用于大管径管道焊接的防变形工具式工装的制作方法

本技术属于管道焊接，具体涉及一种用于大管径管道焊接的防变形工具式工装。

背景技术：

1、在大管径煤气管道施工现场对接焊接作业中，受管道自重、对口偏差及焊接热变形等因素影响，易出现对接不齐、中心偏移、焊缝不均匀等问题，直接降低焊接质量，同时对施工安全构成隐患。

2、传统调整方法多依赖吊装设备与人工协同操作，通过千斤顶、拉紧器等常规工具进行粗调，存在明显局限性：一是对中精度低，难以满足高质量焊接的轴心对齐要求；二是调整耗时长，需反复调试，影响施工效率；三是调整后易发生回弹变形，导致前期作业效果失效；四是需多人配合操作，人力成本高且协同难度大；尤其当煤气管道管径超过2米时，传统工装的适配性与调控能力进一步受限，既无法实现管道对接时的快速、精准轴心对中，也难以在焊接过程中有效控制热变形，严重制约大管径煤气管道施工的质量与进度，因此，针对上述问题，有必要进行改进。

技术实现思路

1、本实用新型解决的技术问题：提供一种用于大管径管道焊接的防变形工具式工装，通过在底座中部铰接的v型摇臂的v型区域内设置圆周均布有多个径向调节机构的圆环形主体框架，并由设于底座上的两个支撑短足和液压支撑臂对v型摇臂进行低位支撑和角度调节支撑，实现由圆环形主体框架套装固定的待焊接管道水平状态以及轴心位置的调节，解决了现有大管径煤气管道现场对接焊接中因适配性差、对中精度低、防变形效果弱、操作复杂导致的焊接质量差、施工效率低、人力成本高的问题，实现两段管道的轴心快速精准对中，有效抑制焊接热变形，提升焊接质量与施工效率，结构合理，操作简便，适配性强，降低人力依赖，工安全性高。

2、本实用新型采用的技术方案：用于大管径管道焊接的防变形工具式工装，包括底座和下端铰接于底座中部凹槽内的v型摇臂，所述底座上端面对称固定有分布于v型摇臂两侧并用于对v型摇臂同侧摇臂进行支撑的支撑短足，所述v型摇臂的v型区域内设有与其内侧壁接触并用于与待焊接管道套装的圆环形主体框架，所述底座上设有位于支撑短足外侧并与v型摇臂同侧外壁接触的液压支撑臂，且待焊接管道的水平状态以及轴心位置通过液压支撑臂进行粗调，所述环形主体框架上圆周均布有多个用于微调管道对中位置的径向调节机构。

3、其中，所述圆环形主体框架包括结构相同且对称分布的c形环主体框架一和c形环主体框架二，所述c形环主体框架一和c形环主体框架二两端部对接位置通过快速锁紧装置可拆式固连为一体。

4、进一步地，所述c形环主体框架一包括两个平行设置的c形环，两个所述c形环之间均布有多个与对应侧环内壁固定连接的连接块，且径向调节机构设于连接块上。

5、进一步地，所述快速锁紧装置为锁紧螺栓，所述c形环端部对接连接位置制有连接孔，且快速锁紧装置依次穿过c形环主体框架一和c形环主体框架二中四个c形环对应端对接位置的连接孔与锁紧螺母适配连接。

6、进一步地，所述径向调节机构包括传力丝杆、调节手柄和顶紧块，所述传力丝杆沿圆环形主体框架的径向分布，且圆环形主体框架与v型摇臂接触并使得v型摇臂位于两个螺纹连接于连接块上的两个传力丝杆之间，所述调节手柄固定于传力丝杆的外端部，且顶紧块连接于传力丝杆的内端部，并调节手柄旋转传力丝杆，实现顶紧块将待焊接管道顶紧微调。

7、进一步地，所述顶紧块与待焊接管道接触端的端面上设有防滑垫。

8、进一步地，所述圆环形主体框架顶部居中安装有用于投射基准线的激光对中仪。

9、进一步地，所述液压支撑臂为竖直设置的液压缸，且液压缸的伸缩臂端部安装有与v型摇臂对应侧外壁接触的滑轮。

10、进一步地，所述底座为槽钢焊接而成的h形底座。

11、本实用新型与现有技术相比的优点：

12、 1、本技术方案通过在套装于待焊接管道上的圆环形主体框架上圆周均布多个径向调节机构，在多组径向调节机构同步调节动作下，实现待焊接管道轴心的快速精准对中，满足大管径管道高质量焊接对轴心同轴度微调要求；

13、2、本技术方案圆环形主体框架对管道对接处形成稳定约束的同时，配合 圆环形主体框架与液压支撑臂对管道整体的共同作用下，能有效抵抗焊接过程中因热应力产生的变形；同时，焊接过程中可通过径向调节机构随时微调，避免变形累积，进一步保障焊接质量；

14、3、本技术方案v型摇臂的v字型结构与可伸缩的液压支撑臂配合下，可适应≥2米的不同管径管道，并在液压支撑臂对管道轴心灵活控制下，能克服不平整场地对施工的影响；模块化的圆环形主体框架通过快速锁紧装置实现拆装，便于在多个施工现场周转使用，降低设备投入成本；

15、4、本技术方案整体结构设计简洁，一人即可完成工装组装、管道调节、焊接辅助的主要操作，减少对多人协作的依赖，降低人力成本；顶紧块与管道接触面设置的防滑垫、液压支撑臂的滑轮设计，既保障操作稳定性，又避免设备与管道损伤，提升施工安全性。

1.用于大管径管道焊接的防变形工具式工装，其特征在于：包括底座（1）和下端铰接于底座（1）中部凹槽内的v型摇臂（3），所述底座（1）上端面对称固定有分布于v型摇臂（3）两侧并用于对v型摇臂（3）同侧摇臂进行支撑的支撑短足（2），所述v型摇臂（3）的v型区域内设有与其内侧壁接触并用于与待焊接管道（10）套装的圆环形主体框架，所述底座（1）上设有位于支撑短足（2）外侧并与v型摇臂（3）同侧外壁接触的液压支撑臂（4），且待焊接管道（10）的水平状态以及轴心位置通过液压支撑臂（4）进行粗调，所述环形主体框架上圆周均布有多个用于微调管道对中位置的径向调节机构（8）。

2.根据权利要求1所述的用于大管径管道焊接的防变形工具式工装，其特征在于：所述圆环形主体框架包括结构相同且对称分布的c形环主体框架一（6）和c形环主体框架二（5），所述c形环主体框架一（6）和c形环主体框架二（5）两端部对接位置通过快速锁紧装置（9）可拆式固连为一体。

3.根据权利要求2所述的用于大管径管道焊接的防变形工具式工装，其特征在于：所述c形环主体框架一（6）包括两个平行设置的c形环（6-1），两个所述c形环（6-1）之间均布有多个与对应侧环内壁固定连接的连接块（7），且径向调节机构（8）设于连接块（7）上。

4.根据权利要求3所述的用于大管径管道焊接的防变形工具式工装，其特征在于：所述快速锁紧装置（9）为锁紧螺栓，所述c形环（6-1）端部对接连接位置制有连接孔，且快速锁紧装置（9）依次穿过c形环主体框架一（6）和c形环主体框架二（5）中四个c形环（6-1）对应端对接位置的连接孔与锁紧螺母适配连接。

5.根据权利要求3所述的用于大管径管道焊接的防变形工具式工装，其特征在于：所述径向调节机构（8）包括传力丝杆（8-1）、调节手柄（8-2）和顶紧块（8-3），两个所述传力丝杆（8-1）沿圆环形主体框架的径向分布，且圆环形主体框架与v型摇臂（3）接触并使得v型摇臂（3）位于两个螺纹连接于连接块（7）上的两个传力丝杆（8-1）之间，所述调节手柄（8-2）固定于传力丝杆（8-1）的外端部，且顶紧块（8-3）连接于传力丝杆（8-1）的内端部，并调节手柄（8-2）旋转传力丝杆（8-1），实现顶紧块（8-3）将待焊接管道（10）顶紧微调。

6.根据权利要求5所述的用于大管径管道焊接的防变形工具式工装，其特征在于：所述顶紧块（8-3）与待焊接管道（10）接触端的端面上设有防滑垫。

7.根据权利要求1所述的用于大管径管道焊接的防变形工具式工装，其特征在于：所述圆环形主体框架顶部居中安装有用于投射基准线的激光对中仪。

8.根据权利要求1所述的用于大管径管道焊接的防变形工具式工装，其特征在于：所述液压支撑臂（4）为竖直设置的液压缸，且液压缸的伸缩臂端部安装有与v型摇臂（3）对应侧外壁接触的滑轮。

9.根据权利要求1-8任一项所述的用于大管径管道焊接的防变形工具式工装，其特征在于：所述底座（1）为槽钢焊接而成的h形底座。