专利名称：一种变跨距焊接检验尺的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及测量检测工具领域，尤其涉及一种变跨距焊接检验尺。
背景技术：
焊接检验尺是利用线纹及游标测量等原理，检测焊缝的焊缝宽度、高度、错边量、 咬边深度等的计量器具。常规焊接检验尺在测量焊缝余高时，由于焊缝宽度较大而焊接检验尺跨距(跨 距焊缝高度尺或咬边深度尺与主尺之间的距离)较小，焊缝高度尺不能达到焊缝余高最 高点，因此，使用跨距较小的焊接检验尺无法测量焊缝宽度较大的焊缝余高，必须换型号较 大的焊接检验尺。同时，常规焊接检验尺是为平板对接焊缝设计的，用其测量焊管焊缝余高时，即使 焊缝余高为零，测量尺也有一小的读数，从而导致测量误差，尤其是对小直径焊管或大跨距 焊接检验尺，误差更大。再次，使用常规焊接检验尺对焊管错边量测量时，其误差不易控制，因为错边的测 量首先是以焊缝余高的测量为基础的，而且是在焊缝两侧测量，产生的误差积累不易计算， 精度难以控制。为此，急需发明一种新型的焊接检验尺。
实用新型内容为了实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下一种变跨距焊接检验尺，包括主尺部分、高度尺部分、咬边深度尺部分和纵向刻 度，所述高度尺部分包括高度尺本体和高度尺锁紧装置，所述咬边深度尺部分包括咬边深 度尺本体和咬边深度尺锁紧装置，所述主尺部分还包括横向刻度，所述横向刻度垂直于所 述纵向刻度；所述高度尺部分还包括高度尺滑块和高度尺滑块横向固定装置，所述高度尺 本体设置于所述高度尺滑块上；所述咬边深度尺部分还包括咬边深度尺滑块和咬边深度尺 滑块横向固定装置，所述咬边深度尺本体设置于所述咬边深度尺滑块上。所述高度尺锁紧装置设置于所述高度尺滑块上。所述咬边深度尺锁紧装置设置于所述咬边深度尺滑块上。 所述高度尺滑块能够在与所述横向刻度平行的方向上滑动。所述咬边深度尺滑块能够在与所述横向刻度平行的方向上滑动。所述高度尺部分为游标形式。所述主尺部分上设置有所述纵向刻度。所述主尺部分还包括滑轨，所述滑轨平行于所述横向刻度，所述高度尺滑块和所 述咬边深度尺滑块能够在所述滑轨上滑动。本实用新型所谓的纵向刻度，是指与测量方向相平行方向上的刻度；本实用新型 所谓的横向刻度，是指与测量方向相垂直方向上的刻度。同理，本实用新型所谓的纵向，是指与测量方向相平行的方向；本实用新型所谓的横向，是指与测量方向相垂直的方向。本实用新型和常规焊接检验尺的不同之处是，将焊缝高度尺与咬边深度尺设计为 可做横向移动，以达到变跨距效果，与常规焊接检验尺不同的主要组成部分有滑轨、横向 刻度、高度尺滑块、高度尺滑块横向固定装置、咬边深度尺滑块和咬边深度尺滑块横向固定 装置。各部分主要功能如下所述高度尺滑块、咬边深度尺滑块使焊缝高度尺或咬边深度尺做横向与纵向移动；高度尺滑块横向固定装置、咬边深度尺滑块横向固定装置能够在与横向刻度平 行的方向上锁紧滑块，使其固定；滑轨使滑块在与横向刻度平行的方向上移动；横向刻度使滑块移动至所需位置，确定跨距。本实用新型的有益效果如下(1)本实用新型能够通过变化跨距代替多种型号焊接检验尺，达到一尺多用效果， 可以方便的测量不同宽度的焊缝余高。(2)本实用新型能够通过缩小焊接检验尺跨距来提高焊管焊缝余高的测量精度。(3)本实用新型精度比常规焊接检验尺测量焊管焊缝余高与错边的精度高，操作 方便。(4)本实用新型使得在计算余高时更为方便、简单。(5)本实用新型使用灵活、易于操作。

图1是本实用新型优选的实施例的结构示意图；图2是现有技术中焊接检验尺对平板对接焊焊缝余高的测量示意图；图3是现有技术中焊缝为零时的测量示意图；图4是现有技术中焊接钢管焊缝余高的两种测量方法示意图；图5是现有技术中焊管焊缝余高测量示意图；图6是现有技术中对焊管错边量的测量示意图；图7是本实用新型的变跨距焊接检验尺测量错边示意图。
具体实施方式
以下结合附图，详细说明本实用新型优选的技术方案。如图1所示的一种变跨距焊接检验尺，包括主尺部分1、高度尺部分2、咬边深度尺 部分3和纵向刻度4，所述高度尺部分2包括高度尺本体5和高度尺锁紧装置12，所述咬边 深度尺部分3包括咬边深度尺本体7和咬边深度尺锁紧装置14，所述主尺部分还包括横向 刻度10，所述横向刻度10垂直于所述纵向刻度4 ；所述高度尺部分2还包括高度尺滑块11 和高度尺滑块横向固定装置6，所述高度尺本体5设置于所述高度尺滑块11上；所述咬边 深度尺部分3还包括咬边深度尺滑块13和咬边深度尺滑块横向固定装置8，所述咬边深度 尺本体7设置于所述咬边深度尺滑块13上。所述高度尺锁紧装置12设置于所述高度尺滑 块11上。所述咬边深度尺锁紧装置14设置于所述咬边深度尺滑块13上。所述高度尺滑 块11能够在与所述横向刻度10平行的方向上滑动。所述咬边深度尺滑块13能够在与所述横向刻度10平行的方向上滑动。高度尺部分2为游标形式。所述主尺部分1上设置有 所述纵向刻度4。所述主尺部分1还包括滑轨9，所述滑轨9平行于所述横向刻度10，所述 高度尺滑块11和所述咬边深度尺滑块13能够在所述滑轨上滑动。下面通过跟现有技术的对比，详细说明本实用新型的优点。现有焊接检验尺主要结构形式分为I型、II型、III型等。焊接检验尺根据测量宽度 的不同又可分为40型、60型等。GB/T3375-1994《焊接术语》中对焊缝余高的定义为超出母材表面连线上面的那 部分焊缝金属的最大高度。该标准还给出了理想状况下平板对接接头焊缝余高的示意图《焊接术语》中的“母材表面连线”不能单纯理解为直线，对于圆筒形焊接钢管或压 力容器母材表面连线应该为沿钢管圆周的弧线(纵向直焊缝钢管)或者空间曲线(螺旋缝 焊管)。 常规焊接检验尺(II型)在对平板对接焊缝余高测量如图2所示由图2可以看出焊接检验尺在测量焊缝余高时，由于焊缝宽度较大而焊接检验尺 跨距(跨距焊缝高度尺或咬边深度尺与主尺之间的距离，如图3中的L)较小，焊缝高度尺 不能达到焊缝余高最高点，因此，使用跨距较小的焊接检验尺无法测量焊缝宽度较大的焊 缝余高，必须换型号较大的焊接检验尺。常规焊接检验尺是为平板对接焊缝设计的，用其测量焊管焊缝余高时，即使焊缝 余高为零，测量尺也有一小的读数(如图3所示)，从而导致测量误差，尤其是对小直径焊管 或大跨距焊接检验尺，误差更大。常规焊接检验尺测量焊接钢管外焊缝余高的通用方法有两种，其示意图如图4所 示由图3和图4可以看出，用方法a测量直缝焊管余高时，测量值和焊缝余高实际值 是不相符的，即测量值大于焊缝真实高度，焊缝的真实余高应为h = h' -Δ其中△为误 差值，A=b，h'为测量值。由图3可得
I TA = b = R-jR2-(—)2
V 2(1)其中R为钢管半径，L为焊接检验尺跨距。同样使用方法b测量焊管焊缝余高时也存在误差，为了分析测量方法b的测量误 差，将图4b简化为图5。由图5可知焊缝真实余高h = CB+BE，其中CD = CBcosa,由于a非常小，cosa ^ 1， 即⑶ CB，则焊缝余高h =⑶+BE，其中⑶为测量值h’，BE为误差Δ。则焊缝余高为h = h，+ Δ。由图5可得A = BE = ^AB2+R2-R(2)其中R为钢管半径，AB = AQ+L/2，L为焊接检验尺跨距。使用a、b两种测量方法用跨距L为40mm焊接检验尺(设AQ为5mm)测量管径为 IOOOmm焊管余高时误差分别为0. 40mm与0. 62mm。按照《西气东输二线管道工程用直缝埋 弧焊管技术条件》对外焊缝余高的最大限制值2. 5mm(对于壁厚不大于18. 4mm焊管)计算， 其相对误差分别为16%与24. 8%。对跨距L更大的焊接检验尺来说，其相对误差更大。综上所述，可得出以下几点结论
5[0054](1)使用方法a测量焊缝余高时，测量值大于焊缝真实余高，使用方法b测量焊缝 余高时，测量值小于焊缝真实余高；(2)由公式(1)与公式(2)可知，在管径一定时，焊接检验尺跨距是影响其测量精 度的主要因素，跨距值越小，误差值越小，精度越高；(3)在焊接检验尺跨距与管径一定时焊管焊缝余高测量方法a精度高于测量方法 b。使用常规焊接检验尺测量焊管错边时首先以焊缝上某一点为基点，然后分别在焊 缝两侧测量焊缝高度，两者之差即为错边量，其测量示意图如图6所示，t为错边量。使用常规焊接检验尺对焊管错边量测量时，其误差不易控制，因为错边的测量首 先是以焊缝余高的测量为基础的，而且是在焊缝两侧测量，产生的误差积累不易计算，精度 难以控制。综上所述，常规焊接检验尺在测量焊缝几何尺寸时存在以下几点不足1)使用跨距较小的焊接检验尺测量宽度较宽的焊缝余高时，不易操作，需要更换 为跨距较大的焊接检验尺。2)使用常规焊接检验尺测量焊管焊缝余高时，使用跨距较大的焊接检验尺，其测 量误差较大，因此需要更换跨距较小的焊接检验尺，跨距越小(不能小于焊缝宽度)则其测 量误差越小，测量精度越高。3)使用常规焊接检验尺测量圆筒形焊管错边时由于相对误差较大，误差积累不易 控制，因此测量精度不高。鉴于以上原因，在不改变常规焊接检验尺(焊接检验尺III型)的使用功能情况下， 将其正面组织结构设计为如图1所示结构，称其为变跨距焊接检验尺。利用变跨距焊接检验尺测量焊管焊缝余高时，使用a方法通过缩小跨距提高测量 精度，其过程不再赘述。现主要介绍利用变跨距焊接检验尺对焊管错变的测量方法，如图7 所示，首先将咬边深度尺跨距调至最大，固定咬边深度尺滑块，焊缝居于跨距中间，横向移 动焊缝高度尺，测量焊缝两侧高度，两者之差即为错边量。实践证明，跨距越大(不能大于 钢管直径)则测量误差越小。可见，本实用新型主要有以下几点优点1，常规焊接检验尺根据测量宽度的不同可分为40型、45型、60型等。变跨距焊接 检验尺可以通过变化跨距代替多种型号焊接检验尺，也可当作I、IIJII型焊接检验尺用， 达到一尺多用效果，可以测量不同宽度焊缝余高。2，由公式(1)、(2)可知，在测量焊管焊缝余高时，测量误差与Δ与焊接检验尺跨 距L程指数关系，跨距稍有变动，误差则急剧变化。因此，使用变跨距焊接检验尺可以通过 缩小焊接检验尺跨距来提高测量精度。3，利用变跨距焊接检验尺测量焊管错边时，精度比利用常规焊接检验尺测量精度 高，操作方便。4，为了测得焊缝更为精确的焊缝余高，可以以图3的方法测得误差b，然后用焊缝 余高测量值减去误差值即为焊缝真实余高(常规焊接检验尺亦可)，利用变跨距焊接检验 尺通过调节跨距使得误差值b为易于计算的值(0. 5mm或Imm)，使得计算更为方便、简单。 此外、可以将焊缝高度尺设计为游标形式，则误差值可达到0. 05mm。[0070]5，变跨距焊接检验尺使用灵活、易于操作。以上通过具体的和优选的实施例详细的描述了本实用新型，但本领域技术人员应 该明白，本实用新型并不局限于以上所述实施例，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作 的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种变跨距焊接检验尺，包括主尺部分、高度尺部分、咬边深度尺部分和纵向刻度， 所述高度尺部分包括高度尺本体和高度尺锁紧装置，所述咬边深度尺部分包括咬边深度尺 本体和咬边深度尺锁紧装置，其特征在于所述主尺部分还包括横向刻度，所述横向刻度垂 直于所述纵向刻度；所述高度尺部分还包括高度尺滑块和高度尺滑块横向固定装置，所述 高度尺本体设置于所述高度尺滑块上；所述咬边深度尺部分还包括咬边深度尺滑块和咬边 深度尺滑块横向固定装置，所述咬边深度尺本体设置于所述咬边深度尺滑块上。
2.根据权利要求1所述的变跨距焊接检验尺，其特征在于所述高度尺锁紧装置设置 于所述高度尺滑块上。
3.根据权利要求1所述的变跨距焊接检验尺，其特征在于所述咬边深度尺锁紧装置 设置于所述咬边深度尺滑块上。
4.根据权利要求1所述的变跨距焊接检验尺，其特征在于所述高度尺滑块能够在与 所述横向刻度平行的方向上滑动。
5.根据权利要求1所述的变跨距焊接检验尺，其特征在于所述咬边深度尺滑块能够 在与所述横向刻度平行的方向上滑动。
6.根据权利要求1所述的变跨距焊接检验尺，其特征在于所述高度尺部分为游标形式。
7.根据权利要求1所述的变跨距焊接检验尺，其特征在于所述主尺部分上设置有所 述纵向刻度。
8.根据权利要求1所述的变跨距焊接检验尺，其特征在于所述主尺部分还包括滑轨， 所述滑轨平行于所述横向刻度，所述高度尺滑块和所述咬边深度尺滑块能够在所述滑轨上滑动。
专利摘要一种变跨距焊接检验尺，包括主尺部分、高度尺部分、咬边深度尺部分和纵向刻度，所述高度尺部分包括高度尺本体和高度尺锁紧装置，所述咬边深度尺部分包括咬边深度尺本体和咬边深度尺锁紧装置，所述主尺部分还包括横向刻度，所述横向刻度垂直于所述纵向刻度；所述高度尺部分还包括高度尺滑块和高度尺滑块横向固定装置，所述高度尺本体设置于所述高度尺滑块上；所述咬边深度尺部分还包括咬边深度尺滑块和咬边深度尺滑块横向固定装置，所述咬边深度尺本体设置于所述咬边深度尺滑块上。本实用新型能够达到一尺多用效果，可以方便的测量不同宽度的焊缝余高，可提高圆筒形压力容器与焊管焊缝余高与错边的测量精度，使用灵活、易于操作。
文档编号G01B5/02GK201852539SQ20102059168
公开日2011年6月1日 申请日期2010年11月4日 优先权日2010年11月4日
发明者张鸿博, 李云龙, 李记科, 王长安, 王高峰 申请人:北京隆盛泰科石油管科技有限公司