电加热单元与接管对接焊定位工装研发及应用
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【摘要】电加热单元与接管的焊接，对连接件、接管、嵌环的定位精度要求较高。根据产品结构尺寸，设计了焊接用定位工装，完成了电加热单元与接管焊接前的准确定位；本文还阐述了定位工装的定位原理和使用方法。
【关键词】电加热单元；接管；定位工装
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
电厂系统稳压设备下封头上布置了多支电加热单元，电加热单元通过接管与下封头贯穿，电加热单元与接管的焊缝为产品压力边界焊缝。受结构限制，电加热单元与接管焊缝空间狭小返修困难，返修不当易造成电加热单元的损伤，甚至需更换新的电加热单元重新焊接，返修成本高，因此焊接质量决定产品质量。为保证产品焊缝质量，对电加热单元、接管、嵌环的装配、定位精度要求极高，拟设计开发一种接管对接焊用定位工装，来完成电加热单元与接管焊接前的准确定位，实现电加热单元、嵌环、接管三者同轴固定。
１产品结构及焊接要求
电加热单元连接件、接管的连接为不开坡口的小直径管对接接头，对接接头处贯穿了电加热单元，接管与连接件之间预置焊接用等径嵌环，为两侧平齐无定位台阶的缺圆环。连接件外圆柱面短且有内凹槽，可利用卡位非常有限，不足10mm。电加热单元接管、连接件、嵌环三者焊接时要求必须同轴，错变量须控制在0.10mm之内。
2定位工装的设计方案及定位原理
１.底座；２.支撑架；３.压板；４.锁紧螺母；５.挂钩
图１定位工装示意图
根据电加热单元与接管点焊对中要求，研究设计出定位工装，如图1所示。其主体结构自下而上由底座、支撑架、压板、锁紧螺钉、挂钩五部分组成。定位工装各部分结构及功能说明如图1。
底座，为带凸缘U形结构。底座上两处与工件接触处均为圆角结构，避免划伤管子。与工件不接触的最底部开槽，保证有焊接空间能将电加热单元连接件、嵌环、接管点焊固定。两侧凸台分别为前后各两处，一侧两处凸台背面带一定斜度与挂钩配合；另一侧两处凸台设计成开槽结构与支撑架上两处支腿形成铰链接。
支撑架，为两面体框架结构，一面为两侧内凹的平顶结构，一面为两支腿结构。两支腿与底座上相应凸缘处槽铰链接；平顶结构一侧的凸缘部分开槽与挂钩铰链接，位置与底座上带斜度凸台对应。
压板，为U形槽结构。压板宽度远小于底座宽度，其上两处与工件接触处均为圆角结构，同样为避免划伤管子。在中间位置处加工出螺纹孔，与锁紧螺母配合。
锁紧螺钉，为平端压紧式结构。锁紧螺钉将支撑架、压板连接在一起，当拧紧它时，其上抬肩压紧压板，使压板上圆角结构与工件接触，锁紧螺钉端部不与工件接触。
挂钩，为L形机构。挂钩共2支，其一端与支撑架铰链接，另一端与底座上凸缘背侧斜面接触，在锁紧螺钉动作时或紧或松，起到定位或拆卸的功能。
通过以上定位结构，一方面，通过底座上定位面和压板上定位面形成三点定位，将电加热单元连接件、嵌环、接管三件轴线锁定在同一个中心线上，实现了三者的定位，并且通过锁紧螺钉调整接管和连接件的错边，满足焊接对错边的要求；一方面，通过底座上两支腿之间形成焊接空间，同时另一侧两挂钩之间也形成了点焊空间，加上底座底部预先设计的槽，总共在近似120°分布位置形成三处较大的点焊空间，满足焊接要求，同时，工装整体结构小巧，不受其他电加热接管和电加热单元的空间限制。
3工装的使用及应用效果
该定位工装使用时，需将锁紧螺钉松开，打开挂钩，从电加热单元侧面套在已装配的接管和连接件相应的位置，合上挂钩，紧固锁紧螺钉，直到电加热单元连接件、嵌环、接管在轴线不发生移动，检查三者错变量，满足错边要求即可进行点焊固定。
利用上述定位工装对电加热单元的连接件、嵌环、接管进行轴向固定，定位前根据操作空间进行焊枪试装以确定焊枪装卡方位，在保证点焊位置及起弧位置能够满足焊接要求的情况下，再将定位工装紧固，装配后调整连接件和接管对接间隙、错边量满足要求后进行点焊，拆下工装进行管管全自动焊接，保证焊接质量满足产品要求。
目前，定位工装已应用于多台产品的连接件和接管焊接前的定位、固定，其焊接质量全部满足要求。
4结束语
电加热单元与接管焊接定位工装在结构上小巧精致，重量轻，操作方便，通用性强；在制造上取材容易，加工方便，造价低廉。定位工装不仅将电加热单元连接件、嵌环、接管三件连接固定在一起，而且保证了三件同轴要求，有效的保证了电加热单元与接管焊接质量。
【参考文献】
［１］陈焕明．焊接工装设计[M].北京:航空工业出版社,2006.
［２］钟桂强,管―管对接焊品质提升措施的研究[J].焊接技术,2012.