CN101913030B - 一种超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备 - Google Patents

一种超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备 Download PDF

Info

Publication number
CN101913030B
CN101913030B CN2010102659848A CN201010265984A CN101913030B CN 101913030 B CN101913030 B CN 101913030B CN 2010102659848 A CN2010102659848 A CN 2010102659848A CN 201010265984 A CN201010265984 A CN 201010265984A CN 101913030 B CN101913030 B CN 101913030B
Authority
CN
China
Prior art keywords
ultrasonic vibration
welding
stress
travel mechanism
machine frame
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2010102659848A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101913030A (zh
Inventor
赵显华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to CN2010102659848A priority Critical patent/CN101913030B/zh
Publication of CN101913030A publication Critical patent/CN101913030A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101913030B publication Critical patent/CN101913030B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)

Abstract

本发明公开了一种超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备，该拼焊设备包括机架、超声波振动装置、冷却装置和焊具；机架上安装有工作台；冷却装置安装在机架上部，超声波振动装置和焊具分别安装在超声波振动装置移动机构和焊具移动机构上，冷却装置、超声波振动装置移动机构和焊具移动机构均通过导轨安装在机架上部，并均与安装在机架上的一横向移动机构连接；机架上安装有用于压紧金属板材的压紧机构。本发明能够完成钢板对接缝的自动焊接和超声波高频振动，并且及时冷却，使焊缝附近钢板的温度升高不大，这样在焊接的同时最大限度地减小了焊接产生的应力、有效地减小了钢板的变形，焊后无须矫形和消除应力，提高了金属板材的机械性能。

Description

一种超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备
技术领域
本发明涉及一种两块金属板材通过焊接拼在一起时能够消除变形和应力的焊接装置，属于金属板材焊接技术领域。
背景技术
多块金属板材拼接在一起往往采用焊接的方式，但是无论哪种焊接方式都会存在焊后变形翘曲等问题。金属变形通常是由焊接时的高温和应力造成的。
中国专利文献CN1591663公开了一种《板材焊接结构和头体悬架》，所述头体悬架具有一个连接到托架上的基板，一个具有刚性件和弹性件的承载梁。该承载梁由基板支撑，向设置在承载梁前端的滑动触头施压。加强板叠合在基板上，激光束照射焊点而将加强板与基板焊为一体。中国专利文献CN85101016公开了一种《预防平板焊接结构中板的焊接变形的方法》.所说的方法包括将整块薄板放在一个加热箱中预热使其产生热膨胀，当薄板膨胀时将其和框架焊在一起。
上述焊接技术都是从施压和温度角度减小金属板材焊接变形，都不能及时地去除焊接产生的应力，因而也就无法有效地减小变形。
中国专利文献CN1490116公开了一种《随焊冲击碾压控制焊接应力变形的装置》，该装置通过气动控制冲击碾压机头对焊接钢板进行冲击碾压以达到减小应力和变形的目的。中国专利文献CN2710817公开了一种《大尺寸薄板自动拼焊机》，包括主机机架、焊接平台、机头、焊枪、随焊冲击碾压机构、机头横向、纵向、垂直三维运动机构；机头的下端固定有随焊冲击碾压机构，紧跟在焊枪的后面，可对热态的焊道金属进行及时处理，减小了板材的焊接应力和变形，防止了焊接热裂纹，提高了焊接质量。
上述文献中的“随焊冲击碾压装置”是采用气动控制，结构复杂、工作环境恶劣，振动频率低，无法有效去除应力，并且只从减小应力角度来减小金属板材焊接变形，因而也无法有效地减小变形。
发明内容
本发明针对现有的金属板材焊接技术存在的不能有效去除应力和减小变形的不足，提供一种能够及时消除焊接应力、焊后变形小的超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备。
本发明的超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备采用以下技术方案：
该超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备包括机架、超声波振动装置、冷却装置和焊具；机架上安装有工作台；冷却装置安装在机架上部，超声波振动装置和焊具分别安装在超声波振动装置移动机构和焊具移动机构上，冷却装置、超声波振动装置移动机构和焊具移动机构均通过导轨安装在机架上部，并均与安装在机架上的一横向移动机构连接；机架上安装有用于压紧金属板材的压紧机构。
冷却装置也可以安装在冷却装置移动机构上，冷却装置移动机构通过导轨安装在机架上部，并与安装在机架上的横向移动机构连接。
工作台的底部并位于超声波振动装置的下方设置有与工作台上面平齐的支撑件，支撑件通过支撑件座与支撑件横向移动机构连接。
超声波振动装置移动机构、冷却介质喷头移动机构和焊具移动机构可以采用液压缸、气缸、螺旋移动机构或齿轮齿条移动机构等各种结构形式。
压紧机构可以采用液压缸、气缸、螺旋移动机构或齿轮齿条移动机构等各种结构形式。可以采用琴键式排列的多组压紧机构。
超声波振动装置可采用现有文献中提到的结构。如CN1690231公开的《超声波金属表面加工装置》；CN1418134公开的《超声波振动方法与超声波振动装置》中的超声波振动装置；CN1574239公开的《超声波振动装置及采用该装置的湿式处理装置》中的超声波振动装置；CN101596521公开的《超声波振动装置》。也可以采用其它结构形式的超声波振动装置。
本发明能够完成钢板对接缝的自动焊接和超声波高频振动，且能够及时冷却，使焊缝附近钢板的温度升高不大，这样在焊接的同时最大限度地减小了焊接产生的应力、有效地减小了钢板的变形，焊后无须矫形和消除应力，提高了金属板材焊缝的机械性能。
附图说明
图1是本发明超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备的结构示意图。
图2是图1的左视图。
图中：1、底座，2、工作台，3、超声波振动装置，4、冷却介质喷头，5、焊具，6、电机，7、丝杠，8、导轨，9、移动座，10、超声波振动装置移动机构，11、冷却介质喷头移动机构，12、焊具移动机构，13、压紧机构，14、压紧板，15、支撑件，16、支撑件移动丝杠，17、支撑件座，18、支撑轮座导轨，19、支架，20、皮带。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备主要包括底座1、工作台2、超声波振动装置3、冷却装置和焊具5。冷却装置采用冷却介质喷头4。工作台2安装在底座1的上部，工作台2的上方设有支架19。超声波振动装置3、冷却介质喷头4和焊具5分别安装在超声波振动装置移动机构10、冷却介质喷头移动机构11和焊具移动机构12上，超声波振动装置移动机构10、冷却介质喷头移动机构11和焊具移动机构12可以采用液压缸、气缸、螺旋移动机构或齿轮齿条移动机构等各种结构形式。超声波振动装置3、冷却介质喷头4和焊具5分别在超声波振动装置移动机构10、冷却介质喷头移动机构11和焊具移动机构12的带动下上下移动。超声波振动装置移动机构10、冷却介质喷头移动机构11和焊具移动机构12均安装在移动座9上，移动座9通过导轨8安装在支架19上部，并与一横向移动机构连接，该横向移动机构为丝杠螺母副移动机构(也可以采用齿轮齿条等其它移动形式)，包括电机6、丝杠7和螺母，丝杠7与安装在移动座9上的螺母连接，丝杠7与电机6连接。电机6带动丝杠7转动，通过丝杠螺母副带动移动座9横向移动，移动座9带动超声波振动装置3、冷却介质喷头4和焊具5横向移动。在支架19上、移动座9的前方还安装有用于压紧钢板的压紧机构13，压紧机构13的下端连接有压紧板14，压紧机构13可以采用液压缸、气缸、螺旋移动机构或齿轮齿条移动机构等各种结构形式，压紧板14通过压紧机构13将放置在工作台2上的钢板压紧以便焊接。
在工作台的底部并位于超声波振动装置3的正下方设置有支撑件15，支撑件15安装在支撑件座17上，支撑件座17通过支撑件座导轨18安装在工作台2上。支撑件15与工作台2的上面平齐。同时，支撑件座16与一横向移动机构连接，该横向移动机构为丝杠螺母副移动机构(也可以采用齿轮齿条等其它移动形式)，与移动座9的横向移动机构使用同一个电机6，以保证超声波振动装置3与支撑件15同步运行。支撑件移动丝杠16通过皮带20与电机6连接。
本发明的工作过程如下：
将要焊接的两块钢板放置在工作台2上对接好，使对接缝处于焊具5的正下方。通过压紧机构13将两块钢板压紧。通过超声波振动装置移动机构10、冷却介质喷头移动机构11和焊具移动机构12使超声波振动装置3下端与钢板接触、冷却介质喷头4处于钢板上方合适的位置以便喷射冷却介质(冷却介质可以是冷水，也可以是冷气)、焊具5与钢板处于最佳的焊接距离。同时启动超声波振动装置3、冷却介质喷头4、焊具5以及移动座9的横向移动机构，在移动座9的带动下超声波振动装置3、冷却介质喷头4和焊具5分别在沿焊缝移动的状态下完成对钢板对接缝的焊接、冷却和超声波高频振动，支撑件15也同时与超声波振动装置3同步运行，对超声波振动的钢板起支撑作用。这样在焊接的同时，降低了钢板的温度，最大限度地减小了焊接产生的应力，有效地减小了钢板的变形。

Claims (1)

1.一种超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备，包括机架、超声波振动装置、冷却装置和焊具；机架上安装有工作台；其特征是：冷却装置安装在机架上部，超声波振动装置和焊具分别安装在超声波振动装置移动机构和焊具移动机构上，冷却装置、超声波振动装置移动机构和焊具移动机构均通过导轨安装在机架上部，并均与安装在机架上的一横向移动机构连接；机架上安装有用于压紧金属板材的压紧机构；所述工作台的底部并位于超声波振动装置的下方设置有与工作台上面平齐的支撑件，支撑件通过支撑件座与支撑件横向移动机构连接。
CN2010102659848A 2010-08-30 2010-08-30 一种超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备 Active CN101913030B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102659848A CN101913030B (zh) 2010-08-30 2010-08-30 一种超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2010102659848A CN101913030B (zh) 2010-08-30 2010-08-30 一种超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101913030A CN101913030A (zh) 2010-12-15
CN101913030B true CN101913030B (zh) 2012-07-04

Family

ID=43320748

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2010102659848A Active CN101913030B (zh) 2010-08-30 2010-08-30 一种超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101913030B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103692070B (zh) * 2013-12-16 2017-05-24 华侨大学 一种焊接方法
CN103692063B (zh) * 2013-12-16 2016-02-24 华侨大学 一种新型焊接装置
CN104722883A (zh) * 2013-12-19 2015-06-24 华侨大学 一种超声波随焊控制热裂纹的新方法及装置
CN107253001A (zh) * 2017-06-14 2017-10-17 南昌大学 用于消除焊接残余应力和变形的焊后超声滚压方法
CN112453108A (zh) * 2020-11-24 2021-03-09 浙江工业大学 一种用于板材直线焊缝超声波磁场冲击碾压优化的装置
CN114101873A (zh) * 2021-12-03 2022-03-01 中车长江运输设备集团有限公司 铁路货车构件焊接应力和变形调控装置及方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1075277A (zh) * 1993-02-25 1993-08-18 北京航空工艺研究所 动态控制薄板构件低应力无变形焊接法及其装置
US6171415B1 (en) * 1998-09-03 2001-01-09 Uit, Llc Ultrasonic impact methods for treatment of welded structures
CN2710817Y (zh) * 2004-08-13 2005-07-20 哈尔滨工业大学 大尺寸薄板自动拼焊机
CN101579787A (zh) * 2009-06-19 2009-11-18 天津赛瑞机器设备有限公司 轧钢冷床辊道导向支撑台制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6338765B1 (en) * 1998-09-03 2002-01-15 Uit, L.L.C. Ultrasonic impact methods for treatment of welded structures

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1075277A (zh) * 1993-02-25 1993-08-18 北京航空工艺研究所 动态控制薄板构件低应力无变形焊接法及其装置
US6171415B1 (en) * 1998-09-03 2001-01-09 Uit, Llc Ultrasonic impact methods for treatment of welded structures
CN2710817Y (zh) * 2004-08-13 2005-07-20 哈尔滨工业大学 大尺寸薄板自动拼焊机
CN101579787A (zh) * 2009-06-19 2009-11-18 天津赛瑞机器设备有限公司 轧钢冷床辊道导向支撑台制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101913030A (zh) 2010-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101913030B (zh) 一种超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备
CN101966633A (zh) 超声波消除变形和应力的金属板材拼焊装置
CN106903432B (zh) 基于随焊碾压的激光拼焊装置及其控制方法
CN204183075U (zh) 一种自动直缝焊接机
CN206153753U (zh) 用于饮水机冷胆激光焊接的治具
CN105414763A (zh) 一种板式换热器超声同轴辅助激光焊接方法
CN201632761U (zh) 超声波焊接机用随动压紧机构
CN101913042A (zh) 一种减小钢板变形和应力的金属板材拼焊装置
CN106426955B (zh) 一种塑窗焊接设备、该设备的工作方法以及利用该设备组合成的四角焊机
CN108927592A (zh) 一种基于电池自动电焊装置的焊接方法
CN109909612A (zh) 用于焊接圆度较低的圆柱形工件的激光焊接机
CN110900072A (zh) 一种用于充气环保柜左右侧板的定位工装以及焊接设备
CN212398447U (zh) 一种铝电池盒mig焊接防变形设备
CN102085594B (zh) 网片四锥套自动焊机及其自动焊接方法
CN214868278U (zh) 一种便于调节适应多种规格网篮焊接的网篮焊接装置
CN210451549U (zh) 板件搅拌摩擦焊固定工装
CN204735895U (zh) 车顶边梁组焊工装
CN108931441B (zh) 一种全尺寸高效带材焊缝折弯检验装置及方法
CN210254866U (zh) 板件搅拌摩擦焊压紧臂及固定工装
CN211072226U (zh) 一种侧围板加工用高频焊接***
CN113909753A (zh) 一种箱形钢构件自动跟踪定位焊接装置
CN203557004U (zh) 新型线性摩擦焊接装置
CN217667231U (zh) 无引弧板激光直缝焊机
CN214684873U (zh) 一种线材焊接定位结构
CN111390463A (zh) 一种焊接机器人焊点局部修复装置及方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant