電加熱單元與接管對接焊定位工裝研發及應用

于均剛 徐建梅

【摘要】電加熱單元與接管的焊接，對連接件、接管、嵌環的定位精度要求較高。根據產品結構尺寸，設計了焊接用定位工裝，完成了電加熱單元與接管焊接前的準確定位；本文還闡述了定位工裝的定位原理和使用方法。

【關鍵詞】電加熱單元；接管；定位工裝

Research and Application on Positioning Tooling for The Electric Heater Welding to Sleeve

YU Jun-gangXU Ｊian-mei

（Harbin Electric Corporation（QHD） Heavy equipment company limited，Qinhuangdao Hebei，066206，China）

【Abstract】To ensure the welding quality, the assembly precision of connecting piece, sleeve and consumable insert is very strict when welding the electric heater to sleeve. According to the special structure，designed a positioning tooling and completed the exactitude assembly of Electric Heater to sleeve before welding. This article also describe the principle and usage of positioning tooling.

【Key words】Ｔhe electric heater ; Ｓleeve; Ｐositioning tooling

０引言

電廠系統穩壓設備下封頭上布置了多支電加熱單元，電加熱單元通過接管與下封頭貫穿，電加熱單元與接管的焊縫為產品壓力邊界焊縫。受結構限制，電加熱單元與接管焊縫空間狹小返修困難，返修不當易造成電加熱單元的損傷，甚至需更換新的電加熱單元重新焊接，返修成本高，因此焊接質量決定產品質量。為保證產品焊縫質量，對電加熱單元、接管、嵌環的裝配、定位精度要求極高，擬設計開發一種接管對接焊用定位工裝，來完成電加熱單元與接管焊接前的準確定位，實現電加熱單元、嵌環、接管三者同軸固定。

１產品結構及焊接要求

電加熱單元連接件、接管的連接為不開坡口的小直徑管對接接頭，對接接頭處貫穿了電加熱單元，接管與連接件之間預置焊接用等徑嵌環，為兩側平齊無定位臺階的缺圓環。連接件外圓柱面短且有內凹槽，可利用卡位非常有限，不足10mm。電加熱單元接管、連接件、嵌環三者焊接時要求必須同軸，錯變量須控制在0.10mm之內。

2定位工裝的設計方案及定位原理

１.底座；２.支撐架；３.壓板；４.鎖緊螺母；５.掛鉤

圖１定位工裝示意圖

根據電加熱單元與接管點焊對中要求，研究設計出定位工裝，如圖1所示。其主體結構自下而上由底座、支撐架、壓板、鎖緊螺釘、掛鉤五部分組成。定位工裝各部分結構及功能說明如圖1。

底座，為帶凸緣U形結構。底座上兩處與工件接觸處均為圓角結構，避免劃傷管子。與工件不接觸的最底部開槽，保證有焊接空間能將電加熱單元連接件、嵌環、接管點焊固定。兩側凸臺分別為前后各兩處，一側兩處凸臺背面帶一定斜度與掛鉤配合；另一側兩處凸臺設計成開槽結構與支撐架上兩處支腿形成鉸鏈接。

支撐架，為兩面體框架結構，一面為兩側內凹的平頂結構，一面為兩支腿結構。兩支腿與底座上相應凸緣處槽鉸鏈接；平頂結構一側的凸緣部分開槽與掛鉤鉸鏈接，位置與底座上帶斜度凸臺對應。

壓板，為U形槽結構。壓板寬度遠小于底座寬度，其上兩處與工件接觸處均為圓角結構，同樣為避免劃傷管子。在中間位置處加工出螺紋孔，與鎖緊螺母配合。

鎖緊螺釘，為平端壓緊式結構。鎖緊螺釘將支撐架、壓板連接在一起，當擰緊它時，其上抬肩壓緊壓板，使壓板上圓角結構與工件接觸，鎖緊螺釘端部不與工件接觸。

掛鉤，為L形機構。掛鉤共2支，其一端與支撐架鉸鏈接，另一端與底座上凸緣背側斜面接觸，在鎖緊螺釘動作時或緊或松，起到定位或拆卸的功能。

通過以上定位結構，一方面，通過底座上定位面和壓板上定位面形成三點定位，將電加熱單元連接件、嵌環、接管三件軸線鎖定在同一個中心線上，實現了三者的定位，并且通過鎖緊螺釘調整接管和連接件的錯邊，滿足焊接對錯邊的要求；一方面，通過底座上兩支腿之間形成焊接空間，同時另一側兩掛鉤之間也形成了點焊空間，加上底座底部預先設計的槽，總共在近似120°分布位置形成三處較大的點焊空間，滿足焊接要求，同時，工裝整體結構小巧，不受其他電加熱接管和電加熱單元的空間限制。

3工裝的使用及應用效果

該定位工裝使用時，需將鎖緊螺釘松開，打開掛鉤，從電加熱單元側面套在已裝配的接管和連接件相應的位置，合上掛鉤，緊固鎖緊螺釘，直到電加熱單元連接件、嵌環、接管在軸線不發生移動，檢查三者錯變量，滿足錯邊要求即可進行點焊固定。

利用上述定位工裝對電加熱單元的連接件、嵌環、接管進行軸向固定，定位前根據操作空間進行焊槍試裝以確定焊槍裝卡方位，在保證點焊位置及起弧位置能夠滿足焊接要求的情況下，再將定位工裝緊固，裝配后調整連接件和接管對接間隙、錯邊量滿足要求后進行點焊，拆下工裝進行管管全自動焊接，保證焊接質量滿足產品要求。

目前，定位工裝已應用于多臺產品的連接件和接管焊接前的定位、固定，其焊接質量全部滿足要求。

4結束語

電加熱單元與接管焊接定位工裝在結構上小巧精致，重量輕，操作方便，通用性強；在制造上取材容易，加工方便，造價低廉。定位工裝不僅將電加熱單元連接件、嵌環、接管三件連接固定在一起，而且保證了三件同軸要求，有效的保證了電加熱單元與接管焊接質量。

【參考文獻】

［１］陳煥明．焊接工裝設計[M].北京:航空工業出版社,2006.

［２］鐘桂強,管—管對接焊品質提升措施的研究[J].焊接技術,2012.

［責任編輯：張濤］