CN205218387U - 一种错边型结构件焊接组装夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种错边型结构件焊接组装夹具，包括底座及设置于底座上的推进机构，所述推进机构包括压块，所述压块与底座之间具有组装间隙，所述压块上还设置有制动部，还包括设置于组装间隙内的压紧装置，所述压紧装置包括成螺栓连接的上护板和下护板，构成组装间隙侧壁面的底座的表面及压块的表面均为台阶面，所述台阶面上均设置有内凹或/和外凸的阶梯，两个台阶面上的阶梯数量均为两个，两个台阶面上处于上方的两个阶梯的间距与两个台阶面上处于下方的两个阶梯的间距相等。使用本实用新型提供的组装夹具用于以锆合金为包壳的燃料元件的焊接，利于燃料元件错边型结构件焊接组装的效率及焊接质量。

Description

一种错边型结构件焊接组装夹具

技术领域

本实用新型涉及核电设备装配焊接技术领域，特别是涉及一种错边型结构件焊接组装夹具。

背景技术

为了对以锆合金为包壳的燃料元件的焊接过程进行质量控制，验证产品焊缝质量的一致性，并保证与由焊接工艺评定所确定的操作工艺一致，必须在该燃料元件正式焊接前进行该燃料元件错边型结构件的焊缝见证性焊接。该错边型结构由锆合金薄板、铜垫块、梯形锆塞条组装焊接而成，有上下两个焊接面，每个焊接面有不在同一平面上的两条相邻焊缝，焊缝之间有0.6mm的高度差，装配过程中极易造成错边型结构件焊缝不平齐、焊缝间隙大等缺陷，严重影响错边型结构焊缝见证件的焊接质量，对燃料元件正式产品的焊接质量控制影响甚大。因此，采用机械方式的错边型结构组装夹具保证该错边型结构件的焊接结构精度，对燃料元件焊接质量过程控制至关重要。

关于焊接组装夹具的公开报道很多，如文献《超级电容器下集流体与壳体激光焊接夹具设计》通过对超级电容器下集流体与壳激光焊接存在的问题进行分析，设计了一种下集流体与壳激光焊接夫具，提高了超级电容器下集流体与壳的焊接成功率；文献《气压机工装夹具三维参数化设计》介绍了用VB在SolidWorks的二次开发气压机工装夹具三维参数化设计以及插件开发的方法；文献《基于单片机控制的汽车减震器焊接装置设计》介绍了一种基于单片机控制的多功能汽车减震器焊接装置，结合软件合理编程，实现了汽车减震器焊接专机的多功能控制，提高了汽车减震器焊接装置的控制精度、焊接质量和工作稳定性。国内外也尚未见到关于错边型结构件焊接组装夹具的相关报道。

现有技术中没有见到任何关于错边型结构件焊接组装夹具的技术和实例，开发出一种适用于由锆合金薄板、铜垫块、梯形锆塞条组装焊接而成燃料元件错边型结构件焊接组装夹具，以提高燃料元件错边型结构件的焊接效率和精度，是现有核设备装备领域中亟待解决的技术问题。

实用新型内容

针对上述现有技术中没有见到任何关于错边型结构件焊接组装夹具的技术和实例，开发出一种适用于由锆合金薄板、铜垫块、梯形锆塞条组装焊接而成燃料元件错边型结构件焊接组装夹具，以提高燃料元件错边型结构件的焊接效率和精度，是现有核设备装备领域中亟待解决的技术问题，本实用新型提供了一种错边型结构件焊接组装夹具。

为解决上述问题，本实用新型提供的一种错边型结构件焊接组装夹具通过以下技术要点来解决问题：一种错边型结构件焊接组装夹具，包括底座及设置于底座上的推进机构，所述推进机构包括压块，所述压块与底座之间具有组装间隙，所述压块上还设置有制动部，所述制动部用于制动压块沿着组装间隙的宽度方向运动，还包括设置于组装间隙内的压紧装置，所述压紧装置包括成螺栓连接的上护板和下护板，所述上护板位于下护板的上方，构成组装间隙侧壁面的底座的表面及压块的表面均为台阶面，所述台阶面上均设置有内凹或/和外凸的阶梯，两个台阶面上的阶梯数量均为两个，且同一台阶面上处于下方的阶梯的上边缘为处于上方的阶梯的下边缘，且两个台阶面上处于上方的两个阶梯的间距与两个台阶面上处于下方的两个阶梯的间距相等。

具体的，松懈用于连接上护板和下护板的螺栓后，将锆合金薄板、铜垫块和锆塞条按顺序置于下护板上，再通过所述螺栓完成上护板在下护板上的固定，这样，以上锆合金薄板、铜垫块和锆塞条即被夹持在上护板与下护板之间，完成锆合金薄板、锆塞条、锆合金薄板在高度方向上的相对位置定位。以上组装间隙即用于置放夹持有锆合金薄板、铜垫块和锆塞条的压紧装置，以上组装间隙可通过如下方式实现：将底座设置为包括底板和固定于底板上的立板，以上压块与立板平行，立板与压块之间的间隙便为组装间隙；作为本领域的技术人员，以上底座也可以是整体式结构，如整个底座呈L形。这样，以上压块在制动部的作用下朝增大组装间隙宽度的方向运动时，可增大组装间隙的宽度以便置入压紧装置或释放对压紧装置的约束，在压块朝减小组装间隙的宽度的方向运动时，可对压紧装置施加夹持力。以上构成组装间隙侧壁面的底座的表面及压块的表面均为台阶面，所述台阶面上均设置有内凹或/和外凸的阶梯，两个台阶面上的阶梯数量均为处于不同高度的两个，即同一台阶面上处于下方的阶梯的上边缘为处于上方的阶梯的下边缘，若组装间隙的底面为水平面，则设置为各个台阶面上处于上方的两个阶梯位于同一高度上，各个台阶面上处于下方的两个阶梯位于同一高度上，以上结构设置中，旨在实现当压块停留于某一位置时，处于上方的两个阶梯之间的间隙用于一块锆合金薄板在水平方向上的位置定位，处于下方的两个阶梯之间的间隙用于另一块锆合金薄板的位置定位，这样，若本结构用于两块等长度的锆合金薄板焊接前相对位置定位，可保证两块锆合金薄板重叠后两端相互错开的距离相等。

为便于构成组装间隙两侧断面的底座表面及压块表面上阶梯的加工，优选以上阶梯均相对于底座表面或压块表面的基准面外凸，同时为适应现有采用的错边型燃料元件的尺寸要求，每个台阶面上阶梯的梯面高度差介于0.5mm至1.1mm之间，这样，可分别用于错边尺寸在0.5mm至1.1mm之间的错边型结构件焊接组装。

更进一步的技术方案为：

在上护板与下护板尺寸确定后，针对不同厚度的锆合金薄板错边焊接，为使得设置的台阶面上阶梯位置在水平方向上能够正对对应的锆合金薄板，以顺利完成相互叠加的锆合金薄板在水平方向上的相对位置定位，还包括置放于组装间隙底面上的垫块，所述压紧装置位于垫块的上方。通过更换具有不同厚度的垫板，便能够使得本结构适用于不同厚度的锆合金薄板、锆塞条错边焊接。

作为一种便于调整压块位置且结构简单的制动部实现方案，所述制动部包括为螺纹杆的推杆，所述推杆的轴线方向位于组装间隙的宽度方向，推杆与底座螺纹连接，且推杆的一端与压块相连，推杆可绕自身轴线转动，且压块与推杆的位置关系不变。以上推杆可绕自身轴线转动，且压块与推杆的位置关系不变的具体实现方案可通过推杆与压块球铰接，即在压块上设置一个大于二分之一球体的球形腔，将推杆的端部设置一个位于球形腔中的球形部的形式；作为本领域的技术人员，以上实现方案也可以是其他与球铰接等同的技术方案。

为便于上护板与下护板的连接和分离，同时利于上护板与下护板对重叠的锆合金薄板位置约束的准确性，用于上护板与下护板连接的螺栓为两颗，且所述螺栓均包括螺杆及螺纹连接于螺杆上的蝴蝶型螺母。

作为一种具体的便于实现上护板与下护板连接与分离的具体的螺栓连接实现方案，两颗螺栓分别设置于压紧装置一对相对侧的不同侧，下护板上还设置有两根分别用于与不同螺杆下端铰接连接的销钉，蝴蝶型螺母设置于各根螺杆的上端，所述上护板上还设置有贯通上护板上、下表面的两个U形槽，两根螺杆在绕各自下端的铰接点转动时，两根螺杆可分别嵌入一个U形槽中。以上结构中，螺杆始终通过对应的销钉连接于下护板上，在松懈蝴蝶型螺母后，螺杆可绕对应销钉嵌入对应U形槽，转动对应蝴蝶型螺母后便能完成上护板与下护板的固定，在完成上护板与下护板拆分时，操作方法为转动蝴蝶型螺母消除蝴蝶型螺母对上护板的挤压，而后转动螺杆使之从对应的U形槽中滑出。

所述下护板的上端还设置有凹槽，所述上护板的下端还设置有位于所述凹槽正上方的凸台。所述下护板设置凹槽的作用在于放置错边型结构件，使得错边型结构件在装配时不会产生左右移动；所述上护板下端设置凸台的作用在于，错边型结构件放置在所述下护板凹槽后，盖上所述上护板，并使所述上护板下端设置的凸台完全贴合错边型结构件的上表面，当拧紧所述蝴蝶型螺母时所述上护板下端设置的凸台就完全压紧错边型结构件。

本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种错边型结构件焊接组装夹具，使用该套组装夹具用于以锆合金为包壳的燃料元件的焊接，可以很迅速将锆合金薄板、铜垫块、梯形锆塞条组装成燃料元件错边型结构件，保证该错边型结构件各个零部件之间的焊接结构精度，消除手工装配过程中造成的各种组装缺陷，以满足燃料元件错边型结构件批量的组装需求及焊缝焊接质量。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种错边型结构件焊接组装夹具一个具体实施例的主视剖视图及对应的俯视图；

图2为本实用新型所述的一种错边型结构件焊接组装夹具一个具体实施例中，反应推进机构及底座的结构及连接关系的主视图及该主视图对应的俯视图；

图3为本实用新型所述的一种错边型结构件焊接组装夹具一个具体实施例中，上护板的主视图及对应的俯视图；

图4为本实用新型所述的一种错边型结构件焊接组装夹具一个具体实施例中，下护板的主视图及对应的俯视图。

图中标记分别为：1、推进机构，2、下护板，3、上护板，4、蝴蝶型螺母，5、垫块，6、推杆，7、压块，8、底座。

具体实施方式

本实用新型提供了一种错边型结构件焊接组装夹具，用于针对：现有技术中没有见到任何关于错边型结构件焊接组装夹具的技术和实例，开发出一种适用于由锆合金薄板、铜垫块、梯形锆塞条组装焊接而成燃料元件错边型结构件焊接组装夹具，以提高燃料元件错边型结构件的焊接效率和精度的技术问题。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但是本实用新型不仅限于以下实施例：

实施例1：

如图1至图4所示，一种错边型结构件焊接组装夹具，包括底座8及设置于底座8上的推进机构1，所述推进机构1包括压块7，所述压块7与底座8之间具有组装间隙，所述压块7上还设置有制动部，所述制动部用于制动压块7沿着组装间隙的宽度方向运动，还包括设置于组装间隙内的压紧装置，所述压紧装置包括成螺栓连接的上护板3和下护板2，所述上护板3位于下护板2的上方，构成组装间隙侧壁面的底座8的表面及压块7的表面均为台阶面，所述台阶面上均设置有内凹或/和外凸的阶梯，两个台阶面上的阶梯数量均为两个，且同一台阶面上处于下方的阶梯的上边缘为处于上方的阶梯的下边缘，且两个台阶面上处于上方的两个阶梯的间距与两个台阶面上处于下方的两个阶梯的间距相等。

本实施例中，松懈用于连接上护板3和下护板2的螺栓后，将锆合金薄板、铜垫块5和锆塞条按顺序置于下护板2上，再通过所述螺栓完成上护板3在下护板2上的固定，这样，以上锆合金薄板、铜垫块5和锆塞条即被夹持在上护板3与下护板2之间，完成锆合金薄板、锆塞条、锆合金薄板在高度方向上的相对位置定位。以上组装间隙即用于置放夹持有锆合金薄板、铜垫块5和锆塞条的压紧装置，以上组装间隙可通过如下方式实现：将底座8设置为包括底板和固定于底板上的立板，以上压块7与立板平行，立板与压块7之间的间隙便为组装间隙；作为本领域的技术人员，以上底座8也可以是整体式结构，如整个底座8呈L形。这样，以上压块7在制动部的作用下朝增大组装间隙宽度的方向运动时，可增大组装间隙的宽度以便置入压紧装置或释放对压紧装置的约束，在压块7朝减小组装间隙的宽度的方向运动时，可对压紧装置施加夹持力。以上构成组装间隙侧壁面的底座8的表面及压块7的表面均为台阶面，所述台阶面上均设置有内凹或/和外凸的阶梯，两个台阶面上的阶梯数量均为处于不同高度的两个，即同一台阶面上处于下方的阶梯的上边缘为处于上方的阶梯的下边缘，若组装间隙的底面为水平面，则设置为各个台阶面上处于上方的两个阶梯位于同一高度上，各个台阶面上处于下方的两个阶梯位于同一高度上，以上结构设置中，旨在实现当压块7停留于某一位置时，处于上方的两个阶梯之间的间隙用于一块锆合金薄板在水平方向上的位置定位，处于下方的两个阶梯之间的间隙用于另一块锆合金薄板的位置定位，这样，若本结构用于两块等长度的锆合金薄板焊接前相对位置定位，可保证两块锆合金薄板重叠后两端相互错开的距离相等。

为便于构成组装间隙两侧断面的底座8表面及压块7表面上阶梯的加工，优选以上阶梯均相对于底座8表面或压块7表面的基准面外凸，同时为适应现有采用的错边型燃料元件的尺寸要求，每个台阶面上阶梯的梯面高度差介于0.5mm至1.1mm之间，这样，可分别用于错边尺寸在0.5mm至1.1mm之间的错边型结构件焊接组装。

本实施例用于锆合金薄板与锆塞条形成0.6mm高度差的对接焊接组装夹持，故设置两个台阶面上阶梯的梯面高度差为0.6mm。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上作进一步限定，如图1至图4所示，在上护板3与下护板2尺寸确定后，针对不同厚度的锆合金薄板错边焊接，为使得设置的台阶面上阶梯位置在水平方向上能够正对对应的锆合金薄板，以顺利完成相互叠加的锆合金薄板在水平方向上的相对位置定位，还包括置放于组装间隙底面上的垫块5，所述压紧装置位于垫块5的上方。通过更换具有不同厚度的垫板，便能够使得本结构适用于不同厚度的锆合金薄板、锆塞条错边焊接。

作为一种便于调整压块7位置且结构简单的制动部实现方案，所述制动部包括为螺纹杆的推杆6，所述推杆6的轴线方向位于组装间隙的宽度方向，推杆6与底座8螺纹连接，且推杆6的一端与压块7相连，推杆6可绕自身轴线转动，且压块7与推杆6的位置关系不变。以上推杆6可绕自身轴线转动，且压块7与推杆6的位置关系不变的具体实现方案可通过推杆6与压块7球铰接，即在压块7上设置一个大于二分之一球体的球形腔，将推杆6的端部设置一个位于球形腔中的球形部的形式；作为本领域的技术人员，以上实现方案也可以是其他与球铰接等同的技术方案。

为便于上护板3与下护板2的连接和分离，同时利于上护板3与下护板2对重叠的锆合金薄板位置约束的准确性，用于上护板3与下护板2连接的螺栓为两颗，且所述螺栓均包括螺杆及螺纹连接于螺杆上的蝴蝶型螺母4。

作为一种具体的便于实现上护板3与下护板2连接与分离的具体的螺栓连接实现方案，两颗螺栓分别设置于压紧装置一对相对侧的不同侧，下护板2上还设置有两根分别用于与不同螺杆下端铰接连接的销钉，蝴蝶型螺母4设置于各根螺杆的上端，所述上护板3上还设置有贯通上护板3上、下表面的两个U形槽，两根螺杆在绕各自下端的铰接点转动时，两根螺杆可分别嵌入一个U形槽中。以上结构中，螺杆始终通过对应的销钉连接于下护板2上，在松懈蝴蝶型螺母4后，螺杆可绕对应销钉嵌入对应U形槽，转动对应蝴蝶型螺母4后便能完成上护板3与下护板2的固定，在完成上护板3与下护板2拆分时，操作方法为转动蝴蝶型螺母4消除蝴蝶型螺母4对上护板3的挤压，而后转动螺杆使之从对应的U形槽中滑出。

实施例3：

本实施例在以上实施例提供的任意一个技术方案的基础上作进一步限定，如图1至图4所示，所述下护板2的上端还设置有凹槽，所述上护板3的下端还设置有位于所述凹槽正上方的凸台。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型的技术方案下得出的其他实施方式，均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (6)

1.一种错边型结构件焊接组装夹具，包括底座（8）及设置于底座（8）上的推进机构（1），所述推进机构（1）包括压块（7），所述压块（7）与底座（8）之间具有组装间隙，所述压块（7）上还设置有制动部，所述制动部用于制动压块（7）沿着组装间隙的宽度方向运动，其特征在于，还包括设置于组装间隙内的压紧装置，所述压紧装置包括成螺栓连接的上护板（3）和下护板（2），所述上护板（3）位于下护板（2）的上方，构成组装间隙侧壁面的底座（8）的表面及压块（7）的表面均为台阶面，所述台阶面上均设置有内凹或/和外凸的阶梯，两个台阶面上的阶梯数量均为两个，且同一台阶面上处于下方的阶梯的上边缘为处于上方的阶梯的下边缘，且两个台阶面上处于上方的两个阶梯的间距与两个台阶面上处于下方的两个阶梯的间距相等。

2.根据权利要求1所述的一种错边型结构件焊接组装夹具，其特征在于，还包括置放于组装间隙底面上的垫块（5），所述压紧装置位于垫块（5）的上方。

3.根据权利要求1所述的一种错边型结构件焊接组装夹具，其特征在于，所述制动部包括为螺纹杆的推杆（6），所述推杆（6）的轴线方向位于组装间隙的宽度方向，推杆（6）与底座（8）螺纹连接，且推杆（6）的一端与压块（7）相连，推杆（6）可绕自身轴线转动，且压块（7）与推杆（6）的位置关系不变。

4.根据权利要求1所述的一种错边型结构件焊接组装夹具，其特征在于，用于上护板（3）与下护板（2）连接的螺栓为两颗，且所述螺栓均包括螺杆及螺纹连接于螺杆上的蝴蝶型螺母（4）。

5.根据权利要求4所述的一种错边型结构件焊接组装夹具，其特征在于，两颗螺栓分别设置于压紧装置一对相对侧的不同侧，下护板（2）上还设置有两根分别用于与不同螺杆下端铰接连接的销钉（9），蝴蝶型螺母（4）设置于各根螺杆的上端，所述上护板（3）上还设置有贯通上护板（3）上、下表面的两个U形槽，两根螺杆在绕各自下端的铰接点转动时，两根螺杆可分别嵌入一个U形槽中。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的一种错边型结构件焊接组装夹具，其特征在于，所述下护板（2）的上端还设置有凹槽，所述上护板（3）的下端还设置有位于所述凹槽正上方的凸台。