焊缝施力装置及利用该装置改善焊缝形态和性能的方法

摘要

本发明公开了一种焊缝施力装置及利用该装置改善焊缝形态和性能的方法，用于焊管加工领域，在埋弧焊过程中，焊缝施力装置中的施力块对仍处于液态或半固态阶段的焊缝施加压力，使液态或半固态焊缝按施力块的表面形状产生塑性变形，产生液态模锻效果，锻压后焊缝内部均匀致密，消除焊缝可能存在的缺陷，提高焊缝中心和热影响区的冲击功，并能控制焊缝的形态，减少焊缝打磨量，本发明很好解决了埋弧焊管的焊缝形态难以控制，焊缝可能出现致命缺陷等问题，可广泛应用于埋弧焊管生产线上。

说明书

技术领域

本发明用于焊管加工领域，特别是涉及一种焊缝施力装置及利用该装置改善焊缝形态和性能的方法。

背景技术

埋弧焊管的两个关键工序是成型和焊接，埋弧焊接的质量对焊管的使用性能和寿命有重要影响。

埋弧焊的焊接过程受多种因素影响，有时不可避免地产生焊接的外观缺陷和内部缺陷，常见的外观缺陷焊缝表面欠光滑，焊缝余高过高，焊缝的熔宽宽窄不一，焊缝咬边等，而内部缺陷有夹渣、气孔、裂纹等，特别是厚壁埋弧焊管。用户对埋弧焊管的焊缝形态及焊缝性能较为关注，特别是需进行防腐处理的焊管，常常需要耗费大量的时间及劳动成本对埋弧焊管的焊缝打磨修整，而且打磨工况条件也十分恶劣。

目前常用方法是通过调整焊接工艺参数，调整焊接工艺参数对焊缝成型和性能有显著影响，但往往难以选择合适的焊接工艺参数，焊接电流、焊接电压、焊接速度等工艺参数和焊缝形态之间是高度非线性关系，难以通过调整焊接工艺参数获得较理想的焊缝形态。

而对于改善焊缝性能，消除可能存在的缺陷，目前还没有一种方法用来消除焊缝可能存在的缺陷。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种消除焊缝缺陷，改善焊缝性能的焊缝施力装置。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种焊缝施力装置，包括支撑臂和位于支撑臂下方的施力块，支撑臂上设有向下按压施力块的施力机构。

进一步作为本发明技术方案的改进，施力机构包括由支撑臂向下伸出的支撑杆和与支撑杆的下端铰接的制动块，制动块的下侧在支撑杆的前方设置施力块，制动块上设有驱动制动块绕与支撑杆的铰接点转动并向下按压施力块的施力件。

进一步作为本发明技术方案的改进，施力件为由制动块的上端连接至支撑臂或支撑杆的液压缸。

进一步作为本发明技术方案的改进，施力块为碾压轮。

本发明还提供了一种利用上述装置改善焊缝形态和性能的方法，包括以下步骤：

A.     根据埋弧焊管的产品要求，选择合适的焊接参数；

B. 移动焊枪进行埋弧焊管焊接，并使用焊缝施力装置的施力块对处于液态或半固态的焊缝进行按压施力；

C.    液态或半固态的焊缝在施力块的压力下成型、凝固，得到理想的焊缝形态。

进一步作为本发明技术方案的改进，焊接为埋弧焊。

本发明的有益效果：在埋弧焊过程中，焊缝施力装置中的施力块对仍处于液态或半固态阶段的焊缝施加压力，使液态或半固态焊缝按施力块的表面形状产生塑性变形，产生液态模锻效果，锻压后焊缝内部均匀致密，消除焊缝可能存在的缺陷，提高焊缝中心和热影响区的冲击功，并能控制焊缝的形态，减少焊缝打磨量，本发明很好解决了埋弧焊管的焊缝形态难以控制，焊缝可能出现致命缺陷等问题。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1是本发明焊缝施力装置结构示意图；

图2是本发明使用状态示意图。

具体实施方式

参照图1、图2，本发明提供了一种焊缝施力装置，包括支撑臂1和位于支撑臂1下方的施力块2，支撑臂1上设有向下按压施力块2的施力机构3。

作为本发明优选的实施例，施力块2优选为碾压轮（当然施力块2也可以采用压块形式），在埋弧焊管6进行内外焊的焊接过程中，焊缝施力装置中的碾压轮对仍处于液态或半固态阶段的焊缝施加压力，使液态或半固态焊缝按碾压轮的表面形状产生塑性变形，产生液态模锻效果，锻压后焊缝内部均匀致密，消除焊缝可能存在的缺陷，提高焊缝中心和热影响区的冲击功，并能控制焊缝的形态，减少焊缝打磨量，本发明很好解决了埋弧焊管的焊缝形态难以控制，焊缝可能出现致命缺陷等问题。

作为本发明优选的实施方式，施力机构3包括由支撑臂1向下伸出的支撑杆31和与支撑杆31的下端铰接的制动块32，制动块32的下侧在支撑杆31的前方设置施力块2，制动块32上设有驱动制动块32绕与支撑杆31的铰接点转动并向下按压施力块2的施力件。

作为本发明优选的实施方式，施力件为由制动块32的上端连接至支撑臂1或支撑杆31的液压缸4。

本实施例的工作原理为：制动块32为一三角形块，液压缸4、碾压轮和与支撑杆31的铰接点位于制动块32的三个角点，液压缸4倾斜设置。当需要通过碾压轮向处于液态或半固态的焊缝碾压施力时，将碾压轮置于焊缝上方，液压缸4伸长，驱动制动块32绕与支撑杆31的铰接点逆时针转动，如此使碾压轮向下运动来压实焊缝。

当然，液压缸4只是本发明的优选实施例，并不能作为本发明的限制，比如在制动块32与支撑杆31的铰接点处设置扭转弹簧，或者将液压缸4替换为由电机驱动的螺纹丝杠。

本发明还提供了一种利用上述装置改善焊缝形态和性能的方法，包括以下步骤：

A.    根据埋弧焊管6的产品要求，选择合适的焊接参数，把焊缝施力装置调整到离焊枪5合适的位置，调整焊缝施力装置对埋弧焊管6焊缝的施力大小；

B. 埋弧焊起弧后，焊缝施力装置与焊枪5熔池处于同一中心线上，并位于焊丝后面，移动焊枪5进行埋弧焊管6焊接，并使用焊缝施力装置的施力块2对处于液态或半固态的焊缝进行按压施力；

C.    液态或半固态的焊缝在施力块2的压力下成型、凝固，得到理想的焊缝形态。液态焊缝将根据焊缝施力装置施力块2的形状产生塑性变形，锻压后焊缝内部均匀致密，消除焊缝可能存在的缺陷，提高焊缝中心和热影响区的冲击功，并能控制焊缝的形态，减少焊缝打磨量。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。