专利名称：一种可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子束辅助热源作用连接方法的一种焊接夹具，属于焊接辅助工具领域。
背景技术：
对于某些材料，如复合材料，传统熔化焊接手段难以实现优良的连接效果，会产生金属烧损严重、界面反应，故需采用固相扩散焊等手段实现优良连接，但传统扩散焊除了对接头部位进行加热外，还需要对焊件整体进行加热，这样就会对焊件母材整体施加额外的热作用，影响母材的整体性能。故考虑只针对焊接接头部位进行局部热作用连接，而不对母材整体进行焊接加热，这就需要采用热源作用区域小的高能量密度焊接手段，如激光焊、电子束焊。但现有高能焊接设备不配套相应的施压辅助夹持工具，本发明即为一种小型的焊接辅助夹持工具，可实现薄板型焊件的局部热作用连接，同时可以在夹持过程中施加数值确定的持续的顶锻压力，使两焊接件界面紧密接触。
发明内容
本发明是要决某些材料传统熔化焊接技术时产生的金属烧损严重、界面反应等问题，从而提供了可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具。一种可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具由夹具外壳、夹具底座、垂直固定装置和水平固定装置构成，其中所述夹具外壳固定连接在夹具底座上，夹具外壳的两个相对的侧壁上设置有滑动导槽，夹具外壳的后壁上设置有限位孔，所述垂直固定装置设在夹具外壳内部前端，垂直固定装置由垂直固定杆和底部垫板构成，所述垂直固定杆两端通过紧固螺丝卡合在夹具外壳两侧壁上，底部垫板设在垂直固定杆正下方，其中，底部垫板上设有两个凸起的固定条并与垂直固定杆相对，所述水平固定装置设在夹具外壳内部后端，水平固定装置由限位螺丝、滑动前挡板、滑动后挡板和弹簧构成，其中，滑动前挡板的两端设置有前挡板凸起，滑动前挡板侧面设有第一弹簧限位销，滑动后挡板的两端设置有后挡板凸起，滑动后挡板侧面设有第二弹簧限位销，滑动前挡板两端的前挡板凸起与滑动后挡板的后挡板凸起都嵌入滑动导槽中，弹簧通过第一弹簧限位销与第二弹簧限位销固定在滑动前挡板与滑动后挡板之间，限位螺丝穿过限位孔顶靠在滑动后挡板上。工作原理本发明主要应用于需两侧界面紧密贴合的两块薄板焊接件的焊接过程。本发明焊接夹具主体材料采用具有铁磁性的304不锈钢，夹具底座材料采用不具有铁磁性的6061铝合金。用可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具进行焊接的方法如下—、将两块薄板焊接件分别放置在垂直固定装置垂直固定杆与底部垫板之间，调整两块薄板焊接件的相对位置，使得两块薄板焊接件的对接面的错边小于O. 2mm,并且对接面之间的缝隙小于O. 1_，通过垂直固定装置垂直固定杆与底部垫板保持两块薄板焊接件在垂直方向上的相对位置不变，然后通过调节紧固螺丝将垂直固定杆两端锁紧在夹具外壳两侧；二、通过水平固定装置限位螺丝、滑动前挡板、滑动后挡板和弹簧施加压力进行水平挤压；首先，通过调整滑动前挡板与滑动后挡板在滑动导槽中的相对距离来压缩滑动前挡板与滑动后挡板之间的弹簧，然后通过限位螺丝固定位置，当弹簧压缩达到固定收缩量时，便可得此时弹簧对母材接触面施加的压力，利用此压力以及已知的接触面面积，便可知接触面上产生的压强大小，将焊接电子束流采用上散焦模式打到两块薄板焊接件的对接面处进行焊接，同时添加圆形扫描，调整好各工艺参数，在设定的压力值下进行焊接试验；其中，所述弹簧自然长度L = 66mm,最大收缩量AL = 36mm,弹性系数K = 12. 7N/
mm,可提供的最大弹力F = 457. 2N,本夹具采用两根相同规格的弹簧,故最大可提供Fmax
=2F = 914. 4N的压力，即可以对焊接件施加的最大压强为
权利要求
1.一种可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具，其特征在于可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具由夹具外壳(I)、夹具底座(2)、垂直固定装置和水平固定装置构成，其中所述夹具外壳⑴固定连接在夹具底座⑵上，夹具外壳⑴的两个相对的侧壁上设置有滑动导槽(1-1)，夹具外壳(I)的后壁上设置有限位孔(1-2)，所述垂直固定装置设在夹具外壳(I)内部前端，垂直固定装置由垂直固定杆(3)和底部垫板(4)构成，所述垂直固定杆(3)两端通过紧固螺丝(3-1)卡合在夹具外壳(I)两侧壁上，底部垫板(4)设在垂直固定杆(3)正下方，其中，底部垫板(4)上设有两个凸起的固定条(4-1)并与垂直固定杆(3)相对，所述水平固定装置设在夹具外壳(I)内部后端，水平固定装置由限位螺丝(5)、滑动前挡板￠)、滑动后挡板(7)和弹簧(8)构成，其中，滑动前挡板(6)的两端设置有前挡板凸起￠-1)，滑动前挡板(6)侧面设有第一弹簧限位销￠-2)，滑动后挡板(7)的两端设置有后挡板凸起(7-1)，滑动后挡板(7)侧面设有第二弹簧限位销(7-2)，滑动前挡板(6)两端的前挡板凸起(6-1)与滑动后挡板(7)的后挡板凸起(7-1)都嵌入滑动导槽(1-1)中，弹簧(8)通过第一弹簧限位销(6-2)与第二弹簧限位销(7-2)固定在滑动前挡板(6)与滑动后挡板(7)之间，限位螺丝(5)穿过限位孔(1-2)顶靠在滑动后挡板(7)上。
2.根据权利要求1所述的一种可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具，其特征在于夹具外壳(I)主体材料采用不具有铁磁性的不锈钢。
3.根据权利要求1所述的一种可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具，其特征在于夹具底座(2)材料采用不具有铁磁性的6061铝合金。
4.根据权利要求1所述的一种可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具，其特征在于底部垫板(4)材料采用不具有铁磁性的6061铝合金。
5.根据权利要求1所述的一种可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具，其特征在于可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具自身长为IOOmm 300mm、宽为IOOmm 200mm、高为 30mm 50mm。
6.根据权利要求1所述的一种可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具，其特征在于滑动前挡板￠)、滑动后挡板(7)长度为90mm。
全文摘要
一种可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具，本发明涉及电子束辅助热源作用连接方法的一种焊接夹具。本发明是要决某些材料传统熔化焊接技术时产生的金属烧损严重、界面反应等问题，从而提供了可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具。一种可施加压力进行电子束辅助热作用连接的工具由夹具外壳、夹具底座、垂直固定装置和水平固定装置构成。工作原理本发明的焊接夹具的使用是通过对母材接触面施加一定压力，同时利用散焦电子束对焊缝进行圆形扫描，往复扫描多次并控制焊接速度，进而实现增加焊接温度和保温时间的效果，即以散焦电子束作为热源，实现母材的局部连接。属于焊接辅助工具领域。
文档编号B23K37/04GK103008950SQ20121054354
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月14日 优先权日2012年12月14日
发明者陈国庆, 张秉刚, 王廷, 冯吉才, 甄公博 申请人:哈尔滨工业大学