一种电子束焊接工作台

1.本实用新型涉及电子束焊接技术领域，特别涉及一种电子束焊接工作台。


背景技术：

2.焊接是机械制造领域的关键技术之一，特别是在核电、石油化工、汽车、航空航天等领域中有着广泛的应用。焊接技术中的电子束焊接是一种高能束焊接，最大的功率密度可达107-109w/cm2，并且电子束焊接还具备氧化少、变形小及质量高等特点，因此电子束焊接广泛应用于航空和航天等领域中。现有大型管件电子束焊接装置将两根分开的大型管件焊接完成之后，需要人工去配合移动焊接完成的管件，如若需要继续在当前管件焊接，则需要人工继续干预将焊接好的部分管件移动，不能做到焊接工作台自动移动焊接好的管件，依赖人工具体实施时操作不方便，焊接效率低，人力成本高。


技术实现要素：

3.为解决上述现有技术中焊接工作台无法自动移动焊接工件的不足，本实用新型提供一种电子束焊接工作台，包括工作台组件，工作台组件端面沿工作台组件轴向方向开设有一工件槽，工作台组件内部中空形成一容纳空间，侧壁开设有至少一个通孔，通孔将工件槽和容纳空间联通；预紧装置，预紧装置位于工作台组件内部的容纳空间，焊接工件位于工作台组件的工件槽内部，预紧装置穿过通孔为焊接工件提供预紧力，将焊接工件固定在工作台组件上；第一升降机构，第一升降机构位于工作台组件底部，用于驱动工作台组件的升起与下降，从而带动焊接工件的升起与下降。
4.在一实施例中，工作台组件包括工作台顶和工作台底，工作台顶和工作台底可拆卸连接，工件槽开设于工作台顶，第一升降机构与工作台底相连接，支撑工作台组件。
5.在一实施例中，电子束焊接工作台还包括套筒，工作台组件、预紧装置和升降机构位于套筒内部；工作台底侧壁具有至少一个凸起，套筒内壁具有至少一个与凸起对应的凹槽，凸起和凹槽相配合实现工作台组件与套筒的滑动连接。
6.在一实施例中，预紧装置包括预紧柱套、预紧柱、预紧杆；预紧柱位于预紧柱套内,预紧柱开设有至少一个沿预紧柱轴向贯穿的预紧槽，预紧杆嵌入预紧槽并横穿出预紧柱套，用于与焊接工件相抵，为焊接工件施加预紧力。
7.在一实施例中，预紧柱套包括预紧柱套顶和预紧柱套底，预紧柱套顶和预紧柱套底可拆卸连接，预紧柱套顶和预紧柱套底的接触面具有至少一个缺口，缺口形成小孔，预紧杆穿过小孔与预紧柱连接。
8.在一实施例中，预紧杆包括横杆、第一预紧块、第二预紧块；横杆穿过小孔，两端分别与第一预紧块和第二预紧块相连，第一预紧块位于预紧槽内，第二预紧块与焊接工件相抵；预紧槽包括容纳第一预紧块的第一凹槽和容纳横杆的第二凹槽，第一凹槽与第二凹槽联通，第一凹槽的宽度大于第二凹槽的宽度；沿着预紧柱的顶部向预紧柱的底部方向，第二凹槽的长度逐渐减短，预紧槽逐渐远离预紧柱的轴向中心。
9.在一实施例中，预紧装置还包括第二升降机构，第二升降机构设置在预紧装置与工作台底之间，工作台底支撑第二升降机构，第二升降机构用于向上顶起预紧柱，实现预紧装置对不同厚度焊接工件的预紧。
10.在一实施例中，电子束焊接工作台还包括固定架，固定架包括环形圈、至少一个固定轮以及将固定轮和环形圈连接起来的连接件，环形圈套接在套筒外壁，并通过固定轮与套筒外壁相抵。
11.在一实施例中，焊接工作台还包括驱动装置，驱动装置包括电机、变速箱、齿轮组件，电机通过变速箱与齿轮组件传动连接，齿轮组件位于套筒底部带动套筒旋转，进而带动电子束焊接工作台旋转。
12.在一实施例中，驱动装置还包括止推轴承，焊接工作台还设置有固定基座，固定基座位于止推轴承底部，止推轴承的两端面分别与焊接工作台的底部和固定基座的顶部相连接。
13.基于上述，与现有技术相比，本实用新型提供的一种电子束焊接工作台，工作台组件和预紧装置用于在焊接工件时固定工件，升降机构控制工作台组件和预紧装置的升起和下降，进而实现对焊接工件的升起和下降，使得焊接工作台可以不依赖人工自动移动焊接好的管件，焊接效率高，极大地减少了人力成本。
14.本实用新型的其它特征和有益效果将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他有益效果可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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；在下面描述中附图所述的位置关系，若无特别指明，皆是图示中组件绘示的方向为基准。
16.图1为电子束焊接工作台不含驱动装置结构示意图；
17.图2为电子束焊接工作台不含驱动装置轴向剖面图；
18.图3为电子束焊接工作台不含驱动装置结构示意图；
19.图4为电子束焊接工作台不含驱动装置轴向剖面图；
20.图5为预紧装置的结构示意图；
21.图6为预紧柱的结构示意图；
22.图7为预紧柱的俯视图；
23.图8为预紧柱的仰视图；
24.图9为预紧柱的竖直剖面图；
25.图10为预紧杆的结构示意图；
26.图11为电子束焊接工作台的剖面图；
27.图12为电子束焊接工作台的俯视图；
28.图13为电子束焊接工作台的结构示意图。
29.附图标记：
30.焊接工件100
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工作台组件200
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工作台顶210
31.工作台底220
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工件槽230
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预紧装置300
32.预紧柱310
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预紧槽311
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第一凹槽311a
33.第二凹槽311b
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预紧柱套320
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预紧柱套顶321
34.预紧柱套底322
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预紧杆330
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第一预紧块331
35.横杆332
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第二预紧块333
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第二升降机构340
36.第一升降机构400 套筒500
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凸起221
37.凹槽510
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驱动装置600
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电机610
38.变速箱620
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齿轮组件630
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止推轴承640
39.固定基座700
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固定架800
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环形圈810
40.连接件820
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固定轮830
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局部真空电子束焊接密封装置900
具体实施方式
41.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；下面所描述的本实用新型不同实施方式中所设计的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
42.在本实用新型的描述中，需要说明的是，本实用新型所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本实用新型所属领域的普通技术人员通常所理解的含义相同的含义，不能理解为对本实用新型的限制；应进一步理解，本实用新型所使用的术语应被理解为具有与这些术语在本说明书的上下文和相关领域中的含义一致的含义，并且不应以理想化或过于正式的意义来理解，除本实用新型中明确如此定义之外。
43.一种电子束焊接工作台，其包括工作台组件200、第一升降机构400、预紧装置300，焊接工件100位于工作台组件200上，预紧装置位于工作台组件200的内部用于将焊接工件100卡紧在工作台组件200上，第一升降机构400位于工作台组件200的底部带动工作台组件200上升或下降，进而带动焊接工件100上升或下降。
44.如图1和图2所示，工作台组件200端面沿工作台组件200轴向方向开设有一工件槽230，工作台组件200内部中空形成一容纳空间，侧壁开设有至少一个通孔将工件槽230和容纳空间联通；
45.预紧装置300位于工作台组件200内部的容纳空间，焊接工件100位于工作台组件200的工件槽230内部，预紧装置300穿过通孔为焊接工件100提供预紧力，将焊接工件100固定在工作台组件200上。
46.第一升降机构400位于工作台组件200底部，带动工作台组件200的升起与下降，从而带动焊接工件100的升起与下降。
47.工作台组件200包括工作台顶210和工作台底220，工作台顶210和工作台底220均为顶部开口的中空圆柱体，具体装配时两开口相对扣合，工作台顶210和工作台底220相对
扣合为工作台组件200，工作台顶210和工作台底220的中空部形成容纳空间，预紧装置300位于工作台顶210和工作台底220的中空部相对扣合所形成的容纳空间内，工件槽230设置于工作台顶210，通孔开设于工作台顶210侧壁，将容纳空间和工作槽联通，预紧装置300穿过通孔为焊接工件100提供预紧力，将焊接工件100固定在工作台组件200上。
48.工作台顶210和工作台底220可拆卸连接，在本实施例中，优选使用螺栓结构将两者连接，其中，工作台顶210和工作台顶210开设有对应的螺栓安装腔。要说明的是可拆卸结构并不限于螺栓结构、也可以是销连接、螺纹连接等。
49.此外，第一升降机构400位于工作台底220的底部，支撑工作台组件200。
50.进一步地，如图5所示，预紧装置300包括预紧柱套320、预紧柱310、预紧杆330；预紧柱310位于预紧柱套320内,如图6所示，预紧柱310开设有至少一个沿预紧柱310轴向贯穿的预紧槽311，预紧杆330嵌入预紧槽311并横穿出预紧柱套320，而后穿过工作台顶210的通孔，与焊接工件100相抵，为焊接工件100施加预紧力。
51.预紧柱套320包括预紧柱套顶321和预紧柱套底322，预紧柱套顶321和预紧柱套底322可拆卸连接，预紧柱套顶321和预紧柱套底322的接触面具有至少一个缺口，缺口形成小孔，预紧杆330穿过小孔与预紧柱310连接。其中缺口可以开在预紧柱套顶321，也可以开在预紧柱套底322，还可以是预紧柱套顶321和预紧柱套底322均具有缺口，且两者之间的开口相对设置形成小孔。优选地，在本实施例中，预紧柱套顶321和预紧柱套底322均具有缺口，两者之间的开口相对设置形成小孔，共有四组相对设置的缺口最后形成四个小孔，可供四个预紧杆330穿过预紧柱套320，当然缺口、小孔以及预紧杆330的数量并不限于四个，也可以是其他可以使工件与工作台组件200预紧良好的数量。
52.如图10所示，预紧杆330包括横杆332、第一预紧块331、第二预紧块333；横杆332穿过小孔，两端分别与第一预紧块331和第二预紧块333相连，第一预紧块331位于预紧槽311内，第二预紧块333与焊接工件100相抵；
53.如图6所示，预紧槽311包括容纳第一预紧块331的第一凹槽311a和容纳横杆332的第二凹槽311b，第一凹槽311a与第二凹槽311b联通，第一凹槽311a的宽度大于第二凹槽311b的宽度；沿着预紧柱310的顶部向预紧柱310的底部方向，第二凹槽311b的长度逐渐减短，预紧槽311逐渐远离预紧柱310的轴向中心。
54.预紧装置300还包括第二升降机构340，第二升降机构340设置在预紧装置300的底部和工作台底220的顶部，工作台底220用于支撑第二升降机构340，第二升降机构340用于向上顶起预紧柱310，推动预紧柱310在预紧柱套320内滑动，实现预紧装置300对不同厚度焊接工件100的预紧。
55.具体地，如图6到图9所示，沿着预紧柱310的顶部向预紧柱310的底部方向，第二凹槽311b的长度逐渐减短，预紧槽311逐渐远离预紧柱310的轴向中心。其中，在预紧柱310的顶部预紧槽311离预紧柱310的轴向中心最近，第二凹槽311b最长；在预紧柱310的底部预紧槽311离预紧柱310的轴向中心最远，第二凹槽311b最短。这样设置可以保证在第二升降机构340从下向上推起预紧柱310的过程中，预紧杆330对焊接工件100的预紧力逐渐增大，且可以适应不同厚度的工件。
56.具体实施时，预紧杆330被预紧柱套320固定保持相对静止，第二升降机构340推动预紧柱310在预紧柱套320内滑动，将工件放入工件槽230内，第二升降机构340向上升起，预
紧柱套320向上滑动，第二凹槽311b的长度变短，预紧杆330的第一预紧块331离预紧柱310的中心越远，预紧装置300对焊接工件100施加的预紧力逐渐增大，当对当前厚度的焊接工件100预紧力达到最大时，第二升降机构340停止向上升。
57.其中，第一升降机构400和第二升降机构340优选为升降液压缸，也可以是气缸、可伸缩气杆等。
58.优选地，电子束焊接工作台还包括套筒500，工作台组件200、预紧装置300和升降机构位于套筒500内部；套筒500可以为工作台组件200、预紧装置300和第一升降机构400提供一个外部保护，防止遭受外力使得上述装置受损。
59.较佳地，如图11所示，工作台底220侧壁具有至少一个凸起221，套筒500内壁具有至少一个与凸起221对应的凹槽510，凸起221和凹槽510相配合实现工作台组件200与套筒500的滑动连接，确保工作台底220能在套筒500中顺利滑动。具体实施时，当一段焊接工件100完成时，第一升降机构400下降，同时带动工作台组件200下降，此时工作台底220侧壁的凸起221顺着套筒500的凹槽510向下滑动，使得整个工作台组件200更加稳定。其中，凹槽510和凸起221的数量对应设置，在本实施例中，凹槽510和凸起221只有一组，其中数量并不限于一组，也可以是保证工作台底220能在套筒500顺利滑动以及使得焊接工作台稳定的其他数量。
60.具体实施时，若局部真空电子束焊接密封装置900转动，电子束焊接工作台不转动，则是如下安装以及焊接步骤，焊接前先将焊接工件100件放置在工作台组件200的工件槽230内，其中预紧装置300将焊接工件100固定；在焊接工件100上安装好局部真空电子束焊接密封装置900并完成抽真空等一系列焊接前准备工作，焊接开始局部真空电子束焊接密封装置900的电子枪转动，焊接管件在预紧装置300的夹持下与工作台组件200一同静止不动，电子枪绕着焊接工件100旋转完成焊接，一段工件焊接完成时，拆除局部真空电子束焊接密封装置900，同时工作台组件200随第一升降机构400下降，预留出焊接下一段管件的空间继续按照以上步骤完成下一段管件的焊接。当全部焊接工件100焊接完成时，拆除局部真空电子束焊接密封装置900，工作台组件200随第一升降机构400提升，卸载预紧力，取出焊接工件100完成焊接。
61.在一较佳实施例中，如图3和图4所示，焊接工作台还包括驱动装置600，驱动装置600包括电机610、变速箱620、齿轮组件630，电机610通过变速箱620与齿轮组件630传动连接，齿轮组件630位于套筒500底部带动套筒500旋转，进而带动焊接工作台旋转。这样可以满足局部真空电子束焊接密封装置900不能转动的情况。
62.驱动装置600还包括止推轴承640，焊接工作台还设置有固定基座700，止推轴承640的两端面分别与焊接工作台的底部和固定基座700的顶部相连接；具体实施时，与固定基座700相连的止推轴承640一端保持不动，与焊接工作台底220部相连的止推轴承640一端被齿轮组件630驱动带动焊接工作台旋转，止推轴承640安装在固定基座700上能够确保焊接工作台稳定旋转。
63.具体实施时，焊接工作台转动、局部真空电子束焊接密封装置900不转动，焊接前先将焊接工件100件放置在工作台组件200的工件槽230内，其中预紧装置300将焊接工件100固定；在焊接工件100上安装好局部真空电子束焊接密封装置900并完成抽真空等一系列焊接前准备工作，焊接开始由电机610通过变速箱620带动工作台组件200实现旋转，焊接
工件100在预紧装置300的夹持下同工作台组件200一同旋转完成焊接，一段工件焊接完成时，拆除局部真空电子束焊接密封装置900，同时工作台组件200随第一升降机构400下降，预留出焊接下一段管件的空间继续按照以上步骤完成下一段管件的焊接。当全部焊接工件100焊接完成时，拆除局部真空电子束焊接密封装置900，工作台组件200随第一升降机构400提升，卸载预紧力，取出焊接工件100焊接完成。
64.在一实施例中，如图12和图13所示，焊接工作台还包括固定架800，固定架800包括环形圈810、至少一个固定轮830以及将固定轮830和环形圈810连接起来的连接件820，环形圈810套接在套筒500外壁，并通过固定轮830与套筒500外壁相抵。环形圈810可以与外部的固定机构相连接，当工作台组件200旋转时，固定架800只有固定轮830转动，固定架800被外部固定机构卡接固定，保持相对静止，确保电子束焊接工作台稳定转动。此外，当一段焊接工件100焊接完成，第一升降机构400下降后，固定架800跟随第一升降机构400下降一定位置，可以为升降套筒500提供一个定位。优选地，固定轮830有四个，并且沿着环形圈810周向分布，当然固定轮830的数量并不限于四个，也可以是其他数量。
65.综上所述，与现有技术相比，本实用新型提供的一种电子束焊接工作台，还具有如下优点：
66.(1)工作台底的凸起与套筒的凹槽相配合，实现工作台组件与套筒的滑动连接，确保工件台底能在套筒中顺利滑动。
67.(2)驱动装置的设置，可以满足局部真空电子束焊接密封装置不能转动的情况；
68.(3)固定架与外部固定机构相配合，确保电子束焊接工作台稳定转动。
69.另外，本领域技术人员应当理解，尽管现有技术中存在许多问题，但是，本实用新型的每个实施例或技术方案可以仅在一个或几个方面进行改进，而不必同时解决现有技术中或者背景技术中列出的全部技术问题。本领域技术人员应当理解，对于一个权利要求中没有提到的内容不应当作为对于该权利要求的限制。
70.尽管本文中较多的使用了诸如工作台组件、预紧装置、第一升降机构、第二升降机构、工作台顶、工作台底、预紧杆、预紧柱、预紧套等术语，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实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的；本实用新型实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
71.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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，或者对其中部分或者全部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实用新型各实施例技术方案的范围。