申请/专利权人：浙江工业大学

申请日：2019-06-26

公开（公告）日：2024-03-15

公开（公告）号：CN110303290B

主分类号：B23K37/053

分类号：B23K37/053

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.15#授权;2019.11.01#实质审查的生效;2019.10.08#公开

摘要：本发明属于管件加工设备技术领域，尤其涉及一种用于BOSS头焊接的专用夹具。一种用于BOSS头焊接的专用夹具，适用于BOSS头母管与BOSS头子管之间的焊接，所述夹具包括设于母管上的固定环和设于子管上的四爪卡盘，所述固定环设有两个且分别设于母管与子管焊接点的两侧，所述夹具还包括伸缩杆，该伸缩杆的上端与四爪卡盘连接、且下端与固定环连接，所述伸缩杆上设有六角凸起，通过转动所述六角凸起可改变伸缩杆所受拉力压力的大小。本发明提供了一种可改善BOSS头焊接区域组织变形、改善BOSS头焊接区域应力集中、提高BOSS头焊接区域质量的用于BOSS头焊接的专用夹具。

主权项：1.一种用于BOSS头焊接的专用夹具，适用于BOSS头母管与BOSS头子管之间的焊接，其特征在于：所述夹具包括设于母管上的固定环和设于子管上的四爪卡盘，所述固定环设有两个且分别设于母管与子管焊接点的两侧，所述夹具还包括伸缩杆，该伸缩杆的上端与四爪卡盘连接、且下端与固定环连接，所述伸缩杆上设有六角凸起，通过转动所述六角凸起可改变伸缩杆所受拉力压力的大小；所述四爪卡盘的侧壁设有至少两个第一连接环，所述固定环的侧壁设有至少一个第二连接环，所述伸缩杆的两端分别设有上连接件和下连接件，上连接件与第一连接环相连，下连接件与第二连接环相连；所述伸缩杆还包括上杆、通孔套管和下杆，上杆与通孔套管之间、和下杆与通孔套管之间均通过螺纹连接，通过旋转上杆或和下杆可调节伸缩杆的长度；所述上连接件设于上杆的上端部，所述下连接件设于下杆的下端部；所述四爪卡盘为套设于子管上的圆环形结构，所述四爪卡盘上开设有至少两个滑槽，滑槽的两侧均设有与滑槽长度一致的凸条，所述滑槽内设有与凸条插接的卡齿，该卡齿可于滑槽内移动；所述滑槽内还设有螺栓，所述卡齿的底部有齿结构，卡齿通过所述齿结构与螺栓啮合，通过旋转螺栓可顶压卡齿向四爪卡盘中心移动；所述卡齿靠近四爪卡盘中心的一端为顶角带有一窄平面的尖角结构，所述卡齿远离四爪卡盘中心的一端为平面结构。

全文数据：一种用于BOSS头焊接的专用夹具技术领域本发明属于管件加工设备技术领域，尤其涉及一种用于BOSS头焊接的专用夹具。背景技术焊接是工程建设的一项基本工艺，也是应用非常广泛的一种工程技术，但是焊接区域也常常伴随一些缺陷，一些焊接区域的组织结构也不尽如人意。BOSS头是一种小尺寸支管接头，而BOSS头焊缝是一种安放式支管焊缝结构，它的结构与制造工艺已经较为成熟，广泛应用于核电厂、化工等领域。通常BOSS头焊接的子管较长，BOSS头焊缝的坡口角度较小，焊接区域容易发生变形，导致子管发生倾斜，后续的焊接工作难以进行。甚至容易出现焊缝出现未熔合等缺陷，从而影响焊缝质量。发明内容本发明所要解决的技术问题是提供一种可改善BOSS头焊接区域组织变形、改善BOSS头焊接区域应力集中、提高BOSS头焊接区域质量的用于BOSS头焊接的专用夹具。为此，本发明采用以下技术方案：一种用于BOSS头焊接的专用夹具，适用于BOSS头母管与BOSS头子管之间的焊接，所述夹具包括设于母管上的固定环和设于子管上的四爪卡盘，所述固定环设有两个且分别设于母管与子管焊接点的两侧，所述夹具还包括伸缩杆，该伸缩杆的上端与四爪卡盘连接、且下端与固定环连接，所述伸缩杆上设有六角凸起，通过转动所述六角凸起可改变伸缩杆所受拉力压力的大小。在采用上述技术方案的基础上，本发明还可采用以下进一步的技术方案：所述四爪卡盘的侧壁设有至少两个第一连接环，所述固定环的侧壁设有至少一个第二连接环，所述伸缩杆的两端分别设有上连接件和下连接件，上连接件与第一连接环相连，下连接件与第二连接环相连。所述伸缩杆还包括上杆、通孔套管和下杆，上杆与通孔套管之间、和下杆与通孔套管之间均通过螺纹连接，通过旋转上杆或和下杆可调节伸缩杆的长度；所述上连接件设于上杆的上端部，所述下连接件设于下杆的下端部。所述上杆上还套设有荷载传感器，以检测伸缩杆所受拉力压力的大小。所述四爪卡盘为套设于子管上的圆环形结构，所述四爪卡盘上开设有至少两个滑槽，滑槽的两侧均设有与滑槽长度一致的凸条，所述滑槽内设有与凸条插接的卡齿，该卡齿可于滑槽内移动。所述滑槽内还设有螺栓，所述卡齿的底部有齿结构，卡齿通过所述齿结构与螺栓啮合，通过旋转螺栓可顶压卡齿向四爪卡盘中心移动；所述卡齿靠近四爪卡盘中心的一端为顶角带有一窄平面的尖角结构，所述卡齿远离四爪卡盘中心的一端为平面结构。所述四爪卡盘上还开设有至少四个弧形槽，弧形槽均匀布设于四爪卡盘的上表面。所述四爪卡盘与子管的接触面为粗糙面，所述卡齿与螺栓之间的接触面为粗糙面。所述固定环包括通过内六角螺栓相连的第一固定环片和第二固定环片，所述第一固定环片为半圆环形结构，所述第二固定环片为“Ω”型结构，所述内六角螺栓贯穿第二固定环片的弯折处后插入第一固定环片的端部固定。所述固定环与母管的接触面为粗糙面，所述伸缩杆上的六角凸起的外表面经过耐磨处理。本发明的优点是：该装置可以固定BOSS头，工人们在焊接BOSS头时，无需分心去扶正BOSS头子管。同时，可以改善BOSS头焊接区域组织变形，改善BOSS头焊接区域应力集中，提高BOSS头焊接区域质量，避免出现因子管倾斜导致的焊缝缺陷，进而在一定程度上延长BOSS头的使用寿命。且该装置易于操作，结构简单，节省人力。装置体积小，便于装夹固定拆卸，还可适用于大型不可拆卸的管道焊接。附图说明：图1为本发明一种用于BOSS头焊接的专用夹具的结构示意图。图2为本发明一种用于BOSS头焊接的专用夹具的伸缩杆结构示意图。图3为本发明一种用于BOSS头焊接的专用夹具的四爪卡盘结构示意图。图4为本发明一种用于BOSS头焊接的专用夹具的固定环结构示意图。图5为本发明一种用于BOSS头焊接的专用夹具的卡齿和螺栓啮合结构示意图。其中，母管1，子管2，固定环3，第一固定环片31，第二固定环片32，弯折处321，内六角螺栓33，第二连接环34，四爪卡盘4，滑槽41，螺栓411，凸条42，卡齿43，窄平面44，弧形槽45，第一连接环46，伸缩杆5，上杆51，通孔套管52，下杆53，六角凸起54，上连接件55，下连接件56，荷载传感器57。具体实施方式结合附图，对本发明提供的一种用于BOSS头焊接的专用夹具作进一步说明。实施例一，如图1-4所示，一种用于BOSS头焊接的专用夹具，适用于BOSS头母管1与BOSS头子管2之间的焊接。其中，夹具包括设于母管1上的固定环3、设于子管2上的四爪卡盘4、四个伸缩杆5，固定环3设有两个且分别设于母管1与子管2焊接点的两侧，伸缩杆5的上端与四爪卡盘4连接，伸缩杆5的下端与固定环3连接。固定环3包括通过内六角螺栓33相连的第一固定环片31和第二固定环片32，其中，第一固定环片31为半圆环形结构，第二固定环片32为“Ω”型结构，内六角螺栓33贯穿第二固定环片32的弯折处321后插入第一固定环片31的端部固定。进一步地，固定环3与母管1的接触面为粗糙面。四爪卡盘4为套设于子管2上的圆环形结构，四爪卡盘4上开设有四个滑槽41，滑槽41的两侧均设有与滑槽41长度一致的凸条42，滑槽41内设有与凸条42插接的卡齿43，卡齿43可于滑槽41内移动。进一步地，滑槽41内还设有螺栓411，卡齿43的底部有齿结构，卡齿43通过齿结构与螺栓411啮合，通过旋转螺栓411可顶压卡齿43向四爪卡盘4中心移动。其中，螺栓411为内六角顶丝改制螺栓。进一步地，卡齿43靠近四爪卡盘4中心的一端为顶角带有一窄平面44的尖角结构，卡齿43远离四爪卡盘4中心的一端为平面结构。进一步地，四爪卡盘4上还开设有十二个弧形槽45，弧形槽45均匀布设于四爪卡盘4的上表面。进一步地，四爪卡盘4与子管2的接触面为粗糙面，卡齿43与螺栓之间的接触面为粗糙面。伸缩杆5包括上杆51、通孔套管52和下杆53，通孔套管52上设有六角凸起54，通过转动六角凸起54可改变伸缩杆5所受拉力压力的大小。其中，伸缩杆5上的六角凸起54的外表面经过耐磨处理。进一步地，上杆51与通孔套管52之间、和下杆53与通孔套管52之间均通过螺纹连接，通过旋转上杆51或和下杆53可调节伸缩杆5的长度。进一步地，上杆51上还套设有荷载传感器57，以检测伸缩杆5所受拉力压力的大小。其中，四爪卡盘4的侧壁设有四个第一连接环46，四个第一连接环46间隔相同地设于四爪卡盘4的侧壁。固定环3的侧壁设有两个第二连接环34，两个第二连接环34分别设于第一固定环片31和第二固定环片32的中心位置。伸缩杆5的两端分别设有上连接件55和下连接件56，上连接件55与第一连接环46相连，下连接件56与第二连接环34相连。其中，上连接件55设于上杆51的上端部，下连接件56设于下杆53的下端部。实施例二，一种用于BOSS头焊接的专用夹具，适用于BOSS头母管1与BOSS头子管2之间的焊接。其中，夹具包括设于母管1上的固定环3、设于子管2上的四爪卡盘4、两个伸缩杆5，固定环3设有两个且分别设于母管1与子管2焊接点的两侧，伸缩杆5的上端与四爪卡盘4连接，伸缩杆5的下端与固定环3连接。固定环3包括通过内六角螺栓33相连的第一固定环片31和第二固定环片32，其中，第一固定环片31为半圆环形结构，第二固定环片32为“Ω”型结构，内六角螺栓33贯穿第二固定环片32的弯折处321后插入第一固定环片31的端部固定。进一步地，固定环3与母管1的接触面为粗糙面。四爪卡盘4为套设于子管2上的圆环形结构，四爪卡盘4上开设有两个滑槽41，滑槽41的两侧均设有与滑槽41长度一致的凸条42，滑槽41内设有与凸条42插接的卡齿43，卡齿43可于滑槽41内移动。进一步地，滑槽41内还设有螺栓411，卡齿43的底部有齿结构，卡齿43通过齿结构与螺栓411啮合，通过旋转螺栓411可顶压卡齿43向四爪卡盘4中心移动。其中，螺栓411为内六角顶丝改制螺栓。进一步地，卡齿43靠近四爪卡盘4中心的一端为顶角带有一窄平面44的尖角结构，卡齿43远离四爪卡盘4中心的一端为平面结构。进一步地，四爪卡盘4上还开设有四个弧形槽45，弧形槽45均匀布设于四爪卡盘4的上表面。进一步地，四爪卡盘4与子管2的接触面为粗糙面，卡齿43与螺栓之间的接触面为粗糙面。伸缩杆5包括上杆51、通孔套管52和下杆53，通孔套管52上设有六角凸起54，通过转动六角凸起54可改变伸缩杆5所受拉力压力的大小。其中，伸缩杆5上的六角凸起54的外表面经过耐磨处理。进一步地，上杆51与通孔套管52之间、和下杆53与通孔套管52之间均通过螺纹连接，通过旋转上杆51或和下杆53可调节伸缩杆5的长度。进一步地，上杆51上还套设有荷载传感器57，以检测伸缩杆5所受拉力压力的大小。其中，四爪卡盘4的侧壁设有两个第一连接环46，两个第一连接环46间隔相同设置；固定环3的侧壁设有一个第二连接环34，伸缩杆5的两端分别设有上连接件55和下连接件56，上连接件55与第一连接环46相连，下连接件56与第二连接环34相连。其中，上连接件55设于上杆51的上端部，下连接件56设于下杆53的下端部。本发明具体实施方式的工作原理为：先使用专用卡具固定BOSS头，可通过扳手拧中间有六角凸起的套管，控制伸缩杆的所受拉力或压力的大小，使四个载荷传感器的拉力或压力大小保持相等。在进行BOSS头焊接时，子管受到专用卡具的拉力，可以削弱因为焊接区域变形导致的子管倾斜，可以改善BOSS头焊接区域组织变形，改善BOSS头焊接区域应力集中，提高BOSS头焊接区域质量，从而大大提高了BOSS头的使用寿命。虽然本发明已通过参考优选的实施例进行了图示和描述，但是，本专业普通技术人员应当了解，在权利要求书的范围内，可作形式和细节上的各种各样变化。

权利要求：1.一种用于BOSS头焊接的专用夹具，适用于BOSS头母管与BOSS头子管之间的焊接，其特征在于所述夹具包括设于母管上的固定环和设于子管上的四爪卡盘，所述固定环设有两个且分别设于母管与子管焊接点的两侧，所述夹具还包括伸缩杆，该伸缩杆的上端与四爪卡盘连接、且下端与固定环连接，所述伸缩杆上设有六角凸起，通过转动所述六角凸起可改变伸缩杆所受拉力压力的大小。2.根据权利要求1所述的一种用于BOSS头焊接的专用夹具，其特征在于所述四爪卡盘的侧壁设有至少两个第一连接环，所述固定环的侧壁设有至少一个第二连接环，所述伸缩杆的两端分别设有上连接件和下连接件，上连接件与第一连接环相连，下连接件与第二连接环相连。3.根据权利要求2所述的一种用于BOSS头焊接的专用夹具，其特征在于所述伸缩杆还包括上杆、通孔套管和下杆，上杆与通孔套管之间、和下杆与通孔套管之间均通过螺纹连接，通过旋转上杆或和下杆可调节伸缩杆的长度；所述上连接件设于上杆的上端部，所述下连接件设于下杆的下端部。4.根据权利要求3所述的一种用于BOSS头焊接的专用夹具，其特征在于所述上杆上还套设有荷载传感器，以检测伸缩杆所受拉力压力的大小。5.根据权利要求1所述的一种用于BOSS头焊接的专用夹具，其特征在于所述四爪卡盘为套设于子管上的圆环形结构，所述四爪卡盘上开设有至少两个滑槽，滑槽的两侧均设有与滑槽长度一致的凸条，所述滑槽内设有与凸条插接的卡齿，该卡齿可于滑槽内移动。6.根据权利要求5所述的一种用于BOSS头焊接的专用夹具，其特征在于所述滑槽内还设有螺栓，所述卡齿的底部有齿结构，卡齿通过所述齿结构与螺栓啮合，通过旋转螺栓可顶压卡齿向四爪卡盘中心移动；所述卡齿靠近四爪卡盘中心的一端为顶角带有一窄平面的尖角结构，所述卡齿远离四爪卡盘中心的一端为平面结构。7.根据权利要求6所述的一种用于BOSS头焊接的专用夹具，其特征在于所述四爪卡盘上还开设有至少四个弧形槽，弧形槽均匀布设于四爪卡盘的上表面。8.根据权利要求6所述的一种用于BOSS头焊接的专用夹具，其特征在于所述四爪卡盘与子管的接触面为粗糙面，所述卡齿与螺栓之间的接触面为粗糙面。9.根据权利要求1所述的一种用于BOSS头焊接的专用夹具，其特征在于所述固定环包括通过内六角螺栓相连的第一固定环片和第二固定环片，所述第一固定环片为半圆环形结构，所述第二固定环片为“Ω”型结构，所述内六角螺栓贯穿第二固定环片的弯折处后插入第一固定环片的端部固定。10.根据权利要求9所述的一种用于BOSS头焊接的专用夹具，其特征在于所述固定环与母管的接触面为粗糙面，所述伸缩杆上的六角凸起的外表面经过耐磨处理。

百度查询： 浙江工业大学 一种用于BOSS头焊接的专用夹具

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