贯穿导向槽；18、压缩弹簧；19、连接槽；20、转动连接座；21、伸缩调节杆；22、收缩槽；23、圆头定位柱；24、复位弹簧；25、定位孔。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

实施例1

根据图1-7所示，本实施例提供了一种管材焊接焊缝的应力消除装置，包括弧形架1、连接机构、弧形连接块2、转动驱动机构、转动调节机构和应力消除头3，弧形架1对称设有两组，两组弧形架1之间通过连接机构对称设有弧形连接块2，两组弧形连接块与两组弧形架拼接形成可调节的整圆结构，转动驱动机构包括转动轴机构、伸缩柱4、适应性调节机构、移动方块5、驱动滚轮6和驱动马达7，弧形架1中部端口设计且通过转动轴机构转动设有伸缩柱4，伸缩柱4内通过适应性调节机构滑动设有移动方块5，移动方块5与转动轴机构固定连接，伸缩柱4前端对称转轴转动设有驱动滚轮6，驱动滚轮对称设有多组且驱动滚轮上包裹有防滑胶层，伸缩柱4外侧固定设有驱动马达7，驱动马达7输出端贯穿伸缩柱内侧通过转轴皮带与驱动滚轮6带传动，弧形连接块2上通过转动调节机构固定设有应力消除头3，应力消除头对称设有两组。

连接机构包括弧形收缩槽8、锁定孔9和锁紧螺栓10，弧形架1两端的端面内对称设有弧形收缩槽8，弧形连接块2两端伸入两组弧形架1同侧的弧形收缩槽8中与弧形收缩槽滑动伸缩适配，弧形连接块2外侧面分布有锁定孔9，锁定孔对称设有多组，弧形架1外侧设有锁紧螺栓10，锁紧螺栓贯穿弧形收缩槽外侧面的弧形架螺纹连接设置。

锁紧螺栓10与锁定孔9定位适配，弧形收缩槽8内侧设有导向槽11，导向槽设置在弧形收缩槽与弧形连接块内侧对接面，弧形连接块2内侧面一端固定设有导向限位块12，导向限位块12伸入导向槽与导向槽11滑动限位适配。

转动轴机构包括转动槽13、转动柱14、转动方头15和弹性金属限位片16，弧形架1中部断开设计且断面内设有转动槽13，转动槽13之间通过转动柱14连接，转动柱14内侧端设有转动方头15，转动方头与转动柱固定连接，转动槽13内侧壁对称设有弹性金属限位片16，转动槽呈圆形设置，弹性金属限位片嵌设在转动槽内侧环形面上且端部均留有位移空间，弹性金属限位片对称设有四组分别对应转动方头的四边，弹性金属限位片16与转动方头15侧面弹性限位接触设置，移动方块5两侧与转动柱14一体式固定连接。

适应性调节机构包括贯穿导向槽17和压缩弹簧18，伸缩柱4远离驱动滚轮6一端内侧设有贯穿导向槽17，贯穿导向槽呈两侧开口状且开口小于移动方块宽度，移动方块5设置在贯穿导向槽17内且与其滑动适配，移动方块5一侧与贯穿导向槽17一端内部设有压缩弹簧18，压缩弹簧两端分别与贯穿导向槽和移动方块固定连接，转动轴机构穿过贯穿导向槽17与移动方块5固定连接，转动轴机构中两组转动柱与移动方块两侧固定一体式连接且从贯穿导向槽开口伸出与转动槽转动适配。

转动调节机构包括连接槽19、转动连接座20、伸缩调节杆21和定位机构，弧形连接块2中部也为断开设计且断面内设有连接槽19，连接槽19之间设有转动连接座20，转动连接座两端设有转动连接帽，转动连接座通过两侧的转动连接帽与连接槽适配转动连接，转动连接座20上设有伸缩调节杆21，伸缩调节杆21伸缩端与应力消除头3固定连接，使得应力消除头可以根据需求调节与焊缝接触松紧度，使得应力消除效果可控，应力消除头与转动连接座之间还对称设有导向杆，转动连接座20与弧形连接块2之间设有定位机构。

定位机构包括收缩槽22、圆头定位柱23、复位弹簧24和定位孔25，弧形连接块2中部断面上连接槽两侧对称设有收缩槽22，收缩槽22内设有圆头定位柱23，圆头定位柱位于收缩槽内侧端设有限位帽，外侧端为圆球头状，圆头定位柱23尾端限位帽与收缩槽22之间连接有复位弹簧24，复位弹簧两端与限位帽和收缩槽底端固定连接，转动连接座20两侧对称设有定位孔25，转动连接座单侧以转动连接帽为中心对称设有两组，圆头定位柱23端部与定位孔25定位适配。

实施例2

根据图8所示，本实施例提供了一种管材焊接焊缝的应力消除装置的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、根据管道需要消除应力的焊缝位于管道内外侧，转动伸缩柱4，调节驱动滚轮6的方向，当管道外侧焊缝消应力时，将驱动滚轮朝向环形整体内侧；当管槽内侧焊缝消应力时将驱动滚轮朝向环形整体外侧；同时调节转动连接座20调整应力消除头3的方向与驱动滚轮6朝向一致，然后松开锁紧螺栓10根据管道直径将整体环型调节至合适大小后拧紧锁紧螺栓10，使其与锁定孔适配锁紧；

步骤二、然后将伸缩柱4压缩，此时移动方块在贯穿导向槽中移动压缩弹簧被压缩，然后将装置置于管道内或套在管道外使驱动滚轮6和应力消除头正对焊缝处，然后松开伸缩柱4，压缩弹簧复位将伸缩柱推出，使驱动滚轮6端与管道内侧或外侧表面接触，然后根据应力消除需求启动伸缩调节杆21控制应力消除头3与焊缝贴近或接触，调节应力消除头与焊缝贴紧程度控制应力消除；

步骤三、随后接通外部电源启动驱动马达7，同时启动应力消除头3；

步骤四、通过驱动马达7的皮带和转轴传动带动多组驱动滚轮6围绕管道转动，使得整个装置套在管道外侧或卡在管道内部转动，带动应力消除头3对焊缝处进行应力消除。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种管材焊接焊缝的应力消除装置，其特征在于：包括弧形架(1)、连接机构、弧形连接块(2)、转动驱动机构、转动调节机构和应力消除头(3)，所述弧形架(1)对称设有两组，两组所述弧形架(1)之间通过连接机构对称设有弧形连接块(2)，所述转动驱动机构包括转动轴机构、伸缩柱(4)、适应性调节机构、移动方块(5)、驱动滚轮(6)和驱动马达(7)，所述弧形架(1)中部通过转动轴机构设有伸缩柱(4)，所述伸缩柱(4)内通过适应性调节机构设有移动方块(5)，所述移动方块(5)与转动轴机构固定连接，所述伸缩柱(4)前端对称设有驱动滚轮(6)，所述伸缩柱(4)外侧设有驱动马达(7)，所述驱动马达(7)与驱动滚轮(6)带传动，所述弧形连接块(2)上通过转动调节机构设有应力消除头(3)。

2.根据权利要求1所述的一种管材焊接焊缝的应力消除装置，其特征在于：所述连接机构包括弧形收缩槽(8)、锁定孔(9)和锁紧螺栓(10)，所述弧形架(1)两端对称设有弧形收缩槽(8)，所述弧形连接块(2)两端伸入两组所述弧形架(1)同侧的弧形收缩槽(8)中，所述弧形连接块(2)外侧面分布有锁定孔(9)，所述弧形架(1)外侧设有锁紧螺栓(10)。

3.根据权利要求2所述的一种管材焊接焊缝的应力消除装置，其特征在于：所述锁紧螺栓(10)与锁定孔(9)适配，所述弧形收缩槽(8)内侧设有导向槽(11)，所述弧形连接块(2)内侧面端部设有导向限位块(12)，所述导向限位块(12)与导向槽(11)滑动限位适配。

4.根据权利要求1所述的一种管材焊接焊缝的应力消除装置，其特征在于：所述转动轴机构包括转动槽(13)、转动柱(14)、转动方头(15)和弹性金属限位片(16)，所述弧形架(1)中部断开设计且断面内设有转动槽(13)，所述转动槽(13)之间通过转动柱(14)连接，所述转动柱(14)内侧端设有转动方头(15)，所述转动槽(13)内侧壁对称设有弹性金属限位片(16)，所述弹性金属限位片(16)与转动方头(15)侧面限位设置，所述移动方块(5)与转动柱(14)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种管材焊接焊缝的应力消除装置，其特征在于：所述适应性调节机构包括贯穿导向槽(17)和压缩弹簧(18)，所述伸缩柱(4)远离驱动滚轮(6)一端内侧设有贯穿导向槽(17)，所述移动方块(5)设置在贯穿导向槽(17)内且与其滑动适配，所述移动方块(5)一侧与贯穿导向槽(17)一端内部设有压缩弹簧(18)，所述转动轴机构穿过贯穿导向槽(17)与移动方块(5)固定连接。

6.根据权利要求1所述的一种管材焊接焊缝的应力消除装置，其特征在于：所述转动调节机构包括连接槽(19)、转动连接座(20)、伸缩调节杆(21)和定位机构，所述弧形连接块(2)中部也为断开设计且断面内设有连接槽(19)，所述连接槽(19)之间设有转动连接座(20)，所述转动连接座(20)上设有伸缩调节杆(21)，所述伸缩调节杆(21)伸缩端与应力消除头(3)固定连接，所述转动连接座(20)与弧形连接块(2)之间设有定位机构。

7.根据权利要求6所述的一种管材焊接焊缝的应力消除装置，其特征在于：所述定位机构包括收缩槽(22)、圆头定位柱(23)、复位弹簧(24)和定位孔(25)，所述弧形连接块(2)中部断面上对称设有收缩槽(22)，所述收缩槽(22)内设有圆头定位柱(23)，所述圆头定位柱(23)尾端与收缩槽(22)之间连接有复位弹簧(24)，所述转动连接座(20)两侧对称设有定位孔(25)，所述圆头定位柱(23)端部与定位孔(25)适配。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种管材焊接焊缝的应力消除装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、根据管道需要消除应力的焊缝位于管道内外侧，转动伸缩柱(4)，调节驱动滚轮(6)的方向，同时调节转动连接座(20)调整应力消除头(3)的方向与驱动滚轮(6)朝向一致，然后松开锁紧螺栓(10)根据管道直径将整体环型调节至合适大小后拧紧锁紧螺栓(10)；

步骤二、然后将伸缩柱(4)压缩，置于管道内或套在管道外使驱动滚轮(6)正对焊缝处，然后松开伸缩柱(4)使驱动滚轮(6)与管道表面接触，然后根据应力消除需求启动伸缩调节杆(21)控制应力消除头(3)与焊缝贴近或接触；

步骤三、随后接通外部电源启动驱动马达(7)，同时启动应力消除头(3)；

步骤四、通过驱动马达(7)的皮带传动带动驱动滚轮(6)围绕管道转动，使得整个装置套在管道外侧或卡在管道内部转动，带动应力消除头(3)对焊缝处进行应力消除。

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