焊接辅助设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开一种焊接辅助设备，包括：夹具组件，待焊接部件被夹持和固定在所述夹具组件上；支架，所述夹具组件可旋转地支撑在所述支架上；和定位装置，用于将所述夹具组件固定在多个不同的旋转位置处，以便使待焊接部件上的焊缝分别处于容易焊接的水平位置。与现有技术相比，本发明优点在于方便工件的组对，控制工件的焊接变形，工装主体可进行360度旋转，可在任意方向进行焊接操作，工装自身的翻转结合定位盘的定位，使所有焊缝均可以处于平焊位置，这样易于焊工操作，减轻了工人的劳动强度，保证了焊接质量。
【专利说明】焊接辅助设备
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接工装，尤其涉及一种用于焊接不规则部件的辅助设备。
【背景技术】
[0002]中国专利文献CN200810156636.X公开了一种可使焊接质量得到可靠保障的金属 薄板与不规则构件的焊接方法，其步骤为将金属薄板装夹在与不规格构件相对应的工装的 上、下模之间，使得金属薄板发生形变、与不规则构件的形状相对应，然后将不规则构件焊 接在处于上、下模之间的金属薄板上。上、下模由若干块金属板焊接而成。
[0003]中国专利文献CN200610086282.7公开的是一种特别适用轨道交通车辆主逆变箱 的不锈钢薄板箱盖与箱体的焊接加工工艺，以箱体和经下料开设塞焊孔去毛刺预加工处理 的箱盖为被焊接加工工件，依次包括箱盖与箱体的定位焊，沿工件箱盖周边与箱体塞焊和 箱盖表面平整处理步骤，以其所说箱盖周边塞焊，是在工件箱盖非焊接部位加压、冷却条件 下进行的；其表面平整处理步骤之后，还包括局部加热冷却矫正步骤为主要特征。是一种静 态金属压膜冷却压应力控制金属薄板构件焊接变形，及静态金属压膜压应力控制局部加热 冷却矫形的焊接加工工艺。塞焊是中间加两侧焊，且为间隙式对称焊。
[0004]由于不锈钢导热系数小，线膨胀系数大，焊接变形较大，薄板的焊接变形就更为复 杂，因而很难控制不规则薄板焊接件的焊接变形，加上下料成型的尺寸和形状误差的存在， 都会使产品质量更加难以满足设计要求，另外，产品组对过程复杂，稍有不慎就会产生组对 误差；焊工在整个焊接过程的劳动强度高，而且焊接难度高，焊接质量不容易得到保障，并 且焊接效率也相当低。
【发明内容】
[0005]本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
[0006]根据本发明的一个方面，提供一种焊接辅助设备，包括:夹具组件，待焊接部件被 夹持和固定在所述夹具组件上；支架，所述夹具组件可旋转地支撑在所述支架上；和定位 装置，用于将所述夹具组件固定在多个不同的旋转位置处，以便使待焊接部件上的焊缝分 别处于容易焊接的水平位置。
[0007]根据本发明的一个优选实施例，所述夹具组件包括:夹具主体；和压板，用于将待 焊接部件固定在夹具主体上。所述定位装置包括:定位盘，固定连接到所述夹具主体，所述 定位盘上具有布置在同一圆周上的多个定位孔；定位套管，设置在所述支架中，所述定位套 管能够与所述定位盘上的定位孔对齐；和定位插杆，能够经由定位套管插入所述定位盘上 的各个定位孔中，从而将所述夹具组件固定在多个不同的旋转位置处。
[0008]根据本发明的另一个优选实施例，所述夹具主体的形状与所述待焊接部件的形状 大致相匹配。
[0009]根据本发明的另一个优选实施例，所述待焊接部件包括需要相互焊接在一起的多 个不规则薄板件。[0010]根据本发明的另一个优选实施例，所述多个不规则薄板件被多个所述压板压靠和夹紧在所述夹具主体上。
[0011]根据本发明的另一个优选实施例，所述夹具主体上形成有多个断续的开槽，用于暴露出所述待焊接部件的位于夹具主体内侧的焊缝。
[0012]根据本发明的另一个优选实施例，所述夹具组件通过转轴和轴承旋转地支撑在所述支架上。
[0013]根据本发明的另一个优选实施例，所述夹具组件可绕其旋转轴线作360度自由旋转。
[0014]根据本发明的另一个优选实施例，所述定位盘焊接到所述夹具主体的一个端部。
[0015]根据本发明的另一个优选实施例，所述压板通过紧固件固定到所述夹具主体上。
[0016]与现有技术相比，本发明至少具有如下优点:
[0017]I)对待焊接部件主要设计结构特性进行模拟，可对符合工装主要结构特征的、进入组焊的部件的尺寸、形位公差进行检测及高精度定位；
[0018]2)将待焊接部件尺寸核对、组装和焊接三个工序结合起来，特点有三:1.将待焊接部件放置在工装上，既可以对部件尺寸进行检查，也可以使组对和装配变得简单易行；
2.工装主体可进行360度旋转，可在任意方向进行焊接操作，工装自身的翻转结合定位盘的定位，使所有焊缝均可以处于平焊位置，这样易于焊工操作，减轻了工人的劳动强度；
[0019]3)夹紧设计，可有效控制薄板焊接件的位移及变形；
[0020]4)夹具体本身断续开槽的设计使得所有部件间的焊缝通过一次装夹即可以全部焊完，既利于焊接变形的控制又极大的提高了生产效率，一次装夹和定位也利于满足产品尺寸要求，减少重复装夹引起的累积误差。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1显示根据本发明的一个实施例的焊接辅助设备的立体分解示意图；
[0022]图2显示根据本发明的一个实施例的焊接辅助设备的组装示意图；
[0023]图3显示图1和图2中的定位盘上的多个定位孔；
[0024]图4显示夹具组件旋转到第一位置并被定位在第一位置时的示意图；
[0025]图5显示夹具组件旋转到第二位置并被定位在第二位置时的示意图；
[0026]图6显示夹具组件旋转到第三位置并被定位在第三位置时的示意图；
[0027]图7显示图1和图2中的夹具主体的立体示意图，其中显示出其上的多个断续的开槽；和
[0028]图8显示图6中的圆圈A处的局部放大示意图。
【具体实施方式】
[0029]下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中相同或相似的标号表示相同或相似的元件。下面参考附图描述的实施例是示例性的，旨在解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0030]图1显示根据本发明的一个实施例的焊接辅助设备的立体分解示意图；和图2显示根据本发明的一个实施例的焊接辅助设备的组装示意图。[0031]如图1和图2所示，该焊接辅助设备主要包括:夹具主体1、压板2、定位盘4、定位 套管5和定位插杆6。
[0032]在图1和图2所示的实施例中，压板2用于将待焊接部件7固定在夹具主体I上， 从而使夹具主体1、压板2和待焊接部件7固定在一起。
[0033]在本发明的一个实施例中，夹具主体I的形状和其它结构特征可以根据要获得的 焊接部件7预先设计，从而使得夹具主体I的形状和其它结构特征与最终要获得的焊接部 件7理想形状和结构特征相匹配。
[0034]这样，通过对待焊接部件主要设计结构特性进行模拟，可对符合工装主要结构特 征的、进入组焊的部件的尺寸、形位公差进行检测及高精度定位。
[0035]在图1和图2所示的实施例中，夹具主体I的两端可旋转地支撑在支架3上，例如 通过转轴和轴承的方式转动地支撑在支架3上。在本发明的一个实施例中，夹具主体I可 绕其旋转轴线作360度自由旋转。
[0036]如图1和图2所示，定位盘4固定连接到夹具主体I的一端，例如通过焊接的方式 固定到夹具主体I的一端。因此，定位盘4、夹具主体1、压板2和夹持在夹具主体I上的待 焊接部件7—起旋转。
[0037]图3显示图1和图2中的定位盘上的多个定位孔。
[0038]如图1至图3所示，定位盘4上具有布置在同一圆周上的多个定位孔401-406，在 图示实施例中，具有6个定位孔，但是，本发明不局限于此，定位盘4上也可以具有更少或 更多个定位孔，并且，各个定位孔可以不分布在同一个圆周上，例如分布在多个不同的圆周 上，形成环绕多个圆周的定位孔阵列。
[0039]如图1至图3所示，定位套管5设置在支架3中，定位套管5能够与定位盘4上 的定位孔401-406对齐。在图示的实施例中，仅设置了一个定位套管5，是因为多个定位孔 401-406分布在同一圆周上。但是，当多个定位孔401-406分布在不同圆周上时，就需要提 供多个定位套管5，这些变化例，理应落入本发明的保护范围之内。
[0040]如图1至图3所示，定位插杆6插入定位套管5，并且能够经由定位套管5插入定 位盘4上的各个定位孔401-406中，从而将夹具主体I及其上的待焊接部件7固定在多个 不同的旋转位置处，以便使待焊接部件7上的焊缝711-713 (参见图4-8)分别处于容易焊 接的水平位置。
[0041]如图1所示，待焊接部件7可以包括需要相互焊接在一起的多个不规则薄板件 701-703(参见图4-8)。多个不规则薄板件701-703被多个压板2压靠和夹紧在夹具主体 I上。压板2可以通过紧固件8固定到夹具主体I上。
[0042]图4显示夹具主体I旋转到第一位置并被定位在第一位置时的示意图。
[0043]如图4所示，当夹具主体I旋转到图示的第一位置时，定位插杆6经由定位套管 5插入定位盘4上的第一插孔401，这样，夹具主体I以及其上的待焊接部件7就被定位在 第一旋转位置。如图所示，在该第一旋转位置，第一不规则薄板件701和第二不规则薄板 件702之间的焊缝711处于下部水平位置，这样，工人容易地对该焊缝711进行焊接。请注 意，这里焊缝711仅是说明之用，实际焊接时可能还有其它焊缝处于水平位置，这要取决于 待焊接部件7的结构特征。
[0044]图5显示夹具组件旋转到第二位置并被定位在第二位置时的示意图。[0045]如图5所示，当夹具主体I旋转到图示的第二位置时，定位插杆6经由定位套管5插入定位盘4上的第二插孔402，这样，夹具主体I以及其上的待焊接部件7就被定位在第二旋转位置。如图所示，在该第二旋转位置，第三不规则薄板件703和第二不规则薄板件702之间的焊缝712处于下部水平位置，这样，工人容易地对该焊缝712进行焊接。请注意，这里焊缝712仅是说明之用，实际焊接时可能还有其它焊缝处于水平位置，这要取决于待焊接部件7的结构特征。
[0046]图6显示夹具组件旋转到第三位置并被定位在第三位置时的示意图；图7显示图1和图2中的夹具主体的立体示意图，其中显示出其上的多个断续的开槽；和图8显示图6中的圆圈A处的局部放大示意图。
[0047]如图6-8所示，当夹具主体I旋转到图示的第三位置时，定位插杆6经由定位套管5插入定位盘4上的第三插孔403，这样，夹具主体I以及其上的待焊接部件7就被定位在第三旋转位置。如图所示，在该第三旋转位置，第一、第二和第三不规则薄板件701、702、703之间的朝内的焊缝713处于下部水平位置，这样，工人容易地对该焊缝713进行焊接。
[0048]但是，这些朝内的焊缝713原本被夹具主体I遮挡，不能焊接，但是在本发明中，如图7所示，在夹具主体I上形成有多个断续的开槽101，用于暴露出待焊接部件7的位于夹具主体I内侧的焊缝703。这样，就可以对这些焊缝703进行焊接。
[0049]需要说明的是，本发明的待焊接部件7的结构和形状可以千变万化，图示的实施例仅仅是说明之用。另外，夹具主体I可以定位在360度的任一旋转位置处，而不局限于图示的三个位置。
[0050]在本发明中，夹具主体I是保证待焊接部件尺寸的定位模具且是夹紧机构的力量承托体，组装时首先将待焊接部件7放置在夹具主体上，利用压紧装置的中若干块压板2将待焊接部件牢牢固定在夹具主体上同时检查待焊接部件与夹具主体之间的符合性，对超出夹具主体尺寸的待焊接部件按照夹具主体进行修整后再继续组装。压紧装置起到对待焊接部件的定位及夹紧作用，与夹具主体、待焊接部件形成一体并可以绕支架3上轴承座做360°旋转；支架在整个组装和焊接过程中起支撑作用，而定位盘4、定位套管5和定位插杆6起分度和旋转后的定位作用。
[0051 ] 实施焊接时，首先将定位套管5中的定位插杆拔出，然后旋转夹具主体I及其上面的待焊待焊接部件7到第一位置，然后将定位插杆6插入到定位盘4上的第一定位孔401中，这样整个工装即处于第一位置，其中的焊缝处于平焊位置，利于施焊。然后按照同样的方法，依次拔出定位插杆6、旋转工装使其处于第二位置，然后将定位插杆6插入到定位盘4的第二圆孔402 ;同样，第三位置对应定位盘4上的定位孔403 ;转到第三位置，利用夹具体主体本身断续开槽101的设计将原本被夹具主体遮挡的焊缝焊接完成，见放大图8。
[0052]通过组装和焊接工装的运用，成功实现了不规则薄板零部件间的组对、装配、尺寸检查和焊接，不但可以对待焊接部件下料尺寸、折弯成型尺寸进行检查，而且使整个组对和装配过程变得简单易行，既减轻了工人的劳动强度，又提高了部件组对和装配的精度，更为有利的是极大地减少了薄板焊接变形，制作完成后部件完全符合技术要求。开槽结构避免了两次装夹二引起的麻烦和额外变形。
[0053]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行变化。本发明的适用范围由所附权利要求及其等同物限定。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发 明的范围。
【权利要求】
1.一种焊接辅助设备，其特征在于，包括: 夹具组件(1、2)，待焊接部件(7)被夹持和固定在所述夹具组件上； 支架(3)，所述夹具组件可旋转地支撑在所述支架(3)上；和 定位装置(4、5、6)，用于将所述夹具组件固定在多个不同的旋转位置处，以便使待焊接部件(7)上的焊缝(711-713)分别处于容易焊接的水平位置。
2.根据权利要求1所述的焊接辅助设备，其特征在于， 所述夹具组件包括: 夹具主体(I);和 压板(2)，用于将待焊接部件(7)固定在夹具主体(I)上； 所述定位装置包括: 定位盘(4)，固定连接到所述夹具主体(I)，所述定位盘(4)上具有布置在同一圆周上的多个定位孔(401-406)； 定位套管(5)，设置在所述支架(3)中，所述定位套管(5)能够与所述定位盘(4)上的定位孔(401-406)对齐；和 定位插杆(6),能够经由定位套管(5)插入所述定位盘(4)上的各个定位孔(401-406)中，从而将所述夹具组件固定在多个不同的旋转位置处。
3.根据权利要求2所述的焊接辅助设备，其特征在于，所述夹具主体(I)的形状与所述待焊接部件(7)的形状大致相匹配。
4.根据权利要求3所述的焊接辅助设备，其特征在于，所述待焊接部件(7)包括需要相互焊接在一起的多个不规则薄板件(701-703)。
5.根据权利要求4所述的焊接辅助设备，其特征在于， 所述多个不规则薄板件(701-703)被多个所述压板(2)压靠和夹紧在所述夹具主体(I)上。
6.根据权利要求2所述的焊接辅助设备，其特征在于， 所述夹具主体(I)上形成有多个断续的开槽(101)，用于暴露出所述待焊接部件(7)的位于夹具主体(I)内侧的焊缝(703)。
7.根据权利要求2所述的焊接辅助设备，其特征在于，所述夹具组件通过转轴和轴承旋转地支撑在所述支架(3)上。
8.根据权利要求2所述的焊接辅助设备，其特征在于，所述夹具组件可绕其旋转轴线作360度自由旋转。
9.根据权利要求2所述的焊接辅助设备，其特征在于，所述定位盘(4)焊接到所述夹具主体(I)的一个端部。
10.根据权利要求2所述的焊接辅助设备，其特征在于，所述压板(2)通过紧固件(8)固定到所述夹具主体(I)上。
【文档编号】B23K37/047GK103447739SQ201210180028
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年6月1日 优先权日:2012年6月1日
【发明者】刘山, 任小省, 厉福海, 于学义 申请人:国家核电技术有限公司, 山东核电设备制造有限公司