一種超薄壁圓筒隨焊柔性焊接夾具裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種超薄壁圓筒類(lèi)零件激光微焊接的隨焊柔性?shī)A具裝置，尤其適用于 在超薄壁圓筒縱縫激光微焊接中實(shí)現(xiàn)無(wú)錯(cuò)邊、無(wú)燒穿、低變形等焊接缺陷的焊接夾具裝置 及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)于超薄件(板厚小于0. 2mm)的焊接存在以下主要的問(wèn)題：壁厚較薄，焊前裝夾 比較困難，裝夾不到位會(huì)造成焊不上或者錯(cuò)邊等缺陷，使得接頭的強(qiáng)度低；薄件熱容量有 限，過(guò)大的能量容易焊穿，能量較小容易焊不透，特別是裝夾不當(dāng)時(shí)局部區(qū)域的待焊材料不 能和工裝夾具緊密貼合導(dǎo)致焊縫區(qū)熱量不易散失，容易在局部區(qū)域發(fā)送燒穿；薄件變形抗 力小，焊接過(guò)程中容易產(chǎn)生波浪形變形。為了得到焊縫成形良好、力學(xué)性能較好的焊接接 頭，焊前對(duì)超薄件對(duì)接面的處理和裝夾時(shí)的精確度提出了很高的要求。因此，研宄一種比較 實(shí)用焊接超薄件的工裝夾具，具有重要的意義和實(shí)用價(jià)值。例如：用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)上封嚴(yán)環(huán) (0.1 mm和0. 2mm超薄壁筒形類(lèi)零件）的焊接。
[0003] 激光微焊接具有功率密度高、能量集中、容易實(shí)現(xiàn)精確控制、焊接速度快、焊縫窄 和變形小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于超薄件的無(wú)填絲對(duì)接焊接。但是，與焊接方法及被焊零件相 適應(yīng)的焊接工裝夾具需專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)。為解決焊接過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)邊和焊漏的問(wèn)題。本裝置在 通用的薄件琴鍵式夾具的基礎(chǔ)上，增設(shè)了隨動(dòng)柔性壓爪裝置，實(shí)現(xiàn)了超薄壁圓筒縱縫的無(wú) 缺陷微激光焊接。創(chuàng)新點(diǎn)在于隨動(dòng)柔性壓爪裝置的設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了解決激光微焊接超薄圓筒類(lèi)零件時(shí)存在的焊前裝夾出現(xiàn)錯(cuò)邊、焊接過(guò)程中易 發(fā)生燒穿、焊后接頭變形大等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種實(shí)用性較強(qiáng)的隨焊柔性焊接夾具裝置。該裝 置可以有效避免薄壁圓筒類(lèi)零件焊接過(guò)程出現(xiàn)的問(wèn)題，提高焊接接頭的質(zhì)量。該裝置結(jié)構(gòu) 緊湊、操作簡(jiǎn)便、裝配精度高、裝夾可靠，而且通用性強(qiáng)，可適用于不同直徑超薄壁圓筒類(lèi)零 件縱縫焊接的焊前裝夾。
[0005] 本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一種超薄壁圓筒隨焊柔性焊接夾具裝置，主要包括：龍門(mén) 架，拉桿，蓋板，墊片，琴鍵式壓爪，偏心軸，襯套，對(duì)中支架，支座，支座頂桿，直角底座，電機(jī) 控制導(dǎo)軌，底板，柔性壓爪，彈簧，壓桿，螺母；其特征在于：龍門(mén)架和電機(jī)控制導(dǎo)軌固定在 底板上，電機(jī)控制導(dǎo)軌上安裝有直角底座，拉桿將直角底座和蓋板連接，支座一端與直角底 座相連，另一端與支座頂桿上端相連，支座頂桿下端與直角底座相連。蓋板上通過(guò)墊片和螺 栓將琴鍵式壓爪固定。琴鍵式壓爪和支座接觸，但不相互固定。對(duì)中支架通過(guò)強(qiáng)磁性吸鐵石 與支座相連。拉桿，蓋板，墊片，琴鍵式壓爪，支座，支座頂桿，直角底座，組成了焊接夾具主 體，夾具主體能隨著電機(jī)控制導(dǎo)軌做直線運(yùn)動(dòng)。龍門(mén)架上連接有偏心軸和襯套，偏心軸上連 接柔性壓爪、彈簧、壓桿、螺母。在焊接的過(guò)程中主體移動(dòng)，柔性壓爪施加壓力并保持不動(dòng)。
[0006] 本發(fā)明的部分工作原理為：步進(jìn)電機(jī)控制導(dǎo)軌帶動(dòng)主體運(yùn)動(dòng)，龍門(mén)架不動(dòng)；工作 臺(tái)面上的琴鍵式壓爪通過(guò)螺釘使薄板受力，不能左右移動(dòng)，柔性壓爪借助于彈簧受力，使薄 板壓實(shí)，無(wú)錯(cuò)邊；通過(guò)步進(jìn)電機(jī)控制導(dǎo)軌來(lái)控制焊接速度。
[0007] -種超薄壁圓筒隨焊柔性焊接夾具裝置的使用方法，其特征在于方法步驟如下： (1) 、圓筒縱縫對(duì)中安裝：以對(duì)中支架作為基準(zhǔn)先將圓筒縱縫的一邊對(duì)中，并以支座的 軸端為基準(zhǔn)將圓筒軸向定位，在對(duì)中支架中鑲嵌強(qiáng)磁吸鐵石，實(shí)現(xiàn)對(duì)中支架與支座的活動(dòng) 連接，圓筒縱縫的一邊對(duì)中定位后，采用琴鍵式壓爪將該邊固定，取出對(duì)中支架，以已固定 的縱縫邊為基準(zhǔn)，將另一縱縫邊定位，同樣采用琴鍵式壓爪將該邊固定，實(shí)現(xiàn)薄板的對(duì)中安 裝，通過(guò)夾具體本身的制造精度，確保圓筒對(duì)接縫在同一水平上； (2) 、焊接過(guò)程采用隨焊柔性裝置，對(duì)焊縫位置直接施壓，調(diào)整偏心軸和襯套，改變壓爪 的角度，壓爪與壓桿通過(guò)銷(xiāo)軸連接，保證壓爪的施壓面與被焊圓筒緊密接觸，通過(guò)彈簧，實(shí) 現(xiàn)壓爪與被焊圓筒的柔性壓緊，壓爪與被焊圓筒可相對(duì)滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)隨焊施壓的目的； (3 )、焊接過(guò)程中，步進(jìn)電機(jī)控制導(dǎo)軌帶動(dòng)夾具體運(yùn)動(dòng)，龍門(mén)架不移動(dòng)，通過(guò)調(diào)節(jié)步進(jìn)電 機(jī)控制導(dǎo)軌的運(yùn)動(dòng)速度來(lái)實(shí)現(xiàn)不同焊接速度之間的焊接，焊接完成后，松琴鍵式壓爪，收回 柔性壓爪，取出零件。
[0008] 本發(fā)明的技術(shù)效果是：解決了 〇· Imm~0· 2mm超薄壁圓筒類(lèi)零件激光微焊接過(guò) 程中易產(chǎn)生的錯(cuò)邊、變形、燒穿等問(wèn)題，能夠?qū)崿F(xiàn)超薄壁圓筒類(lèi)零件縱縫的無(wú)缺陷激光微焊 接，提高了接頭質(zhì)量。該裝置結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)便、裝配精度高、裝夾可靠，而且通用性強(qiáng)，可 適用于不同直徑超薄壁圓筒類(lèi)零件縱縫焊接的裝夾。
【附圖說(shuō)明】
[0009] 圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖一。
[0010] 圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖二。
[0011] 圖3為本發(fā)明的柔性壓爪的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012] 圖4為本發(fā)明的工作臺(tái)面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖5為不使用本發(fā)明時(shí)，0. 2_高溫合金筒類(lèi)零件焊接接頭橫截面宏觀形貌圖。
[0014] 圖6為使用本發(fā)明時(shí)，0. 2mm高溫合金筒類(lèi)零件焊接接頭橫截面宏觀形貌圖。
[0015] 圖7為不使用本發(fā)明時(shí)，0. 2mm不銹鋼筒類(lèi)零件焊縫表面宏觀形貌圖。
[0016] 圖8為使用本發(fā)明時(shí)，0. 2mm不銹鋼筒類(lèi)零件焊縫表面宏觀形貌圖。
[0017] 在圖中，1、龍門(mén)架，2、拉桿，3、蓋板，4、墊片，5、琴鍵式壓爪，6、偏心軸，7、襯套，8、 對(duì)中支架，9、支座，10、支座頂桿，11、直角底座，12、電機(jī)控制導(dǎo)軌，13、底板，14、柔性壓爪， 15、彈簧，16、壓桿，17、螺母。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 如圖1、圖2、圖3、圖4所示，本發(fā)明是這樣來(lái)實(shí)現(xiàn)的，一種超薄壁圓筒隨焊柔性焊 接夾具裝置，主要包括：包括1、龍門(mén)架，2、拉桿，3、蓋板，4、墊片，5、琴鍵式壓爪，6、偏心軸， 7、襯套，8、對(duì)中支架，9、支座，10、支座頂桿，11、直角底座，12、電機(jī)控制導(dǎo)軌，13、底板，14、 柔性壓爪，15、彈簧，16、壓桿，17、螺母，其特征是；龍門(mén)架1和電機(jī)控制導(dǎo)軌12固定在底板 13上，電機(jī)控制導(dǎo)軌12上安裝有直角底座11，拉桿2將直角底座11和蓋板3連接，支座9 一端與直角底座11相連，另一端與支座頂桿10上端相連，支座頂桿10下端與直角底座11 相連。蓋板3上通過(guò)墊片4和螺栓將琴鍵式壓爪5固定。琴鍵式壓爪5和支座9接觸，但 不相互固定。對(duì)中支架8通過(guò)強(qiáng)磁性吸鐵石與支座9相連。拉桿2,蓋板3,墊片4,琴鍵式 壓爪5,支座9,支座頂桿10,直角底座11，組成了焊接夾具主體，夾具主體能隨著電機(jī)控制 導(dǎo)軌12做直線運(yùn)動(dòng)。龍門(mén)架1上連接有偏心軸6和襯套7,偏心軸6上連接柔性壓爪14、 彈簧15、壓桿16、螺母17。在焊接的過(guò)程中主體移動(dòng)，柔性壓爪施加壓力并保持不動(dòng)。