一种板材焊接固定装置的制作方法

本实用新型涉及一种焊接设备，特别涉及一种板材焊接固定装置。

背景技术：

铝合金动车组的枕梁由两侧的枕梁型材和上盖板及下盖板等焊接组成，上盖板和下盖板的两侧分别与两侧的枕梁型材焊接连接，在上盖板和下盖板之间焊接有多块平行的补强板。枕梁的上盖板长3200mm、宽400mm、厚6mm，需要焊接的尺寸为360x100x4mm、360x360x4mm的3块加强板，焊缝形式是断续焊和塞焊，补强板焊接完成后上盖板需与枕梁内部补强板进行塞焊。

在枕梁的生产过程中，为了提高焊接效率，目前都是采用自动化机械手焊接。采用自动化焊接在提升生产效率、降低作业劳动强度、改善作业环境的同时，也存在如下问题：枕梁上盖板焊接完成后容易产生较大变形，上盖板平面度达到10-12mm，上盖板安装前需安排一名员工进行调修，而上盖板调修无专用调修工装，现场需将上盖板搬至枕梁组成调修胎位使用压力机进行压力调修，调修效果较差，调修后上盖板组装时塞焊孔位置与枕梁内部补强板闪间隙约3-5mm，严重影响枕梁的焊接质量。此时，需使用橡胶锤锤击使上盖板与枕梁补强板密贴，使用橡胶锤调整上盖板与枕梁内部补强板间隙时会产生较大噪音，造成噪音污染，且调修时存在橡胶锤弹起伤人安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是，提供一种可有效控制板材焊接变形，并且可降低焊接施工难度的板材焊接固定装置。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种板材焊接固定装置，包括底架、反变形装置、压紧装置、待焊接的基板及焊接在基板上的焊接件，所述反变形装置固定安装在底架上，所述反变形装置为具有中间高两侧低的弧形表面的整块反变形板，所述反变形板的尺寸与所述基板相匹配，焊接时所述基板平铺在所述反变形板上使基板在焊接初始时中部最高点的高度与两侧最低点的高度差为预制反变形高度，在反变形板的侧边均匀设置多组压紧装置以将基板压紧密贴在反变形板上。

进一步，所述反变形板由整块铝合金板一体加工而成，所述铝合金板的上表面为弧形表面。

进一步，所述底架由底架框架和支撑平台组成，支撑平台安装在底架框架上，所述反变形板安装在支撑平台上。

进一步，所述支撑平台为厚度至少20mm的钢板。

进一步，所述预制反变形高度大于或等于3mm。

进一步，所述压紧装置为手动压紧器。

进一步，所述压紧装置包括压臂、压头、支撑座及动力装置，所述压臂的中部与支撑座转动连接，所述压臂可绕支撑座在垂直方向和水平方向上转动，所述压头连接在压臂的一端，所述动力装置的活动端可选择地与压臂的另一端连接或脱离，所述动力装置带动压臂在垂直方向上绕与支撑座的连接点转动。

进一步，所述压头可转动连接在压臂的端部。

进一步，在所述压紧装置中还包括用于限制压臂运行方向的导向结构。

进一步，所述基板为枕梁的上盖板，所述焊接件为垂直焊接在上盖板上的多块补强板。

综上所述，本实用新型提供的一种板材焊接固定装置，与现有技术相比，具有如下优点：

(1)本实用新型通过设置整块反变形板，解决了高速动车组铝合金枕梁上盖板因焊后变形量大的问题，使枕梁上盖板补强板焊接完成后平面度由原来10-12mm降到1.5mm左右，进而使上盖板安装时与枕梁内部补强板密贴，降低枕梁上盖板塞焊孔与枕梁内部补强板焊接的施工难度，保证了焊接质量，同时也提高了枕梁的组装质量，减少了焊后对枕梁平面的调修，减少了噪音污染，消除调修时的安全隐患，极大地提高了生产效率。

(2)本实用新型中将反变形装置设计为整块反变形板，将待焊接的上盖板平铺在反变形板上，使得上盖板的焊接变形控制更加合理有效。

附图说明

图1是本实用新型焊接固定装置的结构示意图；

图2是图1的侧向视图；

图3是本实用新型压紧装置一结构示意图。

如图1至图3所示，底架框架1，支撑平台2，反变形板3，压紧装置4，压臂5，压头6，支撑座7，动力装置8，销轴9，铰接轴10。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细描述：

实施例一：

如图1和图2所示，本实施例中提供一种板材焊接固定装置，包括底架、反变形装置、压紧装置、待焊接的基板及及焊接在基板上的焊接件，本实施例中，待焊接的基板为枕梁的上盖板，焊接件为焊接在基板上的多个补强板，该焊接固定装置用于焊接枕梁的上盖板和补强板。

本实施例中，底架由底架框架1和支撑平台2组成，支撑平台2安装在底架框架1上。其中底架框架1由方管拼焊而成，中间设计加强梁的结构，防止底架受横向力作用发生扭曲变形。支撑平台2选用厚度至少为20mm的钢板，以保证底架的整体结构强度和刚度，能够承受枕梁整体的重量而不发生弯曲变形，保证焊接和组装质量。

本实施例中，反变形装置为具有中间高两侧低的弧形表面的整块反变形板3，反变形板3平铺在支撑平台2上。反变形板3优选采用铝合金板，以避免上盖板与之接触时被损伤表面，并优选反变形板3由厚度为16mm的整块铝合金板一体加工而成，保证反变形板3的加工质量，进而保证上盖板的焊接质量。反变形板3的上表面为弧形表面，下表面为平面，以使其平稳放置在支撑平台2上。

反变形板3的尺寸与上盖板的尺寸相匹配，反变形板3的长宽尺寸可以略大于上盖板的长宽尺寸，焊接时上盖板平铺在反变形板3上，使得上盖板在焊接时与反变形板3紧密贴合，精确控制上盖板的预制反变形高度，使上盖板焊接变形控制更加合理有效。弧形表面中间最高点的高度与两侧最低点的高度差为上盖板的预制反变形高度，反变形板3起到上盖板与补强板焊接时的反变形作用，同时防止铝合金上盖板与下方的钢板直接接触。预制反变形高度根据基板和焊接件的厚度和材料而定，本实施例中，根据枕梁上盖板和补强板的材料和厚度，一般设定预制反变形高度大于或等于3mm。

在反变形板3的两个长边的侧边分别均匀设置多组压紧装置4，以将上盖板压紧密贴在反变形板3上。本实施例中，压紧装置4选用16组操作方便、成本低的手动连杆式的压紧器，每侧设置8组，在焊接时，通过手动操作压紧器快速压紧上盖板，使上盖板紧帖在反变形板3的弧形表面上，从而使上盖板在焊接初始时中部最高点的高度与两侧最低点的高度差为预制反变形高度。

本实用新型通过设置整块的反变形板3，解决了高速动车组铝合金枕梁上盖板因焊后变形量大的问题，使枕梁上盖板补强板焊接完成后平面度由原来10-12mm降到1.5mm左右，进而使上盖板安装时与枕梁内部补强板之间基本无间隙，轻微调整即可保证枕梁上盖板与枕梁内部补强板密贴，产品质量得到了显著提升，也降低枕梁上盖板塞焊孔与枕梁内部补强板焊接的施工难度，减少了焊后对枕梁平面的调修，生产效率得到极大提高，每台车两个枕梁可节约2小时左右的工时，按日产6辆车计算，月工时节约360小时。同时也基本消除了使用橡胶锤调整上盖板时的噪音污染，消除了调修时存在的安全隐患，而且也降低了调修成本。

实施例二：

如图3所示，本实施例中还提供了一种压紧装置，压紧装置4的包括压臂5、压头6、支撑座7及动力装置8。

其中，支撑座7的底部固定在支撑平台2上，压臂5的中部与支撑座7的顶部连接，本实施例中，压臂5被设置为可绕支撑座7在垂直方向和水平方向上均可转动。在支撑座7的顶部设置有向上凸出的转轴，转轴相对于支撑座7在水平方向上旋转，压臂5的中间具有安装孔(图中未标示)，转轴插入安装孔内，压臂5与转轴之间再通过铰接轴10连接。这样，压臂5以转轴为中心在水平方向上旋转，同时以铰接轴10为中心在垂直方向上旋转。本实施例中优选压臂5在水平方向上可以在270°的范围内转动，在上盖板焊接前和焊接后，通过旋转压臂5，即可实现上盖板的吊运。

压头6可转动连接在压臂5的一端，本实施例中，压头6由底部的压板及上方的两个连接件(图中未标示)组成，压板与连接件之间焊接连接，压板采用铝板，以保证在压紧上盖板时不损伤上盖板的表面。两个连接件通过销轴9与压臂5的端部转动连接，优选压头6被设置为在垂直方向上可在±15°的范围内转动，这样与上盖板接触时，压头6的角度可以根据上盖板的预制反变形量进行微调，进而有效保证压头6和枕梁型材上表面紧密贴合，使上盖板受力均匀，便于精确控制预制反变形量。

压臂5的另一端与动力装置8的活动端连接，动力装置8为气缸、液压缸或电动推杆中的任一种，其底部固定在工作台1上，顶部的活动端位于压臂5的下方，压臂5与动力装置8的活动端之间可选择地连接或脱离。在需要压紧时，动力装置8的活动端向上伸出，与压臂5接触连接，带动压臂5在垂直方向上以铰接轴10为中心旋转，此时压臂5另一端的压头6向下运动压紧在上盖板的表面上，在动力装置8的控制下对上盖板施加向下的压力。在焊接前或焊接后，动力装置8的活动端缩回，与压臂5之间处于脱离状态，使得压臂5可以在水平方向上任意旋转，方便上盖板的吊运。

在压紧装置4中还可以设置用于限制压臂5运行方向的导向结构，以保证压臂5的运动更加平稳。导向结构可以包括与动力装置8的活动端固定连接的连接座，连接座随动力装置8活动端的伸出和缩回而上下运动，连接座上向下伸出导向杆，在支撑平台上设置导向座，导向杆穿过导向座并可相对导向座滑动，动力装置8的活动端上下运动，导向杆在导向座内随之上下滑动，进而起到良好的导向作用。

如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。