一种薄壁钣金件的冷却焊接装置的制作方法

本发明涉及钣金件焊接技术领域，具体涉及一种薄壁钣金件的冷却焊接装置。

背景技术：

薄壁钣金件产品通常是指厚度小于1mm的产品，由于薄壁钣金件的热传导性极强是钢3倍，温度场变化大，溶化面积大，焊缝成型难以控制，因此在焊接时，将焊接区域的热量及时从工件中传导出去至关重要，如果传导不及时会导致热量在工件焊接区集聚，导致焊接区的温度快速升高，产品会产生焊穿、塌陷等问题。

同时，薄壁钣金件轮廓度要求较高时，通常使用焊接变形较小的电子束焊接来完成，但是在成型薄壁钣金件时无法满足在电子束焊接时钣金件轮廓度要求0.1，使得焊接最终合格率较低。因此该焊接工序改为采用手工氩弧焊接方式焊接，因为薄壁钣金件成型后轮廓度已经接近焊接后整个焊接组件的整体轮廓度0.2，因此要设计一套新型的氩弧焊接装置，使焊接时瞬态热变形量小，达到导流组件的轮廓度0.2的要求。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种薄壁钣金件的冷却焊接装置，以解决薄壁钣金件手工氩弧焊接时，如何减少在焊接过程中发生的瞬态热变形的问题，以保证钣金零件的型面轮廓度。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种薄壁钣金件的冷却焊接装置，包括底座、第一定位座、第二定位座、型面定位冷却机构、角向定位机构、压紧机构和用于连接焊接转台的定位芯轴，所述第一定位座和第二定位座之间安装有待焊接零件，所述待焊接零件包括薄壁钣金件和叶片，所述薄壁钣金件与所述叶片的顶面配合安装；

所述叶片的第一轴颈端固定安装于所述第一定位座，所述叶片的第二轴颈端固定安装于所述第二定位座，所述型面定位冷却机构与所述薄壁钣金件压合，所述角向定位机构压合于所述叶片的叶身侧面中部，所述压紧机构压合于所述叶片的叶身的两端面；

所述型面定位冷却机构上设有冷却水源入口、冷却水源出口及与所述薄壁钣金件的顶面配合的冷却水槽，所述冷却水源入口和冷却水源出口均与所述冷却水槽连通；所述叶片的第一轴颈端的卡槽上连接有保护气进气组件。

本发明的薄壁钣金件的冷却焊接装置，其待焊接零件安装在第一定位座和第二定位座之间，型面定位冷却机构压合于所述薄壁钣金件，角向定位机构压合于叶片的叶身侧面中部，压紧机构压合于所述叶片的叶身的两端面，完成对待焊接零件的各个面的定位压紧，配合保护气进气组件和型面定位冷却机构对薄壁钣金件在叶片主体上的焊接位置进行降温散热，减小了焊接过程中发生的瞬态热变形，保证了钣金零件的型面轮廓度。

进一步地，所述第一定位座和第二定位座结构相同，均包括上定位块、下定位块和压紧螺栓，所述上定位块和下定位块上均开设有与所述压紧螺栓配合的螺纹孔，所述上定位块通过所述压紧螺栓安装在所述下定位块上并形成与所述第一轴颈端或第二轴颈端配合的环形槽。

上述优选方案的有益效果为：上定位块和下定位块之间形成的环形槽用于安装第一轴颈端或第二轴颈端，拧松压紧螺栓可实现第一轴颈端或第二轴颈端的拆装。

进一步地，所述型面定位冷却机构还包括型面定位块，所述冷却水槽设于所述型面定位块的底端，所述型面定位块的两端分别设有第一支撑角、第二支撑角、第三支撑角和第四支撑角，所述第一支撑角通过菱形销安装在所述底座上，所述第四支撑角通过圆柱销安装在所述底座上，所述第二支撑角和第三支撑角通过螺柱安装在所述底座上。

上述优选方案的有益效果为：冷却水槽汇入来自冷却水源入口输入的冷却水时，可对薄壁钣金件在叶片主体上的焊接位置进行迅速降温散热。

进一步地，还包括第一压板和第二压板，所述第一压板和第二压板上均开设有滑槽，所述第一压板和第二压板均通过连接柱安装在所述底座上，所述底座上还设有与所述滑槽配合的限位柱，所述限位柱上套设有弹簧。

上述优选方案的有益效果为：第一压板和第二压板上均设有滑槽，限位柱安装在滑槽内，限位柱上套设的弹簧起到缓冲的作用。

进一步地，所述第一压板与所述叶片的左顶端面压合，所述第二压板与所述叶片的右顶端面压合。

上述优选方案的有益效果为：第一压板用于与叶片的左顶端面压合，第二压板用于与叶片的右顶端面压合，在第一压板和第二压板的作用下，实现对叶片叶身的左右两端面的定位固定。

进一步地，所述角向定位机构包括角向定位块、档位块、定位滑块和第一螺杆，所述定位滑块安装在所述第一螺杆的末端，所述角向定位块和档位块上均开设有供所述第一螺杆通过的螺纹孔。

上述优选方案的有益效果为：定位滑块在第一螺杆的拧动下，可以调节定位滑块与叶身侧面的距离，从而实现定位滑块对待焊接零件的侧面的固定。

进一步地，所述档位块安装在所述底座上，所述定位滑块离所述底座的高度大于所述档位块的高度。

上述优选方案的有益效果为：定位滑块离底座的高度大于档位块的高度，是为了定位滑块在档位块中前后移动的时候起到限位的作用。

进一步地，所述定位滑块压合于所述叶片的叶身侧面中部。

上述优选方案的有益效果为：定位滑块的作用是对叶片的叶身侧面中部进行定位压紧。

进一步地，所述压紧机构包括压紧座、压紧块和第二螺杆，所述压紧座安装在所述底座上，所述压紧座上开设有供所述第二螺杆通过的螺纹孔，所述压紧块安装在所述第二螺杆的末端。

上述优选方案的有益效果为：拧动第二螺杆，压紧块能在压紧座中能前后伸缩移动，调整压紧块离叶片叶身的距离。

进一步地，所述压紧块压合于所述叶片的叶身的两端面。

上述优选方案的有益效果为：压紧块用于压合叶片的叶身的两端面。

本发明的有益效果是：

本发明薄壁钣金件的冷却焊接装置，其待焊接零件安装在第一定位座和第二定位座之间，型面定位冷却机构压合于所述薄壁钣金件，角向定位机构压合于叶片的叶身侧面中部，压紧机构压合于所述叶片的叶身的两端面，完成对待焊接零件的各个面的定位压紧，配合保护气进气组件和型面定位冷却机构对薄壁钣金件在叶片主体上的焊接位置进行降温散热，减小了焊接过程中发生的瞬态热变形，保证了钣金零件的型面轮廓度；保护进气组件可保证焊接的质量；本发明设置的定位芯轴的，方便了焊接装置便捷地安装压紧在焊接转台上，焊接时由转台带动该焊接装置旋转，从而方便焊接零件的两个面。

附图说明

图1为本发明薄壁钣金件的冷却焊接装置的整体结构示意图；

图2为本发明待焊接零件的结构示意图；

图3为本发明角向定位机构的结构示意图；

图4为本发明型面定位冷却机构的结构示意图；

图5为本发明焊接装置的结构剖面图；

图中，1-底座，2-第一定位座，3-第二定位座，4-型面定位冷却机构，401-冷却水源入口，402-冷却水源出口，403-冷却水槽，404-型面定位块，405-第一支撑角，406-第二支撑角，407-第三支撑角，408-第四支撑角，5-角向定位机构，501-角向定位块，502-档位块，503-定位滑块，504-第一螺杆，6-压紧机构，601-压紧座，602-压紧块，603-第二螺杆，7-定位芯轴，8-待焊接零件，801-薄壁钣金件，802-叶片，803-第一轴颈端，804-第二轴颈端，805-叶身侧面，806-左顶端面，807-右顶端面，9-卡槽，10-上定位块，11-下定位块，12-压紧螺栓，13-菱形销，14-圆柱销，15-螺柱，16-第一压板，17-第二压板，18-滑槽，19-连接柱，20-限位柱，21-弹簧。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

参阅图1-5，本发明提供一种技术方案：

请参照图1-2，一种薄壁钣金件801的冷却焊接装置，包括底座1、第一定位座2、第二定位座3、型面定位冷却机构4、角向定位机构5、压紧机构6和用于连接焊接转台的定位芯轴7，所述第一定位座2和第二定位座3之间安装有待焊接零件8，所述待焊接零件8包括薄壁钣金件801和叶片802，所述薄壁钣金件801与所述叶片802的顶面配合安装；

所述叶片802的第一轴颈端803固定安装于所述第一定位座2，所述叶片802的第二轴颈端804固定安装于所述第二定位座3，所述型面定位冷却机构4与所述薄壁钣金件801压合，所述角向定位机构5压合于所述叶片802的叶身侧面805中部，所述压紧机构6压合于所述叶片802的叶身的两端面；

如图1或图5所示，所述型面定位冷却机构4上设有冷却水源入口401、冷却水源出口402及与所述薄壁钣金件801的顶面配合的冷却水槽403，所述冷却水源入口401和冷却水源出口402均与所述冷却水槽403连通；所述叶片802的第一轴颈端803的卡槽9上连接有保护气进气组件。

本发明的薄壁钣金件801的冷却焊接装置，其待焊接零件8安装在第一定位座2和第二定位座3之间，型面定位冷却机构4压合于所述薄壁钣金件801，角向定位机构5压合于叶片802的叶身侧面805中部，压紧机构6压合于所述叶片802的叶身的两端面，完成对待焊接零件8的各个面的定位压紧，配合保护气进气组件和型面定位冷却机构4对薄壁钣金件801在叶片802主体上的焊接位置进行降温散热，减小了焊接过程中发生的瞬态热变形，保证了薄壁钣金零件的型面轮廓度。

请参照图3，所述第一定位座2和第二定位座3结构相同，均包括上定位块10、下定位块11和压紧螺栓12，所述上定位块10和下定位块11上均开设有与所述压紧螺栓12配合的螺纹孔，所述上定位块10通过所述压紧螺栓12安装在所述下定位块11上并形成与所述第一轴颈端803或第二轴颈端804配合的环形槽。

本发明上定位块10和下定位块11之间形成的环形槽用于安装第一轴颈端803或第二轴颈端804，拧松压紧螺栓12可实现第一轴颈端803或第二轴颈端804的拆装。

请参照图4，所述型面定位冷却机构4还包括型面定位块404，所述冷却水槽403设于所述型面定位块404的底端，所述型面定位块404的两端分别设有第一支撑角405、第二支撑角406、第三支撑角407和第四支撑角408，所述第一支撑角405通过菱形销13安装在所述底座1上，所述第四支撑角408通过圆柱销14安装在所述底座1上，所述第二支撑角406和第三支撑角407通过螺柱15安装在所述底座1上。

本发明冷却水槽403汇入来自冷却水源入口401输入的冷却水时，可对薄壁钣金件801在叶片802主体上的焊接位置进行迅速降温散热，第一支撑角405、第二支撑角406、第三支撑角407和第四支撑角408用于将型面定位块404支撑并固定安装在底座1上。

所述第一支撑角405通过菱形销13安装在所述底座1上，所述第四支撑角408通过圆柱销14安装在所述底座1上，所述菱形销13离所述底座1中心的距离与所述圆柱销14离所述底座1中心的距离的不相等，这样的设计，使得薄壁钣金件801在安装时起到防错的作用，因为待焊接零件8两端的形状结构不一样。

请参照图3，本发明还包括第一压板16和第二压板17，所述第一压板16和第二压板17上均开设有滑槽18，所述第一压板16和第二压板17均通过连接柱19安装在所述底座1上，所述底座1上还设有与所述滑槽18配合的限位柱20，所述限位柱20上套设有弹簧21。

本发明第一压板16和第二压板17上均设有滑槽18，限位柱20安装在滑槽18内，限位柱20上套设的弹簧21起到缓冲的作用。

请参照图3，所述第一压板16与所述叶片802的左顶端面806压合，所述第二压板17与所述叶片802的右顶端面807压合。

本发明的第一压板16用于与叶片802的左顶端面806压合，第二压板17用于与叶片802的右顶端面807压合，在第一压板16和第二压板17的作用下，实现对叶片802叶身的左右两端面的定位固定。

请参照图3，所述角向定位机构5包括角向定位块501、档位块502、定位滑块503和第一螺杆504，所述定位滑块503安装在所述第一螺杆504的末端，所述角向定位块501和档位块502上均开设有供所述第一螺杆504通过的螺纹孔。

本发明角向定位机构5的定位滑块503在第一螺杆504的拧动下，可以调节定位滑块503与叶身侧面805的距离，从而实现定位滑块503对待焊接零件8的侧面的固定。

所述角向定位机构5的数量为2个，固定在叶片802叶身的相对对称的两侧。

请参照图3，所述档位块502安装在所述底座1上，所述定位滑块503离所述底座1的高度大于所述档位块502的高度。

本发明的定位滑块503离底座1的高度大于档位块502的高度，是为了定位滑块503在档位块502中前后移动的时候起到限位的作用。

请参照图2-3，所述定位滑块503压合于所述叶片802的叶身侧面805中部。

本发明的定位滑块503的作用是对叶片802的叶身侧面805中部进行定位压紧。

请参照图3，所述压紧机构6包括压紧座601、压紧块602和第二螺杆603，所述压紧座601安装在所述底座1上，所述压紧座601上开设有供所述第二螺杆603通过的螺纹孔，所述压紧块602安装在所述第二螺杆603的末端。

本发明压紧机构6压紧块602在第二螺杆603的拧动作用下，能在压紧座601中能前后伸缩移动，调整压紧块602离叶片802叶身的距离，从而就能实现对叶身的两端面的压紧固定。

请参照图2-3，所述压紧块602压合于所述叶片802的叶身的两端面。

本发明的压紧块602用于压合叶片802的叶身的两端面。

本发明的薄壁钣金件801的冷却焊接装置的工作过程如下：

步骤一：对待焊接零件8的焊接位置进行坡口处理、清洗及试装，装夹自来水冷却系统的于焊接转台上，本发明的装置通过定位芯轴7安装到焊接转台上，所述自来水冷却系统用于对冷却水源入口401输入冷却水；

步骤二：再把待焊接零件8的叶片802主体装夹在本发明的焊接装置上，将叶片802的第一轴颈端803和第二轴颈端804安装在第一定位座2和第二定位座3之间，角向定位机构5压合在叶片802的叶身侧面805中部，压紧机构6压合在所述叶片802的叶身的两端面，型面定位冷却机构4压合在薄壁钣金件801的顶面，且使冷却水槽403与其顶面吻合；

步骤三：将保护气进气装置插装在叶片802主体一端卡槽9内，并连接好气体保护组件；

步骤四：确保冷却水源入口401连通自来水冷却系统，出水口连接上出水管，开通自来水冷却系统保持冷却水源流动，启动气体保护组件保持通气10到15分钟后，调节好焊接参数并开始焊接。通过自来水带走大部分焊接热量，从而减少了在焊接过程中发生的瞬态热变形。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。