一种新型焊接装置制造方法
【专利摘要】本发明提出一种新型焊接装置，焊枪本体的后方设有对准工件上凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属进行超声波冲击的超声波冲击装置。如此，本发明的超声波冲击装置与焊枪本体同步随同移动，焊接时，沿被焊工件厚度方向在熔池后方一定位置凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属施以超声波频率的冲击，通过超声波的激振力作用，对处于冷凝收缩状态的金属进行冲击来产生塑性延展，补偿在加热过程中产生的压缩塑性应变，进而减小焊接变形；还可细化焊缝金属组织和改变晶粒结晶的方向性，使组织趋于更加均匀的状态，与现有技术相比，本发明有效消除了焊缝处金属的应力和变形，工件不易变形且焊接强度，结构简单可靠，易于实现自动化。
【专利说明】一种新型焊接装置【技术领域】
[0001]本发明涉及焊接【技术领域】，具体涉及一种有效消除焊接残余应力和变形的新型焊接装置。
【背景技术】
[0002]铝及其合金是有色金属中用途较广的金属之一，铝合金材料具有较高的比强度、耐腐蚀、良好的导电导热性以及可焊接性等优点。而薄板类铝合金结构具有重量轻、工艺性能好(易加工、易成型)、连接方便等特点，因而代替了传统钢结构，被广泛地应用于各种焊接结构产品中。我国在铝合金型材的生产和使用方面也得到长足进步，其市场竞争力不断提高，近年来在航天、航空、化工、电器及机械制造等领域中获得了广泛地应用，例如船舶、大型压力容器、飞机蒙皮等领域，因而铝合金型材在国民经济中占有重要的地位。但铝合金本身固有的热、力学性能，如较大的线膨胀系数，较高的热导率等特性，使得在焊接加工技术应用于铝合金薄板结构件时，表现出焊接变形大、热裂倾向严重、焊接接头软化等缺点。过大的焊接变形很难保证尺寸的稳定性，增加了后续矫正和修补的工序和难度，影响了生产的正常周期，造成一定程度的浪费和经济损失。而焊接残余应力是引起焊接变形和产生热裂纹的直接原因，同时会降低焊接结构的使用寿命和承载能力。
[0003]当前为了降低残余应力，防治焊接应力及变形，主要从力学因素方面着手。传统的控制方法采用焊后消除应力的措施，需要外加能量大、实施困难、成本高。现代的控制理论采用随焊控制，主要是通过改善焊接过程中的应力状态来达到控制焊接应力及变形的目的。国内外学者采用了大量的方法来控制焊接应力及变形，如机械拉伸法、静态温差拉伸法、随焊碾压法、随焊锤击法、随焊冲击碾压法等，但这几种方法也都存在各自的缺点。如机械拉伸法，在应用时受结构形式限制较大，针对不同的构件，需要采取不同的夹具，这样就增加了生产成本，并降低了生产效率。静态温拉伸法对于横向收缩变形，无能为力，不适合于诸如法兰、舱口等含有封闭 焊缝的结构焊接。随焊碾压法由于碾压设备庞大，而且焊接过程中由于焊枪与碾压轮距离过近，存在打弧和相互干扰的问题，故实际应用效果大打折扣；随焊锤击法和随焊冲击碾压法对于有一定厚度的结构或硬质合金而言，难以提供足够大的机械冲击力，导致控制焊接应力变形的效果不佳。同时，过大的机械冲击力又势必会影响到焊接电弧以及焊接熔池的稳定性，导致焊缝成型不良。这两种焊接方法的最大缺点在于会在焊件的表面产生不均匀的冲击痕迹，这对于表面质量要求较高的焊接结构来说是不适合的。
[0004]为此，中国发明专利CN200980130008.7公开一种改善焊接接头疲劳特性的冲击处理方法，其在焊缝的焊趾附近的母材金属材料表面，一边按压冲击销一边使之沿焊接线方向相对移动操作，从而实施锤击处理或超声波冲击处理，所述冲击处理方法的特征在于:作为所述冲击销，使用顶端曲率半径在金属材料厚度的1/2以下且为2~IOmm的冲击销；从所述焊缝的焊趾至冲击处理位置中心的距离为所述冲击销的顶端曲率半径的2.5倍以内；且在直至所述冲击销于冲击处理中不与焊接金属接触这一范围的母材金属材料表面，实施所述锤击或超声波冲击处理，从而利用所述冲击销产生残余塑性变形，使得冲击痕的槽深度为0.1?2mm、并在该冲击销的顶端曲率半径以下、且为所述金属材料的厚度的1/10以下，冲击痕的宽度为1.5?15mm、且在所述槽深度的5倍以上。并公开一种改善焊接接头疲劳特性的冲击处理装置，其用于在焊缝的焊趾附近的母材金属材料表面，一边按压冲击销一边使之沿焊接线方向相对移动操作，从而实施锤击处理或超声波冲击处理，该冲击处理装置的特征在于，配设有:焊趾位置检测部，其检测具有所述焊接接头的被处理材料的焊缝的焊趾位置；处理机构部，其实施通过所述冲击销进行的锤击处理或超声波冲击处理；支承按压机构部，其支承所述处理机构部，并且将所述冲击销按压在距所述被处理材料的焊缝的焊趾规定距离的母材金属材料表面；装置基部，其载置所述支承按压机构部或被处理材料中的一方；以及移动机构部，其搭载着所述支承按压机构部或被处理材料中的另一方，且自身载置于所述装置基部，并根据由所述焊接焊趾位置检测部检测得到的焊缝的焊趾位置，使所述处理机构部相对于所述被处理材料沿焊接线方向相对移动。还公开一种耐疲劳特性优良的焊接结构件，其根据焊接结构件的构造及负荷状况，可以特定疲劳裂纹发生危险部的焊接部或者焊缝，至少在所述特定焊缝的焊趾附近的金属材料表面形成有所述特定焊缝的长度的90%以上的长度、且由锤击处理或超声波冲击处理的冲击销产生的连续冲击痕，关于所述冲击痕，其宽度方向中央位置和所述特定焊缝的焊趾的距离为其槽底的曲率半径的2.5倍以内，且形成于直至不与所述特定焊缝相接触这一范围的金属材料表面，并且其槽深度为0.1?2mm、并在所述槽底的曲率半径以下、且为所述金属材料的厚度的1/10以下，其宽度为1.5?15mm、且在所述槽深度的5倍以上。但是该发明只是简单利用超声波的冲击原理对已经焊接完成的焊接处进行超声波冲击，并不能一贯地消除焊缝处金属的应力和变形，效果并不显著，工件仍会出现变形和强度弱等问题。
[0005]鉴于此，本案发明人对上述问题进行深入研究，遂有本案产生。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种有效消除焊接残余应力和变形，提高了焊接强度，且保持工件原有力学性能好的新型焊接装置。
[0007]为了达到上述目的，本发明采用这样的技术方案:
[0008]一种新型焊接装置，包括焊枪本体，所述焊枪本体的后方设有对准工件上凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属进行超声波冲击的超声波冲击装置。
[0009]还包括机架，和放置工件的工作台，所述工作台设于所述机架上；上述焊枪本体和超声波冲击装置设于所述机架上，并处于所述工作台上方由上至下对应工作台。
[0010]上述工作台水平设置，上述超声波冲击装置竖直设置；所述工作台配设有移动传动机构，并通过此移动传动机构与上述机架连接；所述工作台的工作表面配设有夹持工件的工件夹具。
[0011 ] 上述移动传动机构包括传动上述工作台进退的纵向传动机构，和调节工作台垂直于进退方向移动的横向传动机构。
[0012]上述纵向传动机构包括沿上述工作台进退方向与上述机架枢接的纵向丝杆，与纵向丝杆相匹配的滑块，两分设于纵向丝杆两侧并与纵向丝杆平行的导向杆，两分别与两导向杆相匹配的导向滑块，对纵向丝杆进行驱动的电机，和对电机进行控制的进退控制器；上述横向传动机构包括设于所述滑块、两导向滑块上的横向导轨，形成于所述工作台下方并与横向导轨相匹配的滑槽，和横向驱动所述工作台的横向丝杆，所述横向丝杆的操作端配设有手摇驱动把手；所述滑块、两所述导向滑块连接于所述横向导轨的下方。
[0013]上述焊枪本体为钨极氩弧焊焊枪，配设有氩气瓶、焊接电源和循环水冷装置；上述工作台的工作表面嵌设有对应垫于工件下方的导热铜垫板，此导热铜垫板对应工件的焊缝形成有焊缝成型槽。
[0014]上述焊枪本体通过可调整焊枪本体空间位置的焊枪夹具与上述机架连接；上述超声波冲击装置通过可调整超声波冲击装置空间位置的超声波夹具与所述机架连接。
[0015]上述焊枪本体包括直柄焊枪，上述焊枪夹具包括直柄焊枪夹具；所述直柄焊枪夹具包括夹具支架和夹持机构一，所述夹具支架呈T形，包括横向延伸的横竖板，和纵向延伸并连接于横竖板中部的纵竖板；上述机架具有横向框架，所述横向框架形成有横向延伸的条形透孔一，所述横竖板通过螺栓一穿过所述条形透孔一与所述横向框架锁紧；所述夹持机构一包括两个分设于所述纵竖板两侧的夹爪，两所述夹爪通过同一螺栓二与所述纵竖板枢接在一起，两所述夹爪的自由端形成有相配合包夹所述直柄焊枪的圆弧形部，且至少其一所述圆弧形部配设有抵顶直柄焊枪至另一圆弧形部内侧的抵顶螺栓，所述圆弧形部的内径大于所述直柄焊枪相应的被夹持部的外径；
[0016]上述超声波夹具包括与所述机架连接的水平连接板，与水平连接板连接的水平底座，和匹配套设于上述超声波冲击装置外并与水平底座连接的竖直套筒；所述水平连接板通过螺栓与所述机架固定连接在一起；所述水平连接板形成有纵向延伸的条形透孔二，所述水平底座通过螺栓三穿过所述条形透孔二与所述水平连接板锁紧，所述水平底座形成有供所述超声波冲击装置匹配穿过的通孔；所述竖直套筒一端对应所述通孔与所述水平底座固定连接在一起，另一端与所述超声波冲击装置固定连接在一起。
[0017]上述超声波冲击装置包括对工件上凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属进行超声波冲击的冲击头，驱动冲击头以超声波频率震动的冲击驱动装置，和对冲击驱动装置进行控制的超声波控制器。
[0018]上述焊枪本体的枪头与上述冲击头的距离为10_50mm ;所述冲击头的端部为球形，直径为6-10mm ;所述枪头与工件的距离为2_3mm。
[0019]采用上述技术方案后，本发明的新型焊接装置，突破传统焊接装置的构造形式，通过超声波冲击装置与焊枪本体同步随同移动，在焊接过程中，沿被焊工件厚度方向在熔池后方一定位置上凝固的尚未恢复强度的高温(400°C以上)焊缝金属施以超声波频率的冲击，并且超声波冲击装置与焊枪本体相对于工件随动，通过超声波的激振力作用，对处于冷凝收缩状态的焊缝金属进行冲击，产生纵向塑性延展，补偿在加热过程中产生的压缩塑性应变，使焊接过程中瞬态应力降低，进而减小焊接变形;本发明从力学角度减小焊接应力及变形的同时，又利用了超生波的高频率的脉动能量对处于具有塑性的凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属的作用，兼顾了振动焊接的特点，可以被用来改善焊缝处金属结晶形态、打碎粗大的树枝晶、细化焊缝金属组织，并改变晶粒结晶的方向性，使组织趋于更加均匀的状态，从冶金角度提高焊接处的力学性能。与现有技术相比，本发明的新型焊接装置，其有效消除了焊缝处金属的不均匀塑性变形引起的焊接残余应力和变形，提高了焊接强度，且保持工件原形性能好，结构简单可靠、新颖合理、受焊接空间限制小、焊接效率高，超声振动的大小调节方便，易于实现自动化，实用性强。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本发明的简易结构示意图；
[0021]图2为本发明的平面结构示意图；
[0022]图3为图2另一状态的结构示意图；
[0023]图4为图2的俯视结构示意图；
[0024]图5为图2的左视结构示意图。
[0025]图中:
[0026]1-焊枪本体11-氩气瓶
[0027]12-焊接电源13-循环水冷装置
[0028]14-配重块
[0029]2-超声波冲击装置21-冲击头
[0030]22-冲击驱动装置23-超声波控制器
[0031]3-机架31-横向框架
[0032]311-条形透孔一
[0033]4-工作台41-导热铜垫板
[0034]411-焊缝成型槽
[0035]5-移动传动机构51-纵向传动机构
[0036]511-纵向丝杆512-滑块
[0037]513-导向杆514-导向滑块
[0038]515-电机516-进退控制器
[0039]52-横向传动机构521-横向导轨
[0040]522-滑槽523-横向丝杆
[0041]524-手摇驱动把手6-工件夹具
[0042]7-焊枪夹具71-直柄焊枪夹具
[0043]711-夹具支架7111-横竖板
[0044]7112-纵竖7113-螺栓一
[0045]712-夹持机构7121-夹爪
[0046]7122-圆弧形部7123-抵顶螺栓
[0047]7124-螺栓72-非直柄焊枪夹具
[0048]8-超声波夹81-水平连接板
[0049]811-条形透孔二82-水平底座
[0050]821-螺栓三83-竖直套筒
[0051]9-工件
【具体实施方式】
[0052]为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例进行详细阐述。
[0053]本发明的一种新型焊接装置，如图1-5所示，包括焊枪本体I和超声波冲击装置2。定义朝向工件9的方向为前方，反方向为后方，工件9与焊枪本体I相对运动的方向为进退方向(纵向)，在水平面内垂直于进退方向的方向为横向。
[0054]超声波冲击装置2设于焊枪本体I的后方，对准工件9上凝固的尚未恢复强度的高温(400°C以上)焊缝金属进行超声波冲击。通过超声波冲击装置2与焊枪本体I同步随同移动，直至超声波冲击装置2走出待焊工件9为止，在焊接过程中，沿被焊工件9厚度方向在熔池后方一定位置处凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属施以超声波频率的冲击，并且超声波冲击装置2与焊枪本体I相对于工件9随动，通过超声波的激振力作用，对处于冷凝收缩状态的焊缝金属进行冲击来产生向四周尤其是纵向扩散的塑性延展，补偿在加热过程中产生的压缩塑性应变，减少了焊缝的收缩量，使焊接过程中瞬态应力降低，进而减小焊接变形；本发明从力学角度减小焊接应力及变形的同时，又利用了超生波的高频率的脉动能量对处于高温下具有易塑性变形凝固的焊缝金属的作用，兼顾了振动焊接的特点，可以被用来改善焊缝处金属结晶形态、打碎粗大的树枝晶、细化焊缝金属组织，并改变晶粒结晶的方向性，使组织趋于更加均匀的状态，从冶金角度提高焊缝的力学性能。
[0055]优选地，还包括机架3，和放置工件9的工作台4，工作台4设于机架3上；焊枪本体I和超声波冲击装置2设于机架3上，并处于工作台4上方由上至下对应工作台4，工件9放置于工作台4上，焊枪本体I和超声波冲击装置2均布置于焊缝的正上方位置，沿焊缝中心线纵向排列设置。具体结构可为，机架3为可移动式，主要包括架体和配重块14。架体的四个脚上各配有一根由螺栓和两个螺母组成的高度调节机构(图中未示出)。将架体的四个脚穿过螺栓固定于两个螺母中间，通过调节螺母可以根据实际要求来调整整个机架3的高度，待达到指定高度后锁紧上螺母便可以固定，结构简单实用。具体可采用两块配重块14来增加机架3的刚性及稳定性，配重块14通过螺栓固定于机架3上。
[0056]优选地，工作台4水平设置，超声波冲击装置2竖直设置；工作台4配设有移动传动机构5，并通过此移动传动机构5与机架3连接；工作台4的工作表面配设有夹持工件9的工件夹具6。在工作时，工件9水平放置于工作台4上，工件夹具6将工件9夹持固定，在移动传动机构5的驱动下，工作台4带动工件9相对于焊枪本体I和超声波冲击装置2进行适当移动，实现焊枪本体I对工件9的焊接，和超声波冲击装置2对凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属进行冲击。具体结构可为，工件夹具6为琴键夹具。具体操作参数可为，横向移动距离的范围为0-200mm，最大移动距离为200mm ;纵向移动范围为0_410mm，最大的移动距离为410_，根据被焊工件9的长度可适当增加。
[0057]优选地，移动传动机构5包括传动工作台4进退的纵向传动机构51，和调节工作台4垂直于进退方向移动的横向传动机构52。即纵向传动机构51可调节工作台4带动工件9来实现焊接过程中的进给和倒退，横向传动机构52可调节工作台4带动工件9来实现横向位置的移动调节，进而调节实现工件9与焊枪本体I和超声波冲击装置2相对应。
[0058]优选地，纵向传动机构51包括沿工作台4进退方向与机架3枢接的纵向丝杆511，与纵向丝杆511相匹配的滑块512，两分设于纵向丝杆511两侧并与纵向丝杆511平行的导向杆513,两分别与两导向杆513相匹配的导向滑块514,对纵向丝杆511进行驱动的电机515，和对电机515进行控制的进退控制器516，导向杆513的两端与机架3连接在一起；横向传动机构52包括设于滑块512、两导向滑块514上的横向导轨521，形成于工作台4下方并与横向导轨521相匹配的滑槽522,和横向驱动工作台4的横向丝杆523,横向丝杆523的操作端配设有手摇驱动把手524 ;滑块512、两导向滑块514连接于横向导轨521的下方。进退控制器516控制下电机515的转动速率和方向，以响应的速度和方向驱动纵向丝杆511转动，纵向丝杆511驱动滑块512带动横向传动机构52、工作台4和工件9依靠导向滑块514与导向杆513的配合滑动来实现焊接过程中的进给和倒退；摇动手摇驱动把手524，驱动横向丝杆523转动，横向丝杆523驱动工作台4带动工件9依靠滑槽522与横向导轨521的配合滑动来实现横向位置的移动调节，进而调节工件9与焊枪本体I和超声波冲击装置2相对应。具体结构可为，每一根导向杆513上有两个平衡均布的导向滑块514，滑槽522为燕尾槽，横向导轨521与滑槽522相匹配。
[0059]优选地，焊枪本体I为钨极氩弧焊焊枪，配设有氩气瓶11、焊接电源12和循环水冷装置13 ;工作台4的工作表面嵌设有对应垫于工件9下方的导热铜垫板41，此导热铜垫板41对应工件9的焊缝形成有焊缝成型槽411。
[0060]为了增强焊枪本体I和超声波冲击装置2的可调节性能，优选地，焊枪本体I通过可调整焊枪本体I空间位置的焊枪夹具7与机架3连接；超声波冲击装置2通过可调整超声波冲击装置2空间位置的超声波夹具8与机架3连接。
[0061]优选地，焊枪本体I包括直柄焊枪和非直柄的普通焊枪(图中未示出)，焊枪夹具7包括直柄焊枪夹具71 ;直柄焊枪夹具71包括夹具支架711和夹持机构一 712，夹具支架711呈T形，包括横向延伸的横竖板7111，和纵向延伸并连接于横竖板7111中部的纵竖板7112 ;机架3具有横向框架31,横向框架31形成有横向延伸的条形透孔一 311,横竖板7111通过螺栓一 7113穿过条形透孔一 311与横向框架31锁紧；夹持机构一 712包括两个分设于纵竖板7112两侧的夹爪7121，两夹爪7121通过同一螺栓二 7124与纵竖板7112枢接在一起，两夹爪7121的自由端形成有相配合包夹直柄焊枪形式的焊枪本体I的圆弧形部7122，且至少其一圆弧形部7122配设有抵顶直柄焊枪至另一圆弧形部7122内侧的抵顶螺栓7123，圆弧形部7122的内径大于所述直柄焊枪相应的被夹持部的外径；
[0062]超声波夹具8包括与机架3连接的水平连接板81，与水平连接板81连接的水平底座82，和匹配套设于超声波冲击装置2外并与水平底座82连接的竖直套筒83 ;水平连接板81通过螺栓与机架3固定连接在一起；水平连接板81形成有纵向延伸的条形透孔二 811，水平底座82通过螺栓三821穿过条形透孔二 811与水平连接板81锁紧，水平底座82形成有供超声波冲击装置2匹配穿过的通孔；竖直套筒83 —端对应所述通孔与水平底座82固定连接在一起，另一端与超声波冲击装置2固定连接在一起。
[0063]两夹爪7121的圆弧形部7122的内径大于直柄焊枪形式的焊枪本体I相应的被夹持部的外径，可保证焊枪本体I在旋松抵顶螺栓7123后，即可调节直柄焊枪形式的焊枪本体I向下伸缩的长度，完成后旋紧锁固即可，还可通过旋松螺栓二 7124来同时旋转两夹爪7121并带动直柄焊枪形式的焊枪本体I转动,来调节焊枪本体I的倾斜角度，以适应实际需要；在旋松螺栓一 7113后，直柄焊枪形式的焊枪本体I可通过直柄焊枪夹具71依靠螺栓一7113与条形透孔一 311的配合横向移动，来实现横向调节直柄焊枪形式的焊枪本体I的位置；
[0064]在旋松螺栓三821后，超声波冲击装置2可通过超声波夹具8依靠螺栓三821与条形透孔二 811的配合纵向移动，来实现纵向调节超声波冲击装置2的位置及其与焊枪本体I间距的目的；在工作时，水平底座82和竖直套筒83可有效固定超声波冲击装置2，并起到导向作用，水平底座82的通孔可作为超声波冲击装置2的冲击轨道。可根据要求调节超声波冲击装置2的伸缩长度，也可根据超声波冲击装置2的长短来选择将水平底座82设置于水平连接板81的上方或下方。具体结构可为，水平连接板81形成有供焊枪本体I和超声波冲击装置2活动的弧形凹口，水平底座82为板状，呈“凸”字形，两端通过延伸的副板搭设于弧形凹口两侧，且弧形凹口两侧均与水平底座82的两副板通过条形透孔二 811和螺栓三821配合连接，各装置不会形成干涉，相对位置可任意调整。
[0065]优选地，超声波冲击装置2包括对工件9上凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属进行超声波冲击的冲击头21，驱动冲击头21以超声波频率震动的冲击驱动装置22，和对冲击驱动装置22进行控制的超声波控制器23。在超声波控制器23的控制下，冲击驱动装置22对冲击头21进行驱动，使冲击头21以超声波频率振动，并对应工件9上凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属进行冲击。
[0066]为了使焊枪本体I对工件9进行有效焊接，超声波冲击装置2对工件9上凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属进行有效冲击，优选地，焊枪本体I的枪头与冲击头21的距离为10-50mm ;冲击头21的端部为球形，直径为6_10mm ;焊枪本体I的枪头与工件9的距离为2-3_。焊枪本体I的枪头与冲击头21的距离越近越好，焊枪本体I后方的金属刚凝固，尚处于高温(高温下金属的屈服极限σ s极低)，这样只需用比较小的冲击力冲击焊缝金属，便可起到对焊缝的塑性延展作用。但是不能太近，如果太近焊缝金属尚处于熔融状态，此刻若进行冲击，很容易将焊缝击穿。如果焊枪本体I的枪头与冲击头21的距离太远，焊缝金属完全恢复强度，σ s大大提高，这样即便用再大的力也无法对焊缝进行塑性延展，达不到预期的效果。一般情况下，如果超声波冲击装置2要对焊缝金属起到塑性延展作用，需控制焊枪本体I的枪头与冲击头21的距离为10-50mm之间的效果较好。具体的最佳距离根据待焊工件9的材料、大小以及厚度来确定。
[0067]本发明的新型焊接装置，焊枪本体的枪头与冲击头的具体距离可根据实际要求进行调整和设计；冲击头端部的形状和尺寸等也可根据实际要求进行调整和设计；焊枪本体的枪头与工件的具体距离可根据实际要求进行调整和设计；超声波冲击装置至少包括冲击头、冲击驱动装置和超声波控制器，可根据实际配设其它部件，如变幅杆、减震片等，更广义地讲，超声波冲击装置的形式也可根据实际要求进行选取和设计；水平连接板、水平底座和竖直套筒的具体形状和尺寸等可根据实际要求进行调整和设计，更广义地讲，超声波夹具的形式也可根据实际要求进行调整和设计；焊枪夹具优选包括直柄焊枪夹具和普通焊枪夹具，可根据实际要求选取直柄焊枪和/或普通焊枪进行使用，焊枪本体的形式可根据实际要求进行选取和设计；纵向传动机构和横向传动机构的形式也可根据实际要求进行调整和设计，更广义地讲，移动传动机构的形式也可根据实际要求进行调整和设计；工价夹具优选为琴键夹具，其形式也可根据实际要求进行调整和设计；工作台、机架的具体形式及其与焊枪本体和超声波冲击装置的具体位置关系和连接形式可根据实际要求进行调整和设计，如机架具体可包括用于承载工作台的平台机架，和用于承载焊枪本体和超声冲击装置的焊接机架，且平台机架和焊接机架的具体形式也可根据实际要求进行调整和设计；各螺栓连接处的螺栓数量和分布形式等可根据实际要求进行调整和设计。
[0068]本发明的产品形式并非限于本案图示和实施例，任何人对其进行类似思路的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
【权利要求】
1.一种新型焊接装置，包括焊枪本体，其特征在于:所述焊枪本体的后方设有对准工件上凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属进行超声波冲击的超声波冲击装置。
2.根据权利要求1所述的一种新型焊接装置，其特征在于:还包括机架，和放置工件的工作台，所述工作台设于所述机架上；上述焊枪本体和超声波冲击装置设于所述机架上，并处于所述工作台上方由上至下对应工作台。
3.根据权利要求2所述的一种新型焊接装置，其特征在于:上述工作台水平设置，上述超声波冲击装置竖直设置；所述工作台配设有移动传动机构，并通过此移动传动机构与上述机架连接；所述工作台的工作表面配设有夹持工件的工件夹具。
4.根据权利要求3所述的一种新型焊接装置，其特征在于:上述移动传动机构包括传动上述工作台进退的纵向传动机构，和调节工作台垂直于进退方向移动的横向传动机构。
5.根据权利要求4所述的一种新型焊接装置，其特征在于:上述纵向传动机构包括沿上述工作台进退方向与上述机架枢接的纵向丝杆，与纵向丝杆相匹配的滑块，两分设于纵向丝杆两侧并与纵向丝杆平行的导向杆，两分别与两导向杆相匹配的导向滑块，对纵向丝杆进行驱动的电机，和对电机进行控制的进退控制器；上述横向传动机构包括设于所述滑块、两导向滑块上的横向导轨，形成于所述工作台下方并与横向导轨相匹配的滑槽，和横向驱动所述工作台的横向丝杆，所述横向丝杆的操作端配设有手摇驱动把手；所述滑块、两所述导向滑块连接于所述横向导轨的下方。
6.根据权利要求5所述的一种新型焊接装置，其特征在于:上述焊枪本体为钨极氩弧焊焊枪，配设有氩气瓶、焊接电源和循环水冷装置；上述工作台的工作表面嵌设有对应垫于工件下方的导热铜垫板，此导热铜垫板对应工件的焊缝形成有焊缝成型槽。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种新型焊接装置，其特征在于:上述焊枪本体通过可调整焊枪本体空间位置的焊枪夹具与上述机架连接；上述超声波冲击装置通过可调整超声波冲击装置空间位置的超声波夹具与所述机架连接。
8.根据权利要求7所述的一种新型焊接装置，其特征在于:上述焊枪本体包括直柄焊枪，上述焊枪夹具包括直柄焊枪夹具；所述直柄焊枪夹具包括夹具支架和夹持机构一，所述夹具支架呈T形，包括横向延伸的横竖板，和纵向延伸并连接于横竖板中部的纵竖板；上述机架具有横向框架，所述横向框架形成有横向延伸的条形透孔一，所述横竖板通过螺栓一穿过所述条形透孔一与所述横向框架锁紧；所述夹持机构一包括两个分设于所述纵竖板两侧的夹爪，两所述夹爪通过同一螺栓二与所述纵竖板枢接在一起，两所述夹爪的自由端形成有相配合包夹所述直柄焊枪的圆弧形部，且至少其一所述圆弧形部配设有抵顶直柄焊枪至另一圆弧形部内侧的抵顶螺栓，所述圆弧形部的内径大于所述直柄焊枪相应的被夹持部的外径； 上述超声波夹具包括与所述机架连接的水平连接板，与水平连接板连接的水平底座，和 匹配套设于上述超声波冲击装置外并与水平底座连接的竖直套筒；所述水平连接板通过螺栓与所述机架固定连接在一起；所述水平连接板形成有纵向延伸的条形透孔二，所述水平底座通过螺栓三穿过所述条形透孔二与所述水平连接板锁紧，所述水平底座形成有供所述超声波冲击装置匹配穿过的通孔；所述竖直套筒一端对应所述通孔与所述水平底座固定连接在一起，另一端与所述超声波冲击装置固定连接在一起。
9.根据权利要求8所述的一种新型焊接装置，其特征在于:上述超声波冲击装置包括对工件上凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属进行超声波冲击的冲击头，驱动冲击头以超声波频率震动的冲击驱动装置，和对冲击驱动装置进行控制的超声波控制器。
10.根据权利要求9所述的一种新型焊接装置，其特征在于:上述焊枪本体的枪头与上述冲击头的距离为10-50mm ;所述冲击头的端部为球形,直径为6_10mm ;所述枪头与工件的距 离为2-3mm。
【文档编号】B23K9/167GK103692063SQ201310689883
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2013年12月16日 优先权日:2013年12月16日
【发明者】周广涛, 黄海瀚, 王立鹏, 陈志伟, 郭玉龙, 江余东, 郭广磊, 马明磊, 梁国俐 申请人:华侨大学