技术领域
[0001] 本发明属于管道焊缝应力消除技术领域，具体涉及一种管材焊接焊缝的应力消除装置。
相关背景技术
[0002] 在工件的铸造、焊接、锻造、机械加工等制造过程中，工件内部会产生残余应力，残余应力的存在必然会导致工件变形、开裂，严重影响了工件的尺寸稳定性，降低工件的疲劳寿命。特别是对于管材的焊接操作时，残余应力都集中在焊缝附近，当焊接残余应力与承载的工作应力叠加，其数值超过材料的屈服极限时，工件就会在焊缝附近产生断裂现象。现有技术之中为了减少应力对管材焊缝处的破坏，在机械加工的过程中会使用到应力消除设备对焊缝处进行处理操作。
[0003] 现有技术的应力消除设备在使用时大多是通过人工操作完成的，操作人员手持设备对着焊缝处一点点的进行处理操作，操作十分的不便，劳动强度大；并且在机械加工时管材的直径大小不一，对于一些直径较大或者较小的管材来说，人工操作起来十分的不便，极易出现应力消除不彻底的情况，从而降低管材的使用质量，因此，本发明提出一种管材焊接焊缝的应力消除装置及使用方法以解决现有技术中存在的问题。
具体实施方式
[0044] 下面将结合本附图，对本发明的技术方案进行进一步详细地描述。
[0045] 如图1至图5所示，本实施例给出一种管材焊接焊缝的应力消除装置，包括相向对称设置的一组弧形架1，弧形架1的两端端面向内均开设有弧形收缩槽2，弧形架1的中心一侧侧面开设有径向的凹槽3，凹槽3内滑动连接有驱动机构；
[0046] 弧形收缩槽2内均滑动连接有弧形连接块5，相邻的两个弧形连接块5的尾端分别连接调节结构6的两侧；
[0047] 调节机构6包括轴向嵌装于其中心的应力消除头7。弧形架1和弧形连接块5均为半径相同的劣圆弧，一组弧形架1、两组弧形连接块5以及两组调节结构6拼接成圆环状。
[0048] 驱动机构包括工字型伸缩柱8，工字型伸缩柱8的两端均开设有周向的安装槽9，中心径向开设有与安装槽9联通的通槽10；安装槽9内通过轴向设置的短轴11安装有滚轮12；
[0049] 滚轮12通过传动机构与设置在工字型伸缩柱8一侧的驱动电机4连接。
[0050] 安装槽9内平行安装有两组短轴11，每个短轴11上间隔安装有两个滚轮12。
[0051] 传动机构包括通槽10内部平行设置在驱动电机4输出轴上的第一链轮13和第二链轮14；
[0052] 通槽10首端设置有平行于短轴11的第一传动轴15，尾端设置有平行于短轴11的第二传动轴16；
[0053] 第一链轮13通过第一链条17与设置在第一传动轴15上的第一从动链轮18传动连接；第一传动轴15上还设置有第一带轮19，第一带轮19通过皮带20与设置在通槽10首端的短轴11上的第一从动带轮21传动连接；
[0054] 第二链轮14通过第二链条22与设置在第二传动轴16上的第二从动链轮23传动连接；第二传动轴16上还设置有第二带轮24，第二带轮24通过皮带20与设置在通槽10尾端的短轴11上的第二从动带轮25传动连接。驱动电机4驱动传动机构实现滚轮12沿管材焊缝内壁或者外壁滚动，实现装置旋转运作，以便应力消除头7消除应力；
[0055] 凹槽3相向的内侧壁上对称设置有一组固定块26，固定块26的尾端沿径向转动连接有螺纹杆27；
[0056] 工字型伸缩柱8与固定块26相贴的侧壁上均开设有导向槽28，螺纹杆27两端转动安装在导向槽28的两端端面上；
[0057] 螺纹杆27上靠近导向槽28一端端面处设置有第一锥齿轮29，第一锥齿轮29上啮合有第二锥齿轮30，第二锥齿轮30的中心设置有转动杆31，转动杆31的尾端设置有转轮32；
[0058] 工字型伸缩柱8的侧壁上靠近导向槽28处设置有L型安装板33，L型安装板33上开设有用于安装转动杆31的安装孔。固定块26、螺纹杆27、导向槽28、第一锥齿轮29、第二锥齿轮30以及转轮32的设置，实现工字型伸缩柱8及滚轮12与管材距离的微调，使得滚轮12与管材紧密相切。
[0059] 调节机构6包括矩形框34，矩形框34的两侧对称设置有一组转轴35；
[0060] 弧形连接块5尾端端面开设有圆柱凹腔36；转轴35可以使得调节机构6沿其转动，将应力消除头7调整到朝向内环面或者外环面的位置。
[0061] 转轴35通过转动接头转动连接在弧形连接块5的凹腔36中心；
[0062] 矩形框34两端设置有垂直于侧壁的内缘37；
[0063] 应力消除头7两侧中部对称设置有一组耳块38；
[0064] 耳块38上连接有第二弹簧39的一端，第二弹簧39的另一端与矩形框34其中一端靠近转轴35的两个侧壁相接的内缘37中部固定连接。耳块38和第二弹簧39的设置，使得应力消除头7紧顶在管壁的焊缝上，使得应力消除效果好。
[0065] 转轴35靠近尾端处中心设置有径向的空腔40，空腔40两端各设置有一个贯穿转轴35侧壁的孔41；
[0066] 空腔40内设置有第一弹簧42，第一弹簧42两端各设置有一个首端贯穿孔41伸出至转轴35外侧的卡齿43；
[0067] 卡齿43的首端设置有锥形卡头44，尾端设置有圆盘状挡块45；
[0068] 凹腔36的侧壁上与锥形卡头44对应设相向设置有一组卡槽46；卡槽46为底面直径大于锥形卡头44底面直径的锥形凹槽。
[0069] 相向的卡槽46的中心连线与应力消除头7的中心处于同一平面。空腔40、第一弹簧42、卡齿43以及卡槽46的设置使得矩形框34和应力消除头7实现与设备中心横切面同一平面的卡位。
[0070] 弧形连接块5首端内弧面侧设置有滑块47，弧形收缩槽2内与滑块47对应设置有滑槽48。滑块47和滑槽48的设置使得弧形架1与弧形连接块5之间伸缩运行平稳；
[0071] 弧形连接块5外弧面间隔设置有多个固定槽49；
[0072] 弧形架1外弧面上开设有贯穿弧形收缩槽2侧壁的固定孔50，固定孔50上设置有与固定槽49配合用于固定弧形连接块5的固定螺栓51。固定槽49、固定孔50和固定螺栓51可以调节设备使得适用于不同管径大小的管材应力消除，且固定平稳，操作简单。
[0073] 本发明的管材焊接焊缝应力消除装置的使用方法，包括以下步骤：
[0074] S1:首先通过外部工具将固定螺栓51从弧形架1的外弧面的侧壁上旋出，解除弧形架1和弧形连接块5之间的锁定，使得弧形连接块5可以在弧形架1上的弧形收缩槽2内运动，使得弧形架1和弧形连接块5组成的圆弧与管材的内管周或外管周匹配，再旋入固定螺栓51，使得固定螺栓51插入到弧形连接块5侧壁上合适位置的固定槽49内，实现对弧形架1和弧形连接块5之间的锁定；
[0075] S2:将调节好的弧形架1套设到需要进行焊缝应力消除处理的管材外侧壁上或者置于管道内侧壁上，然后对工字型伸缩柱8一侧的转轮32进行转动操作，转轮32带动第一锥齿轮29和第二锥齿轮30转动，从而带动螺纹杆27转动，螺纹杆27推动固定块26，从而带动工字型伸缩柱8靠近管材运动，实现装置的微调，当滚轮12顶紧在管材侧壁上时停止对转轮32的转动操作，实现对本装置与管材之间的安装操作；
[0076] S3:此时管材上的焊缝位于同一短轴11上两个滚轮32的之间的位置，并通过对矩形框34进行转动，矩形框34带动转轴35在弧形连接块5尾端端面开设的圆柱凹腔36内转动，使得卡齿43在凹腔36内侧壁上转动，并插入到卡槽46内，使得应力消除头7机头正对焊缝位置，并通过第二弹簧39和耳块38与矩形框34之间的相对运动，实现第二弹簧39对应力消除头7向管壁方向的拉动，使得应力消除头7的机头可以顶在焊缝上；
[0077] S4:通过外部电源启动驱动电机4和应力消除头7；
[0078] S5:通过驱动电机4输出轴转动，带动其上的第一链轮13和第二链轮14转动，第一链轮13通过第一链条17带动第一传动轴15上的第一从动链轮18转动，第一传动轴15上设置的第一带轮19通过皮带20带动通槽10首端的短轴11上的第一从动带轮21转动，从而带动通槽10首端的短轴11上的滚轮12转动；第二链轮14通过第二链条22带动第二传动轴16上的第二从动链轮23转动，第二传动轴16上设置的第二带轮24通过皮带20带动设置在通槽10尾端的短轴11上的第二从动带轮25转动，从而带动通槽10尾端的短轴11上的滚轮12转动；滚轮12的转动可以实现装置在管材的内侧壁或者外侧壁上进行转动；
[0079] S6:通过装置的转动，可以使得应力消除头7实现对焊缝处进行处理操作，实现自动且高效的焊缝处应力消除操作，操作方便，使用灵活便捷。
[0080] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；所属领域的普通技术人员在未脱离本发明精神和范围内对本发明技术方案所做出的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护范围当中。
