壳体结构件的焊接工装及方法

摘要

本发明公开了一种壳体结构件的焊接工装及方法，属于工装领域。壳体结构件包括：壳体、两件面板、以及两件底板，壳体呈半圆筒状，面板呈半圆环状，面板的外弧形边与壳体两侧的弧形边相匹配，两件面板相对称地固定于壳体两侧，底板为U型板，两件底板的开口相对，壳体两端的直边分别焊接在两件底板的横向段上，面板两端的直边分别焊接在两件底板的竖向段上，焊接工装包括：两件底板支撑件、连接杆和壳体支撑件，两件底板支撑件相互平行，两件底板支撑件分别位于连接杆的两端，两件底板支撑件分别与连接杆垂直，壳体支撑件的一端固定于连接杆的中部，壳体支撑件的另一端悬于连接杆的下方，壳体支撑件分别与连接杆、以及两件底板支撑件垂直。

权利要求

1.一种壳体结构件的焊接工装，其特征在于，所述壳体结构件包括：壳体(10)、两件面板(11)、以及两件底板(12)，所述壳体(10)呈半圆筒状，所述面板(11)呈半圆环状，所述面板(11)的外弧形边与所述壳体(10)两侧的弧形边相匹配，两件所述面板(11)相对称地固定于所述壳体(10)两侧，所述底板(12)为U型板，两件所述底板(12)的开口相对，所述壳体(10)两端的直边分别焊接在两件所述底板(12)的横向段上，所述面板(11)两端的直边分别焊接在两件所述底板(12)的竖向段上，所述焊接工装包括：两件底板支撑件(21)、连接杆(22)和壳体支撑件(23)，两件所述底板支撑件(21)相互平行，两件所述底板支撑件(21)分别位于所述连接杆(22)的两端，两件所述底板支撑件(21)分别与所述连接杆(22)垂直，所述壳体支撑件(23)的一端固定于所述连接杆(22)的中部，所述壳体支撑件(23)的另一端悬于所述连接杆(22)的下方，所述壳体支撑件(23)分别与所述连接杆(22)、以及两件所述底板支撑件(21)垂直。

2.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述壳体支撑件(23)的另一端的端部形状与相应的壳体(10)的形状相配合。

3.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述焊接工装还包括面板支撑件(24)，所述壳体支撑件(23)上设有面板安装孔，所述面板支撑件(24)套设在所述面板安装孔内，所述面板支撑件(24)与所述连接杆(22)平行。

4.根据权利要求1所述的焊接工装，其特征在于，所述连接杆(22)上安装有一对吊耳(25)。

5.根据权利要求3所述的焊接工装，其特征在于，所述底板支撑件(21)为槽钢，两件所述底板支撑件(21)的开口相对，所述连接杆(22)的两端分别固定于两件所述底板支撑件(21)的开口内。

6.根据权利要求5所述的焊接工装，其特征在于，所述连接杆(22)为槽钢。

7.根据权利要求5所述的焊接工装，其特征在于，所述面板支撑件(24)为钢管。

8.根据权利要求5所述的焊接工装，其特征在于，所述壳体支撑件(23)为槽钢。

9.根据权利要求1-8任一项所述的焊接工装，其特征在于，所述壳体结构件还包括两件端板(13)，所述端板(13)呈半圆筒状，所述面板(11)的内弧形边与所述端板(13)的弧形边相配合，两件所述端板(13)分别固定于两件所述面板(11)上，所述壳体(10)位于两件所述端板(13)之间，所述端板(13)的两端的直边分别焊接在两件底板(12)的竖向段上。

10.一种壳体结构件的焊接方法，其特征在于，所述方法包括：

提供壳体结构件坯，所述壳体结构件坯包括：壳体、两件面板、以及两件底板，壳体呈半圆筒状，面板呈半圆环状，面板的外弧形边与壳体两侧的弧形边相匹配，两件面板相对称地通过焊点固定于壳体两侧，底板为U型板，两件底板的开口相对，壳体两端的直边分别通过焊点固定在两件底板的横向段上，面板两端的直边分别通过焊点固定在两件底板的竖向段上；

装配壳体结构件坯与焊接工装，所述焊接工装为权利要求1-8任一项所述的壳体结构件的焊接工装；

对壳体结构件坯的目标焊接位置进行焊接，以形成壳体结构件。

说明书

壳体结构件的焊接工装及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及工装领域，特别涉及一种壳体结构件的焊接工装及方法。

背景技术

[0002] 壳体结构件是加工完成的壳体工件，一般具有特定的形状结构。示例性地，一种壳体结构件包括壳体、两件面板、以及两件底板，壳体呈半圆筒状，面板呈半圆环状，面板的外弧形边与壳体两侧的弧形边相匹配，两件面板相对称地固定于壳体两侧，底板为U型板，两件底板的开口相对，壳体两端的直边分别焊接在两件底板的横向段上，面板两端的直边分别焊接在两件底板的竖向段上。

[0003] 壳体与面板的连接处、以及壳体和面板分别与底板的连接处均为焊接。由于壳体、面板和底板均具有一定厚度，并且所有焊缝都要求焊透，在焊接时，造成焊接变形比较大，例如底板的平面度超差。

发明内容

[0004] 本发明实施例提供了一种壳体结构件的焊接工装及方法，能够克服底板的变形，避免底板的平面度变差。所述技术方案如下：

[0005] 一方面，提供了一种壳体结构件的焊接工装，所述壳体结构件包括：壳体、两件面板、以及两件底板，壳体呈半圆筒状，面板呈半圆环状，面板的外弧形边与壳体两侧的弧形边相匹配，两件面板相对称地固定于壳体两侧，底板为U型板，两件底板的开口相对，壳体两端的直边分别焊接在两件底板的横向段上，面板两端的直边分别焊接在两件底板的竖向段上，

[0006] 所述焊接工装包括：两件底板支撑件、连接杆和壳体支撑件，两件所述底板支撑件相互平行，两件所述底板支撑件分别位于所述连接杆的两端，两件所述底板支撑件分别与所述连接杆垂直，所述壳体支撑件的一端固定于所述连接杆的中部，所述壳体支撑件的另一端悬于所述连接杆的下方，所述壳体支撑件分别与所述连接杆、以及两件所述底板支撑件垂直。

[0007] 可选地，所述壳体支撑件的另一端的端部形状与相应的壳体的形状相配合。

[0008] 可选地，所述焊接工装还包括面板支撑件，所述壳体支撑件上设有面板安装孔，所述面板支撑件套设在所述面板安装孔内，所述面板支撑件与所述连接杆平行。

[0009] 可选地，所述连接杆上安装有一对吊耳。

[0010] 可选地，所述底板支撑件为槽钢，两件所述底板支撑件的开口相对，所述连接杆的两端分别固定于两件所述底板支撑件的开口内。

[0011] 可选地，所述连接杆为槽钢。

[0012] 可选地，所述面板支撑件为钢管。

[0013] 可选地，所述壳体支撑件为槽钢。

[0014] 可选地，所述壳体结构件还包括两件端板，所述端板呈半圆筒状，所述面板的内弧形边与所述端板的弧形边相配合，两件所述端板分别固定于两件所述面板上，所述壳体位于两件所述端板之间，所述端板的两端的直边分别焊接在两件底板的竖向段上。

[0015] 另一方面，提供了一种壳体结构件的焊接方法，所述方法包括：

[0016] 提供壳体结构件坯，所述壳体结构件坯包括：壳体、两件面板、以及两件底板，壳体呈半圆筒状，面板呈半圆环状，面板的外弧形边与壳体两侧的弧形边相匹配，两件面板相对称地通过焊点固定于壳体两侧，底板为U型板，两件底板的开口相对，壳体两端的直边分别通过焊点固定在两件底板的横向段上，面板两端的直边分别通过焊点固定在两件底板的竖向段上；

[0017] 装配壳体结构件坯与焊接工装，所述焊接工装为前述壳体结构件的焊接工装；

[0018] 对壳体结构件坯的目标焊接位置进行焊接，以形成壳体结构件。

[0019] 本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过该焊接工装辅助焊接壳体结构件时，两件底板支撑件分别放置在两件底板上，连接杆固定在两件底板支撑件之间，固定在连接杆上的壳体支撑件的另一端与壳体相抵。通过壳体支撑件将底板卡设在底板支撑件和壳体之间，在对壳体结构件中部件之间的连接处进行焊接时，能够克服底板的变形，避免底板的平面度变差。

附图说明

[0020] 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。

[0021] 图1-图3是本发明实施例提供的壳体结构件的三视图；

[0022] 图4是本发明实施例提供的一种壳体结构件的焊接工装的结构示意图；

[0023] 图5是图4的侧向视图；

[0024] 图6和图7是本发明实施例提供的壳体结构件及其焊接工装的装配示意图；

[0025] 图8是本发明实施例提供的一种壳体结构件的焊接方法的流程图。

[0026] 附图中，10壳体、11面板、12底板、13端板、21底板支撑件、22连接杆、23壳体支撑件、24面板支撑件、25吊耳。

具体实施方式

[0027] 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。

[0028] 为便于理解本发明实施例提供的技术方案，首先介绍壳体结构件的一示例性结构。参见图1-图3，该壳体结构件包括壳体10、两件面板11、以及两件底板12。壳体10呈半圆筒状，面板11呈半圆环状，面板11的外弧形边与壳体10两侧的弧形边相匹配，两件面板11相对称地固定于壳体10两侧。底板12为U型板，两件底板12的开口相对，壳体10两端的直边分别焊接在两件底板12的横向段上，面板11两端的直边分别焊接在两件底板12的竖向段上。

[0029] 其中，当壳体10呈半圆筒状时，壳体10两侧为弧形边，壳体10两端为直边。当面板11呈半圆环状时，面板11较长的弧形边为外弧形边，较短的弧形边为内弧形边，面板11两端为直边。当底板12为U型板时，底板12为一横向段、和两条竖向段围合而成。横向段分别与两条竖向段的连接处可以是直角，也可以是圆角。

[0030] 示例性地，参见图1-图3，壳体结构件还包括两件端板13。端板13呈半圆筒状，面板11的内弧形边与端板13的弧形边相配合，两件端板13分别固定于两件面板11，壳体10位于两件端板13之间，端板13的两端的直边分别焊接在两件底板12的竖向段上。

[0031] 当端板13呈半圆筒状时，端板13两侧为弧形边，端板13两端为直边。参见图1，端板13的延伸方向与壳体10的延伸方向一致，端板13两端的直边与底板12的竖向段的端部对齐，端板13两端的直边与面板11两端的直边垂直。

[0032] 壳体10、面板11和底板12均具有一定厚度。示例性地，壳体结构件中，底板12的板厚可以是60mm；端板13的板厚可以是60mm；面板11的板厚可以是60mm；壳体10的板厚可以是60mm。

[0033] 壳体10与面板11的连接处、壳体10和面板11分别与底板12的连接处、端板13与面板11的连接处、以及端板13与底板12的连接处均为焊接，并且所有焊缝都要求焊透。示例性地，端板13与底板12之间开熔透性坡口并焊透；面板11分别与底板12和端板13之间开熔透性坡口并焊透；壳体10分别与底板12和面板11之间开熔透性坡口并焊透；所有焊缝都要求超声波探伤，I级合格。基于一定厚度以及焊缝要求，在焊接该壳体结构件时，造成焊接变形比较大，变形趋势主要包括底板12的平面度超差、以及面板11向壳体10内部收缩量较大。

[0034] 图4示出了本发明实施例提供的一种壳体结构件的焊接工装。图5为图4的侧向视图。参见图4和图5，该焊接工装包括：两件底板支撑件21、连接杆22和壳体支撑件23。两件底板支撑件21相互平行，两件底板支撑件21分别位于连接杆22的两端，两件底板支撑件21分别与连接杆22垂直，壳体支撑件23的一端固定于连接杆22的中部，壳体支撑件23的另一端悬于连接杆22的下方，壳体支撑件23分别与连接杆22、以及两件底板支撑件21垂直。

[0035] 其中，在采用该焊接工装辅助焊接壳体结构件时，两件底板支撑件21分别放置在两件底板12上，连接杆22固定在两件底板支撑件21之间，固定在连接杆22上的壳体支撑件23的另一端与壳体10相抵。通过壳体支撑件23将底板12卡设在底板支撑件21和壳体10之间，在对壳体结构件中部件之间的连接处进行焊接时，能够克服底板12的变形，避免底板12的平面度变差。

[0036] 为了方便壳体支撑件23与壳体10贴合，示例性地，壳体支撑件23的另一端的端部形状与相应的壳体10的形状相配合。当壳体10为半圆筒状时，相应的壳体10的形状为圆弧形状，壳体支撑件23的另一端的端部的形状也为圆弧形状。

[0037] 为了克服面板11的变形，避免面板11向壳体10内部收缩量较大，该焊接工装还包括面板支撑件24。壳体支撑件23上设有面板安装孔，面板支撑件24套设在面板安装孔内，面板支撑件24与连接杆22平行。

[0038] 参见图6，该面板支撑件24的两端用于分别与两件面板11相抵。该面板支撑件24能够保持两件面板11之间的距离不变，在对壳体结构件中部件之间的连接处进行焊接时，能够克服面板11的变形，避免面板11向壳体10内部收缩。

[0039] 示例性地，面板支撑件24为钢管。例如外径为80mm的钢管。

[0040] 面板安装孔的位置需要考虑既能够支撑两侧面板11，减小变形，也要考虑焊接的操作空间，不能影响面板11与端板13、面板11与壳体10之间的焊缝焊接。当面板支撑件24为钢管且外径为80mm时，面板安装孔的内径为80mm，L＝30～40mm。参见图7，L为端板13距离壳体支撑件23最近的位置在壳体支撑件23上的投影点、与面板安装孔的孔中心之间的长度。

[0041] 为了方便在焊接前装配该焊接工装与壳体结构件坯，示例性地，参见图6和图7，连接杆22上安装有一对吊耳25。通过吊耳25能够对该焊接工装进行吊装，从而方便将该焊接工装放置到壳体结构件坯内。

[0042] 示例性地，底板支撑件21为槽钢。两件底板支撑件21的开口相对，连接杆22的两端分别固定于两件底板支撑件21的开口内。

[0043] 示例性地，连接杆22为槽钢。

[0044] 示例性地，壳体支撑件23为槽钢。

[0045] 示例性地，壳体10为板材卷制成形后切割成两半中的一半。

[0046] 图8示出了本发明实施例提供的一种壳体结构件的焊接方法。参见图8，该方法流程包括如下步骤。

[0047] 步骤101、提供壳体结构件坯。

[0048] 其中，壳体结构件坯包括：壳体、两件面板、以及两件底板，壳体呈半圆筒状，面板呈半圆环状，面板的外弧形边与壳体两侧的弧形边相匹配，两件面板相对称地通过焊点固定于壳体两侧，底板为U型板，两件底板的开口相对，壳体两端的直边分别通过焊点固定在两件底板的横向段上，面板两端的直边分别通过焊点固定在两件底板的竖向段上。

[0049] 步骤102、装配壳体结构件坯与焊接工装。

[0050] 其中，焊接工装为图4或图5示出的壳体结构件的焊接工装。

[0051] 步骤103、对壳体结构件坯的目标焊接位置进行焊接，以形成壳体结构件。

[0052] 步骤101中，壳体结构件坯是以点焊的方式按照壳体结构件的形状结构装配得到。通过进一步焊接，壳体结构件坯才能形成壳体结构件。

[0053] 步骤101还包括：将壳体结构件坯开口朝上(参见图6和图7)放置于装配平台上，采用楔形块固定，防止翻转。

[0054] 步骤102包括如下步骤。

[0055] 第一步、起吊焊接工装上的一对吊耳，将焊接工装置于壳体结构件内部，使得底板支撑件搁置在底板上，壳体支撑件的端部与壳体贴合，面板支撑件与面板贴合。

[0056] 第二步、将底板支撑件与底板所有位置焊接在一起，要求焊缝为连续焊缝，焊高8～10mm。其中，除底板支撑件之外，焊接工装中其余零件与壳体结构件不焊接，方便后续拆卸。

[0057] 步骤103中，壳体结构件坯的目标焊接位置包括：面板与底板之间的开熔透性坡口；壳体分别与底板和面板之间的开熔透性坡口。

[0058] 壳体结构件坯的目标焊接位置还包括：端板与底板之间的开熔透性坡口；面板与端板之间的开熔透性坡口。

[0059] 经过试验，焊后对壳体结构件的焊缝进行探伤检查，结果合格；检查底板的平面度≤4mm；面板的收缩量≤4mm，达到设计要求，满足使用条件。

[0060] 其中，在采用该焊接工装辅助焊接壳体结构件时，两件底板支撑件分别放置在两件底板上，连接杆固定在两件底板支撑件之间，固定在连接杆上的壳体支撑件的另一端与壳体相抵。通过壳体支撑件将底板卡设在底板支撑件和壳体之间，在对壳体结构件中部件之间的连接处进行焊接时，能够克服底板的变形，避免底板的平面度变差。

[0061] 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。