本發(fā)明屬于高溫高壓蒸汽管道焊接，具體涉及一種p91蒸汽管道焊接定位裝置及焊接方法。

背景技術：

1、p91鋼作為高合金鋼材料，在高溫高壓蒸汽管道中被廣泛應用，以其優(yōu)異的高溫強度和抗氧化性能著稱。焊接p91管道的常見方法包括手工電弧焊(smaw)、鎢極氬弧焊(gtaw)和自動埋弧焊(saw)。手工電弧焊依賴于焊工手持電極進行焊接，適用于小規(guī)模生產和修補工作。鎢極氬弧焊則使用鎢電極和惰性氣體(通常是氬氣)進行保護，以保持焊接過程中的焊縫質量和表面光潔度。自動埋弧焊通過自動化設備，在焊接過程中形成熔池并填充焊絲，適用于大規(guī)模生產和需要高焊接速度的情況。

2、盡管p91蒸汽管道焊接已經應用多年，但當前仍存在如下技術挑戰(zhàn)，其一，現(xiàn)有p91蒸汽管道焊接的自動化程度不足，目前自動化焊接裝置在p91管道焊接中的應用仍較少，大部分焊接仍依賴于人工操作，限制了生產效率和焊接質量的穩(wěn)定性。其二，焊接點位控制難度較大，在焊接過程中，焊接頭通常需要沿著管道坡口周向移動，這增加了操作的復雜性和技術要求，同時也影響了焊接速度和效率的提升。鑒于上述技術挑戰(zhàn)，可見現(xiàn)有技術中亟待設計一種焊接定位裝置及焊接方法，以提高p91蒸汽管道焊接的自動化程度、生產效率和焊接質量的一致性。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就在于為了解決上述問題而提供一種p91蒸汽管道焊接定位裝置及焊接方法。

2、本發(fā)明通過以下技術方案來實現(xiàn)上述目的：

3、一種p91蒸汽管道焊接定位裝置，包括安裝架，所述安裝架兩側轉動設有夾固盤，且夾固盤內周均勻設有夾固件，所述夾固盤用于驅動夾固件徑向運動，以使兩組所述夾固件夾緊兩根所述p91蒸汽管道，所述安裝架中部固設有定位盤，且定位盤內周均勻設有定位件，所述定位盤用于驅動定位件徑向運動，以使一組所述定位件對兩根所述p91蒸汽管道的坡口進行定位，所述安裝架上還設有用于驅動兩個所述夾固盤旋轉的驅動組件。焊接過程中，通過夾固盤配合夾固件對p91蒸汽管道的管身進行夾固，通過定位盤配合定位件定位兩管道的坡口，使兩管道坡口對齊，以便對管道坡口進行多層打底電弧焊和埋弧焊。焊接過程中，通過驅動組件帶動兩夾固盤旋轉，兩夾固盤通過夾固件驅動兩根管道同步旋轉。

4、作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述定位件朝向定位盤軸心的一端設有兩對滾輪。

5、作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述夾固盤包括第一盤體，與第一盤體可拆卸連接的第二盤體，轉動設于第二盤體內側的驅動環(huán)，沿第二盤體周向均勻設置的若干第一齒輪和第一傳動板，設于第一傳動板一側的第二傳動板，貫穿設置在第一傳動板上的桿狀部件，以及用于向驅動環(huán)提供動力的動力部件，所述第一齒輪與第一傳動板一一對應，且第一齒輪嚙合連接于驅動環(huán)與第一傳動板之間，所述第一傳動板沿桿狀部件移動時，帶動第二傳動板沿第二盤體徑向滑動，所述定位盤的構造與夾固盤相同。

6、作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述第二盤體由安裝盤，固設于安裝盤一側內緣的第一側壁，固設于安裝盤一側外緣的第二側壁，以及固設于安裝盤另一側的連接環(huán)組成，所述第二傳動板與第一側壁滑動連接，所述連接環(huán)轉動設于安裝架頂部。

7、作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，若干所述桿狀部件分為一個螺桿和多個光軸，所述動力部件包括第一電機和設于第一電機輸出端與螺桿之間的齒輪組，與螺桿對應的第一傳動板內設有螺紋槽。

8、作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，若干所述桿狀部件均為光軸，所述動力部件是用于帶動驅動環(huán)或其中一個第一齒輪旋轉的動力源。

9、作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述驅動環(huán)內側及第一傳動板上均設有與第一齒輪對應的凸齒，所述第一側壁上設有與第二傳動板對應的槽口，所述安裝盤上設有用于限制第一傳動板轉動的限位件，所述第一傳動板上均勻設置有條形槽，且第二傳動板上設有與條形槽一一對應的條形齒。

10、作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，所述驅動組件包括第二電機，固設于第二電機輸出端的蝸桿，嚙合連接于蝸桿一側的蝸輪，貫穿設置在安裝架上的轉軸，以及固設于轉軸兩端的第二齒輪，兩個夾固盤的連接環(huán)上分別設有與兩個第二齒輪嚙合的齒環(huán)。

11、作為本發(fā)明的進一步優(yōu)化方案，其中一個所述夾固件為測壓結構，且測壓結構包括固設于第二傳動板一側的安裝座以及設于安裝座朝向夾固盤軸心的一端的壓力傳感器和壓板，所述壓力傳感器固設于安裝座與壓板之間。

12、一種p91蒸汽管道焊接方法，包括以下步驟：

13、s1、焊接前對所述p91蒸汽管道進行預熱處理，使p91蒸汽管道的溫度上升至預熱溫度區(qū)間；

14、s2、采用如權利要求1-9中任一項所述的焊接定位裝置對兩根所述p91蒸汽管道進行定位，將兩根p91蒸汽管道分別穿過兩個夾固盤，并將兩根p91蒸汽管道的坡口對齊至定位盤的內側，夾固盤和定位盤分別驅動夾固件和定位件與p91蒸汽管道抵接；

15、s3、通過驅動組件旋轉夾固盤和夾固件以及p91蒸汽管道，在p91蒸汽管道的坡口位置進行多層打底電弧焊，焊接過程中，層間溫度不低于預熱溫度區(qū)間的下限溫度；

16、s4、多層打底電弧焊后，驅動組件繼續(xù)旋轉p91蒸汽管道，并通過自動埋弧焊設備對p91蒸汽管道的坡口位置進行埋弧焊；

17、s5、埋弧焊結束后，對p91蒸汽管道進行焊后熱處理，使p91蒸汽管道的溫度下降至焊后熱處理溫度區(qū)間，保溫至p91蒸汽管道由奧氏體轉變?yōu)轳R氏體，再進行回火熱處理；

18、s6、回火熱處理后，對p91蒸汽管道進行焊縫外觀及無損檢測，若檢測不合格，則對p91蒸汽管道進行焊縫返修，并重復進行步驟s1～s5及焊縫外觀及無損檢測，直至檢測合格。

19、本發(fā)明的有益效果在于：

20、1)本發(fā)明通過夾固盤配合夾固件對p91蒸汽管道的管身進行夾固，通過定位盤配合定位件定位兩蒸汽管道的坡口，使兩管道坡口對齊，以便對管道坡口進行多層打底電弧焊和自動埋弧焊，焊接過程中，通過驅動組件帶動兩夾固盤旋轉，兩夾固盤通過夾固件驅動兩根蒸汽管道同步旋轉，焊接時簡化了將焊接頭沿坡口周向移動的操作，為坡口焊接提供便利，以提高p91蒸汽管道焊接的自動化程度、生產效率和焊接質量的一致性；

21、2)本發(fā)明通過電機及蝸輪蝸桿傳動機構配合齒輪齒環(huán)傳動機構驅動兩夾固盤及蒸汽管道旋轉，電機及蝸輪蝸桿設于兩夾固盤之間，確保兩蒸汽管道所受扭矩均衡，定位盤內周的定位件上設有兩對滾輪，兩蒸汽管道的坡口位于兩對滾輪之間，在保證定位效果的前提下，既能避免定位件對焊縫構成干擾，又能降低管道旋轉時的摩擦阻力，焊接過程中可持續(xù)對坡口進行多點定位，消除拆卸定位件這一操作對焊接作業(yè)連續(xù)性的影響；

22、3)本發(fā)明通過動力部件帶動驅動環(huán)旋轉，通過齒輪與驅動環(huán)及第一傳動板的嚙合，帶動第二傳動板及夾固件沿蒸汽管道徑向同時進行多點夾固，定位件同樣有上述結構驅動，對管道坡口進行定位，提高焊接定位精度，從而使p91蒸汽管道的焊接質量得以提升。

技術特征：

1.一種p91蒸汽管道焊接定位裝置，包括安裝架(1)，其特征在于：所述安裝架(1)兩側轉動設有夾固盤(2)，且夾固盤(2)內周均勻設有夾固件(3)，所述夾固盤(2)用于驅動夾固件(3)徑向運動，以使兩組所述夾固件(3)夾緊兩根所述p91蒸汽管道，所述安裝架(1)中部固設有定位盤(4)，且定位盤(4)內周均勻設有定位件(5)，所述定位盤(4)用于驅動定位件(5)徑向運動，以使一組所述定位件(5)對兩根所述p91蒸汽管道的坡口進行定位，所述安裝架(1)上還設有用于驅動兩個所述夾固盤(2)旋轉的驅動組件(6)。

2.根據(jù)權利要求1所述的焊接定位裝置，其特征在于：所述定位件(5)朝向定位盤(4)軸心的一端設有兩對滾輪(7)。

3.根據(jù)權利要求1所述的焊接定位裝置，其特征在于：所述夾固盤(2)包括第一盤體(21)，與第一盤體(21)可拆卸連接的第二盤體(22)，轉動設于第二盤體(22)內側的驅動環(huán)(23)，沿第二盤體(22)周向均勻設置的若干第一齒輪(24)和第一傳動板(25)，設于第一傳動板(25)一側的第二傳動板(26)，貫穿設置在第一傳動板(25)上的桿狀部件(27)，以及用于向驅動環(huán)(23)提供動力的動力部件(28)，所述第一齒輪(24)與第一傳動板(25)一一對應，且第一齒輪(24)嚙合連接于驅動環(huán)(23)與第一傳動板(25)之間，所述第一傳動板(25)沿桿狀部件(27)移動時，帶動第二傳動板(26)沿第二盤體(22)徑向滑動，所述定位盤(4)的構造與夾固盤(2)相同。

4.根據(jù)權利要求3所述的焊接定位裝置，其特征在于：所述第二盤體(22)由安裝盤(221)，固設于安裝盤(221)一側內緣的第一側壁(222)，固設于安裝盤(221)一側外緣的第二側壁(223)，以及固設于安裝盤(221)另一側的連接環(huán)(224)組成，所述第二傳動板(26)與第一側壁(222)滑動連接，所述連接環(huán)(224)轉動設于安裝架(1)頂部。

5.根據(jù)權利要求4所述的焊接定位裝置，其特征在于：若干所述桿狀部件(27)分為一個螺桿(271)和多個光軸(272)，所述動力部件(28)包括第一電機(281)和設于第一電機(281)輸出端與螺桿(271)之間的齒輪組(282)，與螺桿(271)對應的第一傳動板(25)內設有螺紋槽。

6.根據(jù)權利要求4所述的焊接定位裝置，其特征在于：若干所述桿狀部件(27)均為光軸(272)，所述動力部件(28)是用于帶動驅動環(huán)(23)或其中一個第一齒輪(24)旋轉的動力源。

7.根據(jù)權利要求4所述的焊接定位裝置，其特征在于：所述驅動環(huán)(23)內側及第一傳動板(25)上均設有與第一齒輪(24)對應的凸齒，所述第一側壁(222)上設有與第二傳動板(26)對應的槽口(225)，所述安裝盤(221)上設有用于限制第一傳動板(25)轉動的限位件(226)，所述第一傳動板(25)上均勻設置有條形槽，且第二傳動板(26)上設有與條形槽一一對應的條形齒。

8.根據(jù)權利要求4所述的焊接定位裝置，其特征在于：所述驅動組件(6)包括第二電機(61)，固設于第二電機(61)輸出端的蝸桿(62)，嚙合連接于蝸桿(62)一側的蝸輪(63)，貫穿設置在安裝架(1)上的轉軸(64)，以及固設于轉軸(64)兩端的第二齒輪(65)，兩個夾固盤(2)的連接環(huán)(224)上分別設有與兩個第二齒輪(65)嚙合的齒環(huán)(66)。

9.根據(jù)權利要求4所述的焊接定位裝置，其特征在于：其中一個所述夾固件(3)為測壓結構，且測壓結構包括固設于第二傳動板(26)一側的安裝座(31)以及設于安裝座(31)朝向夾固盤(2)軸心的一端的壓力傳感器(32)和壓板(33)，所述壓力傳感器(32)固設于安裝座(31)與壓板(33)之間。

10.一種p91蒸汽管道焊接方法，其特征在于，包括以下步驟：

技術總結
本發(fā)明涉及一種P91蒸汽管道焊接定位裝置及焊接方法，屬于高溫高壓蒸汽管道焊接技術領域。該裝置包括安裝架，安裝架兩側轉動設有夾固盤，且夾固盤內周均勻設有夾固件，夾固盤用于驅動夾固件徑向運動，安裝架中部固設有定位盤，且定位盤內周均勻設有定位件，定位盤用于驅動定位件徑向運動，安裝架上還設有驅動組件。本發(fā)明通過夾固盤配合夾固件對蒸汽管道進行夾固，通過定位盤配合定位件定位兩管道的坡口，以便對坡口進行多層打底電弧焊和埋弧焊，通過驅動組件帶動一對夾固盤及管道同步旋轉，為坡口焊接提供便利，提高管道焊接的自動化程度、生產效率和焊接質量一致性。

技術研發(fā)人員：孫樹楠,吳明傲,康正,曹春紅,紀祿
受保護的技術使用者：中國化學工程第三建設有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/9