CN111940980A - 一种薄板焊接工装夹具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄板焊接工装夹具，包括定位架、固定架、升降装置和抵压支架。通过两组定位架可相向夹紧焊接竖板，然后将焊接横板放置于定位架顶部并调节焊接横板与焊接竖板的位置，控制升降装置将抵压支架压紧于焊接横板表面，所述压紧圆头靠近实际焊接焊缝热影响区，通过压紧圆头抵压于焊接横板表面，从而形成点接触，每个抵压支架单独通过一个升降装置进行控制，从而可以单独控制每个抵压支架对焊接横板表面的压力，保持焊接横板的受力均匀，进而保证焊接横板的受力平衡从而防止焊接横板变形。抵压支架与焊接横板之间为点接触，焊枪通过焊接横板上表面朝向焊接竖板进行焊接，从而方便焊接，活动空间更广。

Description

一种薄板焊接工装夹具及其使用方法

技术领域

本发明涉及夹具领域，特别是一种薄板焊接工装夹具。

背景技术

焊接技术是工程制造过程中关键技术之一，焊接结构的应用领域覆盖机械、造船、军工、石油化工等众多领域，焊接接头形式多样，其中T型结构焊接过程应力状态复杂，容易产生焊接变形，影响接头力学性能。传统焊接T型结构采用双侧角焊缝焊接方法，即将焊接横板放置于地上，然后通过手工或夹具将焊接竖板放置于焊接横板上压合，然后再对接头处进行双侧角焊缝焊接，这种焊接方法适合较厚板材以及位置不受限制的结构。在精密结构制造中，焊接薄板T型对结构的控形控性要求更高，焊接横板较薄稍有不慎就会熔穿，且变形量不易控制，焊接完成后焊接横板容易呈弯曲穿孔状态，特别是呈“工”字型结构的薄板(即两块焊接横板分别焊接于焊接竖版的两侧)由于两个焊接横板之间距离较小，所以焊接更加困难，传统的方式将不再适用。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种能有效夹紧薄板使薄板受力更均匀且能控制薄板焊接变形，不会对焊枪产生干扰的薄板焊接工装夹具。

本发明为解决问题所采用的技术方案是：一种薄板焊接工装夹具，包括：

两组定位架，两组定位架相向设置用于夹紧焊接立板；

两组固定架，两组固定架相对设置于定位架上方，所述固定架上设置有若干升降装置，所述升降装置上设置有抵压支架，所所述抵压支架的前端设置有位于两组固定架之间的第一压杆，所述第一压杆的端部设置有用于与焊接横板上表面抵接的压紧圆头，所述压紧圆头上设置有压力感应器，所述抵压支架的后端设置有用于与焊接横板表面抵压的第二压杆。

作为上述技术方案的进一步改进，所述定位架包括第一固定板，所述第一固定板上方设置有第二固定板，所述第一固定板与第二固定板之间设置有弹簧。

作为上述技术方案的进一步改进，所述弹簧可拆卸设置于第一固定板和第二固定板之间。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一压杆和第二压杆均为斜杆，所述第一压杆与第二压杆沿抵压支架中部对称。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一压杆与水平面的夹角为45度。

作为上述技术方案的进一步改进，所述固定架为一安装杆，所述升降装置沿长度方向设置于安装杆中。

作为上述技术方案的进一步改进，所述升降装置为氮气弹簧，所述氮气弹簧末端设置有气管，所述气管设置于安装杆内。

作为上述技术方案的进一步改进，所述升降装置为液压气缸。

作为上述技术方案的进一步改进，相邻的两个升降装置之间距离为10-20cm。

一种应用上述薄板焊接工装夹具的方法，所述方法步骤依次如下：

1.将焊接竖板放置于两组定位架之间并调节定位架的距离和高度将焊接竖板夹紧度；

2.将焊接横板放置于两组定位架上表面；

3.将两组固定架固定于焊接横板上方，并调节升降装置使压紧圆头和第二压杆端部压紧于焊接横板上表面，两组固定架上的压紧圆头分别位于焊接横板实际焊接焊缝热影响区的两侧；

4.调节升降装置驱动抵压支架压紧焊接横板并使压力传感器反馈的压力达到规定数值；

5.将焊枪通过焊接横板上表面向下进行焊接。

本发明的有益效果是：通过两组定位架可相向夹紧焊接竖板，焊接横板可放置于两组定位架顶部，焊接横板与焊接竖板的位置可在定位架上进行调节，调节好位置后，将两组固定架放置于焊接横板上方并进行固定，通过固定架上的升降装置调节抵压支架的初始位置，使压紧圆头和第二压杆末端抵压于焊接横板上表面，通过两点压紧可以保证焊接横板的位置的平稳，压紧圆头靠近需要焊接处的位置，即实际焊接焊缝热影响区，由于压紧圆头为球体从而形成点接触，两组固定架上的若干个压紧圆头沿实际焊接焊缝热影响区两侧对焊接横板进行压紧，从而能保证焊接横板的稳定和受力均匀，且每个抵压支架通过一个单独的升降装置进行控制，从而可以单独控制每个抵压支架对焊接横板表面的压力，通过压力感应器可以及时反馈焊接横板受到的压力大小从而方便调节，而当焊接横板因为焊接变形增加时，压力传感器会及时将压力信号进行反馈，从而改变压力大小进而对焊接横板的变形产生抵消防止焊接横板产生变形，焊接时，将焊接横板和焊接竖板安装于本工装夹具上，然后焊枪通过焊接横板上表面对焊接横板进行熔化焊接，从而使焊接横板与焊接竖板焊接在一起，由于通过焊接横板的外侧朝向焊接竖板焊接，所以不易熔穿，且焊接横板通过压紧圆头和定位架顶部进行定位，当焊接横板变形时，通过压力传感器反馈压力至升降装置上从而调节抵压支架对焊接横板的压力，从而抵消焊接横板的变形量。且由于若干焊接支架之间存在间隔空间，从而可以给焊枪腾出空间，方便焊枪对焊接横板与焊接竖板进行焊接，不易产生干扰，使焊接难度更小。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步解释说明。

图1为焊接横板与焊接竖板焊接后的位置关系。

图2为本发明优选实施方式的结构示意图；

图3为本发明优选实施方式的俯视图。

具体实施方式

本部分将详细描述本发明的具体实施例，本发明之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本发明的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本发明保护范围的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

参照图1至图3，一种薄板焊接工装夹具，包括：

两组定位架，两组定位架相向设置用于夹紧焊接立板；

两组固定架40，两组固定架40相对设置于定位架上方，所述固定架40上设置有若干升降装置60，所述升降装置60上设置有抵压支架，所述抵压支架的前端设置有位于两组固定架40之间的第一压杆50，所述第一压杆50的端部设置有用于与焊接横板上表面抵接的压紧圆头70，所述压紧圆头70上设置有压力感应器，所述抵压支架的后端设置有用于与焊接横板表面抵压的第二压杆51。

通过两组定位架可相向夹紧焊接竖板，焊接横板可放置于两组定位架顶部，焊接横板与焊接竖板的位置可在定位架上进行调节，调节好位置后，将两组固定架40放置于焊接横板上方并进行固定，通过固定架40上的升降装置60调节抵压支架的初始位置，使压紧圆头70和第二压杆51末端抵压于焊接横板上表面，通过两点压紧可以保证焊接横板的位置的平稳，压紧圆头70靠近需要焊接处的位置，即焊接构成中受热循环影响明显的区域，又称实际焊接焊缝热影响区，由于压紧圆头70为球体从而形成点接触，两组固定架40上的若干个压紧圆头70沿实际焊接焊缝热影响区两侧对焊接横板进行压紧，从而能保证焊接横板的稳定和受力均匀，且每个抵压支架通过一个单独的升降装置60进行控制，从而可以单独控制每个抵压支架对焊接横板表面的压力，通过压力感应器可以及时反馈焊接横板受到的压力大小从而方便调节，而当焊接横板因为焊接变形增加时，压力传感器会及时将压力信号进行反馈，从而改变压力大小进而对焊接横板的变形产生抵消防止焊接横板产生变形，焊接时，将焊接横板和焊接竖板安装于本工装夹具上，然后焊枪通过焊接横板上表面对焊接横板进行熔化焊接，从而使焊接横板与焊接竖板焊接在一起，由于通过焊接横板的外侧朝向焊接竖板焊接，所以不易熔穿，且焊接横板通过压紧圆头70和定位架顶部进行定位，当焊接横板变形时，通过压力传感器反馈压力至升降装置60上从而调节抵压支架对焊接横板的压力，从而抵消焊接横板的变形量。且由于若干焊接支架之间存在间隔空间，从而可以给焊枪腾出空间，方便焊枪对焊接横板与焊接竖板进行焊接，不易产生干扰，使焊接难度更小。

通过本方案可以方便的对薄板T型、薄板工型等结构进行焊接，而且也适用于两块平板对接焊接，可以有效控制焊接变形。

进一步进行改进，为了使定位架可跟随固定架40一起调节对焊接横板的压力，优选所述定位架包括第一固定板10，所述第一固定板10上方设置有第二固定板30，所述第一固定板10与第二固定板30之间设置有弹簧20。通过弹性的定位架，使本夹具灵活性更好，当一侧受力过大时，可通过弹簧20使第二固定板30被下压，从而防止夹具损坏。

进一步进行改进，优选所述弹簧20可拆卸设置于第一固定板10和第二固定板30之间，从而可以根据不同的情况更换不同长度和强度的弹簧20，所述弹簧20的长度与最大载荷根据焊接结构进行设定选择。所述弹簧20可以是传统的压力弹簧也可以是氮气弹簧等液压弹簧，在使用时根据需要进行选择即可。所述弹簧20也可以替换成液压缸等实施方式。

进一步进行改进，优选所述第一压杆50和第二压杆51均为斜杆，所述第一压杆50与第二压杆51沿抵压支架中部对称。通过倾斜的第一压杆50和第二压杆51可以给焊枪避让更多空位。优选所述第一压杆50与水平面的夹角为45度。

进一步进行改机，优选所述固定架40为一安装杆，所述升降装置60沿长度方向设置于安装杆中，通过该方式可减少零件复杂程度并且容易容置所有的压紧圆头70位于一条直线上。所述固定架40也可以为若干个单独支架，每个单独支架的顶部设置有一个升降装置60。

进一步进行改进，在上述方案中，考虑到成本问题，优选所述升降装置60为氮气弹簧20，所述氮气弹簧20末端设置有气管，所述气管设置于安装杆内。

进一步进行改进，所述升降装置60也可以为液压气缸。

进一步进行改进，优选相邻的两个升降装置60之间距离为10-20cm。

本发明还公开了使用上述一种薄板焊接工装夹具的方法，所述方法步骤依次如下：

1.将焊接竖板放置于两组定位架之间并调节定位架的距离和高度将焊接竖板夹紧度；

2.将焊接横板放置于两组定位架上表面；

3.将两组固定架40固定于焊接横板上方，并调节升降装置60使压紧圆头70和第二压杆51端部压紧于焊接横板上表面，两组固定架40上的压紧圆头70分别位于焊接横板实际焊接焊缝热影响区的两侧；

4.调节升降装置60驱动抵压支架压紧焊接横板并使压力传感器反馈的压力达到规定数值；

5.将焊枪通过焊接横板上表面向下进行焊接。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种薄板焊接工装夹具，其特征在于，包括：

两组定位架，两组定位架相向设置用于夹紧焊接立板；

两组固定架(40)，两组固定架(40)相对设置于定位架上方，所述固定架(40)上设置有若干升降装置(60)，所述升降装置(60)上设置有抵压支架，所述抵压支架的前端设置有位于两组固定架(40)之间的第一压杆(50)，所述第一压杆(50)的端部设置有用于与焊接横板上表面抵接的压紧圆头(70)，所述压紧圆头(70)上设置有压力感应器，所述抵压支架的后端设置有用于与焊接横板表面抵压的第二压杆(51)。

2.如权利要求1所述的一种薄板焊接工装夹具，其特征在于：

所述定位架包括第一固定板(10)，所述第一固定板(10)上方设置有第二固定板(30)，所述第一固定板(10)与第二固定板(30)之间设置有弹簧(20)。

3.如权利要求2所述的一种薄板焊接工装夹具，其特征在于：

所述弹簧(20)可拆卸设置于第一固定板(10)和第二固定板(30)之间。

4.如权利要求1所述的一种薄板焊接工装夹具，其特征在于：

所述第一压杆(50)和第二压杆(51)均为斜杆，所述第一压杆(50)与第二压杆(51)沿抵压支架中部对称。

5.如权利要求4所述的一种薄板焊接工装夹具，其特征在于：

所述第一压杆(50)与水平面的夹角为45度。

6.如权利要求1所述的一种薄板焊接工装夹具，其特征在于：

所述固定架(40)为一安装杆，所述升降装置(60)沿长度方向设置于安装杆中。

7.如权利要求6所述的一种薄板焊接工装夹具，其特征在于：

所述升降装置(60)为氮气弹簧(20)，所述氮气弹簧(20)末端设置有气管，所述气管设置于安装杆内。

8.如权利要求1所述的一种薄板焊接工装夹具，其特征在于：

所述升降装置(60)为液压气缸。

9.如权利要求1所述的一种薄板焊接工装夹具，其特征在于：

相邻的两个升降装置(60)之间距离为10-20cm。

10.一种应用权利要求1至9中任意一种薄板焊接工装夹具的方法，其特征在于，所述方法步骤依次如下：

1.将焊接竖板放置于两组定位架之间并调节定位架的距离和高度将焊接竖板夹紧度；

2.将焊接横板放置于两组定位架上表面；

3.将两组固定架(40)固定于焊接横板上方，并调节升降装置(60)使压紧圆头(70)和第二压杆(51)端部压紧于焊接横板上表面，两组固定架(40)上的压紧圆头(70)分别位于焊接横板实际焊接焊缝热影响区的两侧；

4.调节升降装置(60)驱动抵压支架压紧焊接横板并使压力传感器反馈的压力达到规定数值；

5.将焊枪通过焊接横板上表面向下进行焊接。

Images