长度为70-80mm、宽度为25_35mm、高度为25_35mm。所述磁铁4为开关磁铁。磁铁4打开时产生的磁力作用，通过上下部刚性压块对待焊船体壁板产生挤压作用，压紧待焊焊缝，产生整体刚性约束，限制船体壁板的摆动、错边及变形，加上定位块2与成形槽6的共同作用，可以保证船体壁板待焊部位的根部间隙11尺寸及无错边发生。磁铁4关闭时不再产生磁力作用，上下部刚性压块脱离自如。磁力的大小可以根据实际情况进行选择和调整，这是本领域技术人员所熟知的，在此不再赘述。
[0045]为了减轻重量，所述定位块2可以采用中空结构。同样的，所述上部刚性压块3和下部刚性压块5也可以采用中空结构。优选的，所述定位块2和上、下部刚性压块均采用铝合金材质的中空结构。进一步优选的，为了便于提拿搬运，可在所述定位块2上设置把手。优选的，所述成形槽6为实心结构，增加刚度并利于焊接过程中焊缝的散热，保证焊接效果。更优选的，所述成形槽6采用不锈钢材料制成。
[0046]优选的，所述定位块2、上部刚性压块3、下部刚性压块5、成形槽6与船体壁板I之间的接触面为平面或曲面。
[0047]如图8-10所示，使用本实用新型自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置的焊接方法，包括以下步骤:
[0048]S1、在船体壁板I待焊部位等距离安装定位块2，定位块2的定位部穿过焊缝根部间隙11嵌入成形槽6中，在定位块主体两侧分别安装上部刚性压块3 ;
[0049]S2、安装成形槽6，使其与定位部嵌合；在成形槽6下面安装下部刚性压块5 ；
[0050]S3、从待焊部位的一端开始，在未安装定位块2处焊接焊缝，每焊完一段上部刚性压块3长的焊缝，将该段处定位块2拔出，焊接该定位块2处的焊缝，上、下部刚性压块保留不动；按照这个步骤焊接完所有焊缝，并等待焊缝温度降低到室温后，再分别拆除上、下部刚性压块。
[0051]优选的，定位块2的第一级凸出部21与焊缝根部间隙11嵌合，第二级凸出部22穿过焊缝与成形槽6的限位槽62嵌合。
[0052]与定位块2在船体壁板I待焊部位等距离安装不同，上部刚性压块3、下部刚性压块5以及成形槽6是沿焊缝安装且铺满焊缝。又因定位块的长度小于上部刚性压块3、下部刚性压块5以及成形槽6的长度，所以焊缝会有未安装定位块处，以便进行焊接。
[0053]实施例1
[0054]本实用新型所述的自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置，包括定位块2、上部刚性压块3、下部刚性压块5和成形槽6，所述成形槽6中部设有凹槽61，所示凹槽61内设有限位槽62，所述定位块2包括定位块主体和定位部，所述定位部包含位于定位块主体上的第一级凸出部21以及位于第一级凸出部21上的第二级凸出部22，所述第一级凸出部21的形状与焊缝根部间隙11相匹配，并嵌合在焊缝根部间隙11中，所述限位槽62的形状与第二级凸出部22匹配，所述第二级凸出部22嵌合在限位槽62中；所述上部刚性压块3对称的安装在定位块主体两侧，所述下部刚性压块5具有与成形槽6匹配的内凹部51，所述成形槽6安装在内凹部51中；所述上部刚性压块3、下部刚性压块5内部安装有磁铁4。
[0055]在本实施例中所述定位块2优选的长度为45mm、宽度为45mm、高度为45mm，焊缝根部间隙11的宽度与第一级凸出部21的宽度为3mm，第二级凸出部22宽度为1mm、高度为2mm ;成形槽6的长度为100mm、宽度为50mm、高度为60mm ;限位槽62优选的宽度为1mm、高度略小于第二级凸出部22的高度；上部刚性压块3长度为100mm、宽度为60mm、高度为60mm ;下部刚性压块5的长度为100mm、宽度为160mm、高度为80mm。
[0056]使用本实用新型自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置的焊接方法，包括以下步骤:
[0057]S1、根据船体壁板I厚度、型线特征、焊缝背面成形特征与根部间隙工艺要求的尺寸，在船体壁板I待焊部位上面安装一系列方形中空的定位块2，所述定位部2包含位于定位块主体上的第一级凸出部21以及位于第一级凸出部21上的第二级凸出部22，所述第一级凸出部21的形状与焊缝根部间隙11相匹配，并嵌合在焊缝根部间隙11中；
[0058]S2、根据船体壁板型线特征，选取上部刚性压块3对称紧密安装在定位块2两侧，上部刚性压块3之间通过销钉7连接，上部刚性压块3内部安装有磁铁4，用以产生磁力作用；
[0059]S3、根据船体壁板型线特征，选取下部刚性压块5和成形槽6，限位槽62的形状与第二级凸出部22匹配，所述第二级凸出部22嵌合在限位槽62中，使得成形槽对称分布在根部间隙中心线两侧，保证焊缝对称成形；然后，将下部刚性压块5对称紧密安装在成形槽6的两侧，下部刚性压块5之间也通过销钉7连接，下部刚性压块5内部安装有磁铁4。
[0060]铝合金船体分段合拢悬空焊缝的大电流TIG填丝深熔焊工艺，在焊接过程中要求焊接接头根部间隙保持在2?4mm，错边量要小于0.5mm，而且要保证单面焊双面成形。使用本实用新型所述的船体悬空焊缝自支撑动态控制根部间隙及焊接变形的装置进行焊接完全可以满足该要求。
[0061]在本实施例中船体分段合拢甲板铝合金薄板的厚度为5mm，对接焊部位为平面，定位块、上下部刚性压块与待焊部位的接触面均为平面。将接触面为平面的定位块、上下部刚性压块以及成形槽依次安装好，开通磁铁，上下部刚性压块内部的磁铁产生异性磁力作用，通过刚性压块带对待焊甲板施加较强压力约束作用，然后开始TIG填丝焊接，由于下面具有成形槽，顺利完成5_平面甲板的TIG焊单面焊双面成形焊接，焊接变形控制效果好。
[0062]实施例2
[0063]本实施例中自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置与焊接方法同实施例1基本相同，但是定位块和上下部刚性压块的接触面均为曲面，以用于曲面部位的焊接，其焊接过程示意图如图1所示。本实施例中船体分段合拢舷侧板的厚度为4mm，对接焊部位为曲面。将接触面为曲面的方形定位块、上下部刚性压块以及成形槽依次安装好，开通磁铁，上下部刚性压块内部的磁铁产生异性磁力作用，通过刚性压块带对待焊舷侧板施加较强压力约束作用，然后开始TIG填丝焊接，由于下面具有成形槽，顺利完成4_曲面舱壁的TIG焊单面焊双面成形焊接，焊接变形控制效果好。
[0064]本实用新型是通过实施例来描述的，但并不对本实用新型构成限制，参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本实用新型权利要求限定的范围之内。
【主权项】
1.一种自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置，其特征在于，包括定位块、上部刚性压块、下部刚性压块和成形槽，所述定位块包括定位块主体和定位部；所述定位部穿过焊缝根部间隙并嵌入成形槽中；所述上部刚性压块对称的安装在定位块主体两侦牝所述下部刚性压块具有与成形槽匹配的内凹部，所述成形槽安装在内凹部中；所述上部刚性压块、下部刚性压块内部安装有磁铁。
2.根据权利要求1所述的自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置，其特征在于，所述定位部包含位于定位块主体上的第一级凸出部，所述第一级凸出部嵌合在焊缝根部间隙中；所述定位部还包含位于第一级凸出部上的第二级凸出部，所述成形槽中部设有凹槽，所述凹槽设有限位槽，所述第二级凸出部嵌合在限位槽中。
3.根据权利要求1所述的自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置，其特征在于，所述定位块、上部刚性压块、下部刚性压块、成形槽与船体壁板之间的接触面为平面或曲面。
4.根据权利要求1所述的自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置，其特征在于，所述定位块、上部刚性压块、下部刚性压块为中空结构；所述成形槽为实心结构。
5.根据权利要求1所述的自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置，其特征在于，所述定位块为铝合金定位块，上部刚性压块为铝合金上部刚性压块，下部刚性压块为铝合金下部刚性压块，所述成形槽为不锈钢成形槽。
6.根据权利要求1所述的自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置，其特征在于，每侧相邻的上部刚性压块之间可拆卸连接，相邻的下部刚性压块之间可拆卸连接。
7.根据权利要求6所述的自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置，其特征在于，每侧相邻的上部刚性压块通过销钉连接，相邻的下部刚性压块通过销钉连接。
8.根据权利要求1所述的自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置，其特征在于，所述定位块的长度为40_60mm、宽度为40_60mm、高度为40_60mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置，所述装置包括定位块、上部刚性压块、下部刚性压块和成形槽，所述定位块包括定位块主体和定位部；所述定位部穿过焊缝根部间隙并嵌入成形槽中；所述上部刚性压块对称的安装在定位块主体两侧，所述下部刚性压块具有与成形槽匹配的内凹部，所述成形槽安装在内凹部中；所述上部刚性压块、下部刚性压块内部安装有磁铁。所述的自支撑动态控制悬空焊缝根部间隙及焊接变形的装置使用方便、成本低、适应性强，既能控制焊缝横向收缩、错边，减小焊接变形,并且保证焊缝背面成形好。
【IPC分类】B23K9-167, B23K9-32
【公开号】CN204430535
【申请号】CN201420857158
【发明人】闫德俊, 罗玖强, 刘晓莉, 陈红亮, 李武凯
【申请人】中船黄埔文冲船舶有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2014年12月30日