一种应用于弯管焊接的全向冷却定位工装的制作方法

本发明涉及焊接工装技术领域，具体涉及一种应用于弯管焊接的全向冷却定位工装。

背景技术：

随着工业技术的不断发展，铝合金产品的应用范围也越来越广泛，由于它具有质量轻，散热性好等特点，使得工业上一些设备逐渐替代了传统的铁制品和不锈钢制品，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中已大量应用，随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展，焊接结构件的需求日益增多，使铝合金的焊接性研究也随之深入。铝合金的广泛应用促进了铝合金焊接技术的发展，同时焊接技术的发展又拓展了铝合金的应用领域，因此铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一。

铝合金在焊接过程中，不均匀的加热使得焊缝及其附近的温度很高，冷却后，焊缝就产生了不同程度的收缩和内应力(纵向内应力和横向内应力)，致使焊接结构产生各种变形，由于铝的热导率是钢的3倍，因此铝合金焊接变形的控制要比碳钢结构难度大。铝合金内部发生晶粒组织的转变所引起的体积变化也可能引起焊件的变形，这是产生焊接应力与变形的根本原因。而且铝材在焊接时温度大于200度，此时铝材性质会发红色、变脆，现有技术中几根铝材焊接时一般温度会大于300度。

因此，研制一种应用于弯管焊接的冷却定位工装尤为重要。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明公开一种应用于弯管焊接的全向冷却定位工装，能够解决现有工装缺少焊接过程的冷却功能，不利于焊接过程稳定进行的问题。对待焊接产品在焊接时进行冷却，保证在产品焊接时焊接点保持常温状态，从而避免产品因升温而导致的变质或变形等问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种应用于弯管焊接的全向冷却定位工装，包括用于支撑待焊接弯管的工装底座和用于向所述工装底座吹出冷风进行降温的风机，所述工装底座沿竖直方向延伸，待焊接弯管沿竖直方向固定在所述工装底座，在所述工装底座的底端部设置有用于支撑并冷却待焊接弯管的冷却支撑结构，所述冷却支撑结构沿竖直方向向上支撑待焊接弯管的底端，两个所述冷却支撑结构沿水平方向相向的固定待焊接弯管的两端，所述冷却支撑结构包括第一定位块，所述第一定位块固定连接所述工装底座的侧壁，所述第一定位块抵接待焊接弯管的底端面，两个所述第一定位块对称的设置在所述工作底座，且两个所述第一定位块相互固定连接。

进一步优选的，所述第一定位块的内部中空设置，所述第一定位块连通有第一冷却水进口，所述第一冷却水进口连通有冷却水泵，所述第一定位块还连通有第一冷却水出口，所述第一冷却水出口连通有回收水箱，所述冷却水泵和所述回收水箱连通。

进一步优选的，在所述工装底座的顶端部设置有用于定位待焊接弯管的定位支撑结构，所述定位支撑结构沿竖直方向向下抵接待焊接弯管的顶端部，在所述工装底座位于所述冷却支撑结构和所述定位支撑结构之间设置有定位夹紧结构，所述定位夹紧结构沿水平方向在所述工装底座的侧壁夹紧待焊接弯管的外侧壁，两个所述定位夹紧结构沿水平方向相向的固定待焊接弯管。

进一步优选的，所述冷却支撑结构还包括第二定位块，所述第二定位块固定连接所述工装底座的侧壁，所述第二定位块抵接待焊接弯管的两侧，两个所述第二定位块对称的设置在所述工作底座，且两个所述第二定位块相互固定连接。

进一步优选的，在所述第二定位块固定连接有转角气缸，所述转角气缸固定连接有转角定位块，所述转角气缸驱动所述转角定位转动以固定待焊接弯管的两侧，所述转角气缸连接有气缸开关。

进一步优选的，所述定位支撑结构包括第一延伸臂和第二延伸臂，所述第一延伸臂和所述工装底座转动连接，所述第二延伸臂和所述工装底座转动连接，所述第一延伸臂和所述第二延伸臂转动连接，所述第一延伸臂驱动所述第二延伸臂抵接待焊接弯管的顶端部。

进一步优选的，所述定位夹紧结构包括第三延伸臂和第四延伸臂，所述第三延伸臂和所述工装底座转动连接，所述第四延伸臂和所述工装底座转动连接，所述第三延伸臂和所述第四延伸臂转动连接，所述第三延伸臂驱动所述第四延伸臂抵接待焊接弯管的侧面。

进一步优选的，在所述第四延伸臂背离所述第三延伸臂的一端固定连接有冷却定位块，所述冷却定位块抵接待焊接弯管的侧面，所述冷却定位块和所述工装底座的侧面共同夹紧待焊接弯管，两个所述冷却定位块从待焊接弯管的两侧共同夹紧待焊接弯管。

进一步优选的，所述冷却定位块中空设置，所述冷却定位块连通有第二冷却水进口，所述第二冷却水进口连通有冷却水泵，所述冷却定位块还连通有第二冷却水出口，所述第二冷却水出口连通有回收水箱，所述冷却水泵和所述回收水箱连通。

进一步优选的，所述弯管采用铝合金材料制成。

本发明的有益效果为：

本发明应用于弯管焊接的全向冷却定位工装通过设置的冷却定位结构能够在待焊接弯管的底端部实现对待焊接弯管的支撑作用和冷却作用，具体的，冷却定位结构从待焊接弯管的底端和两侧同时实现待焊接弯管的支撑和冷却，能够减少焊接高温对待焊接弯管的影响；通过设置的定位支撑结构能够在待焊接弯管的顶端部实现对待焊接弯管的定位作用，具体的，定位支撑结构抵接待焊接弯管的顶端部，从而和冷却定位结构在待焊接弯管的两个端部同时实现定位和支撑，能够避免待焊接弯管的脱落；而且风冷装置，即风机的设计使得在焊接短管，避免了因水冷不够导致的冷却效果差的问题，配合使用，冷却效果更好；

本发明通过设置的定位夹紧结构能够在待焊接弯管的两侧的外侧壁和工装底座的侧壁同时实现对待焊接弯管的夹紧作用，具体的，定位夹紧结构在冷却定位结构和定位支撑结构装夹完成后，从待焊接弯管的外侧面进一步的定位待焊接弯管，能够减少待焊接弯管相对工装底座产生的翘曲变形。通过布置在工装底座上的冷却定位结构，在焊接过程及时冷却易变形区域的产品，使产品随时处在相对常温的状态下焊接，大大减少了因焊接热量带来的产品内应力，从而从源头上减少焊接变形；

本发明通过冷却定位块连通冷却水进口、冷却水出口、回收水箱、冷却水泵等设计对待焊接产品在焊接时进行冷却，保证在产品焊接时焊接点保持常温状态，从而避免产品因升温而导致的变质或变形等问题。该全向冷却定位工装具有结构简单、操作方便、散热效果好、工作效率高的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例的主视图；

图2是本发明实施例的立体图；

图3是本发明实施例的右视图；

图4是本发明实施例的后视图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

如图1至图4所示，本发明实施例所述应用于弯管焊接的全向冷却定位工装，包括用于支撑待焊接弯管的工装底座1和用于向所述工装底座1吹出冷风进行降温的风机，所述工装底座1沿竖直方向延伸，待焊接弯管沿竖直方向固定在所述工装底座1，在所述工装底座1的底端部设置有用于支撑并冷却待焊接弯管的冷却支撑结构2，所述冷却支撑结构2沿竖直方向向上支撑待焊接弯管的底端，两个所述冷却支撑结构2沿水平方向相向的固定待焊接弯管的两端，在所述工装底座1的顶端部设置有用于定位待焊接弯管的定位支撑结构3，所述定位支撑结构3沿竖直方向向下抵接待焊接弯管的顶端部，在所述工装底座1位于所述冷却支撑结构2和所述定位支撑结构3之间设置有定位夹紧结构4，所述定位夹紧结构4沿水平方向在所述工装底座1的侧壁夹紧待焊接弯管的外侧壁，两个所述定位夹紧结构4沿水平方向相向的固定待焊接弯管。

容易理解的，弯管采用铝合金材料制成。铝材在焊接时温度大于200度，此时铝材性质会发红色、变脆，现有技术中几根铝材焊接时一般温度会大于300度，在本实施例中向冷却支撑结构2里面注水，实现降温的目的，防止铝材性质改变。

通过设置的冷却定位结构能够在待焊接弯管的底端部实现对待焊接弯管的支撑作用和冷却作用，具体的，冷却定位结构从待焊接弯管的底端和两侧同时实现待焊接弯管的支撑和冷却，能够减少焊接高温对待焊接弯管的影响。

通过设置的定位支撑结构3能够在待焊接弯管的顶端部实现对待焊接弯管的定位作用，具体的，定位支撑结构3抵接待焊接弯管的顶端部，从而和冷却定位结构在待焊接弯管的两个端部同时实现定位和支撑，能够避免待焊接弯管的脱落。

通过设置的定位夹紧结构4能够在待焊接弯管的两侧的外侧壁和工装底座1的侧壁同时实现对待焊接弯管的夹紧作用，具体的，定位夹紧结构4在冷却定位结构和定位支撑结构3装夹完成后，从待焊接弯管的外侧面进一步的定位待焊接弯管，能够减少待焊接弯管相对工装底座1产生的翘曲变形。

为了实现冷却支撑结构2对待焊接弯管底端的支撑作用，所述冷却支撑结构2包括第一定位块21，所述第一定位块21固定连接所述工装底座1的侧壁，所述第一定位块21抵接待焊接弯管的底端面，两个所述第一定位块21对称的设置在所述工作底座，且两个所述第一定位块21相互固定连接。

为了实现冷却支撑结构2对待焊接弯管底端的冷却作用，所述第一定位块21的内部中空设置，所述第一定位块21连通有第一冷却水进口211，所述第一冷却水进口211连通有冷却水泵，所述第一定位块21还连通有第一冷却水出口212，所述第一冷却水出口212连通有回收水箱，所述冷却水泵和所述回收水箱连通。

为了实现冷却支撑结构2对待焊接弯管两端的固定和支撑作用，所述冷却支撑结构2还包括第二定位块22，所述第二定位块22固定连接所述工装底座1的侧壁，所述第二定位块22抵接待焊接弯管的两侧，两个所述第二定位块22对称的设置在所述工作底座，且两个所述第二定位块22相互固定连接。

为了进一步实现冷却支撑结构2对待焊接弯管两端的固定和支撑作用，在所述第二定位块22固定连接有转角气缸23，所述转角气缸固定连接有转角定位块24，所述转角气缸驱动所述转角定位转动以固定待焊接弯管的两侧，所述转角气缸连接有气缸开关25。

为了在竖直方向实现定位支撑结构3对待焊接弯管的定位作用，所述定位支撑结构3包括第一延伸臂31和第二延伸臂32，所述第一延伸臂31和所述工装底座1转动连接，所述第二延伸臂32和所述工装底座1转动连接，所述第一延伸臂31和所述第二延伸臂32转动连接，所述第一延伸臂31驱动所述第二延伸臂32抵接待焊接弯管的顶端部。

为了在待焊接弯管的侧面实现对待焊接弯管的夹紧作用，所述定位夹紧结构4包括第三延伸臂41和第四延伸臂42，所述第三延伸臂41和所述工装底座1转动连接，所述第四延伸臂42和所述工装底座1转动连接，所述第三延伸臂41和所述第四延伸臂42转动连接，所述第三延伸臂41驱动所述第四延伸臂42抵接待焊接弯管的侧面。

为了在待焊接弯管的侧面实现对待焊接弯管的冷却作用，在所述第四延伸臂42背离所述第三延伸臂41的一端固定连接有冷却定位块43，所述冷却定位块43抵接待焊接弯管的侧面，所述冷却定位块43和所述工装底座1的侧面共同夹紧待焊接弯管，两个所述冷却定位块43从待焊接弯管的两侧共同夹紧待焊接弯管。

为了进一步在待焊接弯管的侧面实现对待焊接弯管的冷却作用，所述冷却定位块43中空设置，所述冷却定位块43连通有第二冷却水进口431，所述第二冷却水进口431连通有冷却水泵，所述冷却定位块43还连通有第二冷却水出口432，所述第二冷却水出口432连通有回收水箱，所述冷却水泵和所述回收水箱连通。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。