薄壁筒体及其加工装置及其焊接方法与流程

本发明属于焊接技术领域，涉及一种筒体的连接工艺，特别是一种薄壁筒体及其加工装置及其焊接方法。

背景技术：

焊接：也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接通过下列三种途径达成接合的目的：

1、熔焊——加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助，它是适合各种金属和合金的焊接加工，不需压力。

2、压焊——焊接过程必须对焊件施加压力，属于各种金属材料和部分金属材料的加工。

3、钎焊——采用比母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工，也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。

如图1至图3所示，筒体焊接工艺为采用对接的方式进行拼接施焊。该传统的薄壁筒体焊接工艺存在诸多技术难点：1、对薄壁筒体的壁厚(0.8mm以上)有限制，壁厚小于0.8mm就很难达到较好的焊接效果了；2、对第一筒体1’和第二筒体2’的零件尺寸精度和对接面的平整度要求非常高，稍有偏差，焊缝就会出现烧穿、漏焊等缺陷，批量生产的报废率高；3、在第一筒体1’和第二筒体2’的零件制造上需要投入许多高精度的设备和模具。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种针对筒体结构，采用套接的拼接方式，对外部施焊使内部形成焊缝以实现薄壁筒焊接的薄壁筒体及其加工装置及其焊接方法。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种薄壁筒体，包括帽体和筒体，所述帽体的一端为封口，另一端为敞口，该敞口为第一拼接口，所述筒体的两端均为敞口，其中一端的敞口为第二拼接口，所述第一拼接口的边沿设置套接口，所述套接口的内口直径与所述第二拼接口的外口直径相一致，所述套接口套接在所述第二拼接口的外壁上，所述套接口的内壁与所述第二拼接口的口沿之间设置焊缝部。

在上述的薄壁筒体中，所述帽体和筒体的壁厚范围是0～0.8mm。

在上述的薄壁筒体中，所述帽体和筒体为方形筒或者圆形筒。

在上述的薄壁筒体中，所述套接口的长度不小于20mm。

薄壁筒体的加工装置，包括机架，所述机架的顶面为操作台，所述操作台上设置筒件定位机构，所述筒件定位机构的中心为筒件夹持位，所述筒件夹持位的下方设置旋转气缸，所述筒件夹持位的中部设置内撑气缸，所述内撑气缸的驱动杆连接有内撑件，所述筒件夹持位的周侧设置侧推组件，所述侧推组件包括位于四个方向和拐角部的多个侧推单元组，所述侧推单元组包括前进气缸，所述前进气缸的驱动杆前端连接安装板，所述安装板的前沿上固连铜块，所述操作台的两侧边设置移送导轨，两根所述移送导轨分别位于所述筒件夹持位的两侧，所述移送导轨上滑动连接有移送滑块，所述移送滑块由驱动组件连接，所述移送滑块通过传动杆连接有龙门，所述龙门位于所述筒件夹持位的上方，所述龙门的底部通过抓取组件呈活动连接有铜板，所述筒件夹持位的旁侧设置机械手，所述机械手上连接焊枪。

在上述的加工装置中，所述筒件夹持位为方柱型空间，所述内撑件呈方形，所述侧推组件拼合形成位于中部的方形空间；或者所述筒件夹持位为圆柱型空间，所述内撑件呈圆形，所述侧推组件拼合形成位于中部的圆形空间。

在上述的加工装置中，所述驱动组件包括移送气缸，所述移送气缸的伸缩杆的前端固连所述移送滑块。

在上述的加工装置中，所述抓取组件包括四个紧凑型气缸，四个所述紧凑型气缸一一位于龙门的四角处，四个所述紧凑型气缸向内周水平伸出穿接轴，所述铜板的四角处均开设穿接孔，四个所述穿接轴能一一对应伸入四个所述穿接孔内形成活动卡接。

在上述的加工装置中，所述侧推单元组还包括在操作台上固设的侧推滑轨，所述安装板的底部固设有侧推滑块，所述侧推滑块嵌入所述侧推滑轨内形成滑动连接。

薄壁筒体的焊接方法，包括以下工艺步骤：

1)、选料成型件作为筒体，选择筒体的一端敞口为第二拼接口；

2)、选择帽体的制作原料，在原料上装配模具，然后使用液压设备拉伸形成帽体，同步经过液压拉伸形成帽体的第一拼接口上的套接口；

3)、通过工装夹具将筒体底部的外周进行顶靠卡紧定位，内周进行撑开卡紧定型，通过工装夹具将帽体的套接口压紧在筒体的第二拼接口上，以形成两者的套接组装；

4)、采用机械手在帽体和筒体的外部，具体位于套接口的底圈处进行焊接，由此在帽体的内壁与第二拼接口的口沿之间形成连接两者的密封的焊缝部。

在上述的焊接方法中，在步骤4)中，所述帽体和筒体均为不锈钢材质，所述焊缝部接近不锈钢本色。

在上述的焊接方法中，在步骤4)中，焊接方式采用氩弧焊或者激光焊。

与现有技术相比，本薄壁筒体及其加工装置及其焊接方法，特别针对筒体结构的焊接工艺，采用套接的拼接方式，对外部施焊使内部形成焊缝以实现小于0.8mm薄壁筒的焊接操作，并依然确保非常好的焊接效果。使得筒体内部的拼缝部位形成漂亮的密封的焊缝，焊缝颜色可以达到与不锈钢本体颜色一致,无须对焊缝表面做抛光处理。另外还可以降低材料成本，对零件的尺寸精度要求不高，批量生产稳定，只需要投入一般精度的设备和模具，应用范围更广。

附图说明

图1是传统薄壁筒体焊接结构的整体示意图。

图2是传统薄壁筒体焊接结构的拼接部位示意图。

图3是传统薄壁筒体焊接结构的焊接部位示意图。

图4是本薄壁筒体焊接结构的整体示意图。

图5是本薄壁筒体焊接结构的拼接部位示意图。

图6是本薄壁筒体焊接结构的焊接部位示意图。

图7是本加工装置的立体结构示意图。

图8是本加工装置的俯视结构示意图。

图9是本加工装置的侧视结构示意图。

图4至图6中，1、帽体；1a、套接口；2、筒体；3、焊缝部；

图7至图9中，4、机架；5、帽体；6、筒体；7、焊枪；8、移送导轨；9、龙门；10、铜板；11、前进气缸；12、安装板；13、铜块；14、侧推滑轨；15、旋转气缸；16、内撑件。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图4至图6所示，本薄壁筒体，包括帽体1和筒体2，帽体1的一端为封口，另一端为敞口，该敞口为第一拼接口，筒体2的两端均为敞口，其中一端的敞口为第二拼接口，第一拼接口的边沿设置套接口1a，套接口1a的内口直径与第二拼接口的外口直径相一致，套接口1a套接在第二拼接口的外壁上，套接口1a的内壁与第二拼接口的口沿之间设置焊缝部3。

帽体1和筒体2的壁厚范围是0～0.8mm。

帽体1和筒体2为方形筒或者圆形筒。

套接口1a的长度不小于20mm。

薄壁筒体的焊接方法，包括以下工艺步骤：

1)、选料成型件作为筒体2，选择筒体2的一端敞口为第二拼接口；

2)、选择帽体1的制作原料，在原料上装配模具，然后使用液压设备拉伸形成帽体1，同步经过液压拉伸形成帽体的第一拼接口上的套接口1a；

3)、通过工装夹具将筒体2底部的外周进行顶靠卡紧定位，内周进行撑开卡紧定型，通过工装夹具将帽体1的套接口压紧在筒体2的第二拼接口上，以形成两者的套接组装；

4)、采用机械手在帽体1和筒体2的外部，具体位于套接口1a的底圈处进行焊接，由此在帽体1的内壁与第二拼接口的口沿之间形成连接两者的密封的焊缝部3。

在步骤4)中，帽体1和筒体2均为不锈钢材质，焊缝部3接近不锈钢本色。

在步骤4)中，焊接方式采用氩弧焊或者激光焊。

如图7至图9，本薄壁筒体的加工装置，包括机架4，机架4的顶面为操作台，操作台上设置筒件定位机构，筒件定位机构的中心为筒件夹持位，筒件夹持位的下方设置旋转气缸15，筒件夹持位的中部设置内撑气缸，内撑气缸的驱动杆连接有内撑件16，筒件夹持位的周侧设置侧推组件，侧推组件包括位于四个方向和拐角部的多个侧推单元组，侧推单元组包括前进气缸11，前进气缸11的驱动杆前端连接安装板12，安装板12的前沿上固连铜块13，操作台的两侧边设置移送导轨8，两根移送导轨8分别位于筒件夹持位的两侧，移送导轨8上滑动连接有移送滑块，移送滑块由驱动组件连接，移送滑块通过传动杆连接有龙门9，龙门9位于筒件夹持位的上方，龙门9的底部通过抓取组件呈活动连接有铜板10，筒件夹持位的旁侧设置机械手，机械手上连接焊枪7。

筒件夹持位为方柱型空间，内撑件16呈方形，侧推组件拼合形成位于中部的方形空间；或者筒件夹持位为圆柱型空间，内撑件16呈圆形，侧推组件拼合形成位于中部的圆形空间。

驱动组件包括移送气缸，移送气缸的伸缩杆的前端固连移送滑块。

抓取组件包括四个紧凑型气缸，四个紧凑型气缸一一位于龙门9的四角处，四个紧凑型气缸向内周水平伸出穿接轴，铜板10的四角处均开设穿接孔，四个穿接轴能一一对应伸入四个穿接孔内形成活动卡接。

侧推单元组还包括在操作台上固设的侧推滑轨14，安装板12的底部固设有侧推滑块，侧推滑块嵌入侧推滑轨14内形成滑动连接。

薄壁筒体焊接夹具的运作方法，包括以下步骤：

1)、将筒体6放在筒件夹持位内，然后旋转气缸15启动通过旋转将筒体6压紧，而后启动内撑气缸使其伸出驱动杆，带动内撑件16上升进入筒体6的内部并与筒体6内壁形成抵靠贴合，以达到将筒体6由内侧撑开并定型的效果；

2)、将帽体5安装在筒体6上，使帽体5的套接口套装在筒体6的拼接口上，驱动移送滑块沿移送导轨8滑移，通过传动杆带动龙门9平向移动，当龙门9到达帽体5的正上方时释放底部叼着的铜板10，使铜板10被释放而压紧在帽体5上；

3)、驱动侧推组件内的各个前进气缸11伸出驱动杆，以带动前侧的铜块13前进直至贴合在筒体6的各面外壁上，以达到将筒体6由外侧卡箍并定型的效果；

4)、驱动龙门9沿原路退回以离开筒件夹持位，驱动机械手带动焊枪7沿帽体5的周圈外壁进行焊接，以使套接口的内壁与拼接口的口沿之间形成内部焊缝；

5)、焊接完成后，驱动龙门9再次移动至筒件夹持位的正上方，通过抓取组件抓住铜板10并叼走，驱动旋转气缸15放松筒体6，驱动内撑气缸将内撑件16撤离，驱动各个前进气缸11回收铜块13以放松筒体6，最后取件。

本运作方法在焊接过程中，通过帽体5顶部压紧的铜板10一方面实现压力定位定型，另一方面能够传导焊接的热量达到散热效果，共同作用以防止焊接使筒件变形；通过筒体6的四周外部压紧的铜块13一方面实现压力定位定型，另一方面能够传导焊接的热量达到散热效果，共同作用以防止焊接使筒件变形。

本薄壁筒体及其加工装置及其焊接方法，特别针对筒体结构的焊接工艺，采用套接的拼接方式，对外部施焊使内部形成焊缝以实现小于0.8mm薄壁筒的焊接操作，并依然确保非常好的焊接效果。使得筒体内部的拼缝部位形成漂亮的密封的焊缝，焊缝颜色可以达到与不锈钢本体颜色一致,无须对焊缝表面做抛光处理。另外还可以降低材料成本，对零件的尺寸精度要求不高，批量生产稳定，只需要投入一般精度的设备和模具，应用范围更广。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了帽体1；套接口1a；筒体2；焊缝部3；机架4；帽体5；筒体6；焊枪7；移送导轨8；龙门9；铜板10；前进气缸11；安装板12；铜块13；侧推滑轨14；旋转气缸15；内撑件16等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。