CN103418921A - 调频微振焊接装备及工艺 - Google Patents

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本发明涉及调频微振焊接装备，包括工作平台、焊机和调频振动机，焊接时通过调频振动机使工件的振动频率达到2-1200赫兹，使工件的振动幅度达到3000-5微米，且振动频率与振动幅度的乘积为1200-12000赫兹*微米。调频微振焊接工艺，包括以下步骤：a.工件置于工作平台；b.调频振动机根据工件形状及重量自动调整振动频率；c.调频振动机根据工件形状及重量自动调整振动幅度；d.通过焊机实施焊接。调频微振焊接装备及工艺提供了振动功能，并且解决了焊接应力集中和提高焊接强度等问题。使焊接工艺的适用范围得到了增加，尤其是提高了高强度钢材的焊接质量。

Description

调频微振焊接装备及工艺
技术领域
本发明涉及焊接装备与工艺，尤其是调频微振焊接装备及工艺。
背景技术
普通的钢件焊接时，由于焊道内存在杂质且焊接时会产生焊渣，容易引起焊缝强度降低、焊缝融合不均匀不致密等缺陷，造成焊接失效。另外，普通的焊接装备及工艺，尤其是在焊接高强度钢材时，容易引起焊接应力集中，使焊接工件变形、裂缝、氢脆，甚至断裂。因此，使用焊接而成的钢结构时，存在安全隐患，容易造成安全事故。上述问题是焊接行业的世界性难题，同时也限制了焊接工艺的使用范围，尤其是针对高强度钢材的焊接。
发明内容
本发明是为解决现有焊接设备及工艺所具有的焊接强度不高、焊接应力集中等不足而提出的，旨在提供具有振动功能且可以解决焊接应力集中和提高焊接强度等问题的调频微振焊接装备及工艺。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
调频微振焊接装备，包括工作平台、焊机和调频振动机，焊接时通过调频振动机使工件的振动频率达到2-1200赫兹，使工件的振动幅度达到3000-5微米，且振动频率与振动幅度的乘积为1200-12000赫兹*微米。
通过设置调频振动机，使工件在焊接时产生振动，且振动幅度的摆动方向与焊道方向呈60-120度。同时，可以将焊枪和另一台调频振动机连接，焊枪的振动幅度方向与工件振动方向相互交叉。两者共同作用，实施纵横网格轨迹的焊接，并将焊道内的杂质以及焊接时产生的焊渣等有害物质浮起并逸出焊道，从而使焊缝的融合更加均匀且致密，提高焊缝的强度。另外，工件的振动使工件在焊接时产生的铁水能充分的渗透进焊缝，使焊接强度得到大大的提高。
作为优选，工作平台包括弹性支座和振动台。根据工件自身的结构来选择焊接时是否需要放置振动台。
作为优选，弹性支座上方设有振动台，振动台上方放置工件，焊机位于工件上方，调频振动机固定在振动台上。当工件本身不具有结构整体，即工件振动会使自身变形时，将工件固定在振动台上以保持工件的整体结构，然后通过固定在振动台上的调频振动机使工件振动。
作为优选，弹性支座上方放置工件，焊机位于工件上方，调频振动机固定在工件上。当工件本身具有整体结构，即工件振动不会使自身变形时，将工件直接放置在弹性支座，利用工件自身的结构跟重力来保持工件的整体结构，然后将调频振动机直接固定在工件上使工件振动。
作为优选，调频振动机振动时，焊机不振动。焊机不振动避免了焊机与工件产生共振的问题。
调频微振焊接工艺，包括以下步骤：a.工件置于工作平台；b.调频振动机根据工件形状及重量自动调整振动频率；c.调频振动机根据工件形状及重量自动调整振动幅度；d.通过焊机实施焊接。
通过调整工件的振动频率和振动幅度，使工件能配合焊机的施焊要求以便将振动带来的效果最大化。同时，还避免了工件振动时与焊机的碰触，以及两者碰触带来的弊端。
作为优选，步骤a中,工件的焊缝向上。焊缝向上使工件在焊接时，形成船形焊接。
作为优选，步骤c和d之间，根据工件的刚度人工修正工件的振动频率，使工件的振动频率符合焊机本身的施焊要求。通过人工微调的方式，使工件的振动频率更加符合焊机本身的施焊要求。
作为优选，步骤c和d之间，根据工件的刚度人工修正工件的振动幅度，使工件的振动幅度符合焊机本身的施焊要求。通过人工微调的方式，使工件的振动幅度更加符合焊机本身的施焊要求。
按照本发明的技术方案，调频微振焊接装备通过调频振动机对工件的振动，使焊缝中的焊渣、氢气、杂质等有害物质浮起并逸出焊道，减小了因焊接强度降低、焊缝融合不均匀不致密等缺陷造成焊接失效的可能性。工件振动还使实施调频微振焊接工艺时，焊丝融化的铁水与工件融化的铁水充分融合，并且形成熔池。熔池在工件振动时，能充分渗入焊缝使工件焊接强度得到大大的提高。调频微振焊接装备及工艺使工件的焊接区域，尤其是“热影响区”的焊接应力得到了分散和缓解。另外，将焊枪和另一台调频振动机连接，焊枪的振动幅度方向与工件振动方向相互交叉。两者同作用，实施纵横网格轨迹的焊接，从而大大提高了钢结构焊接部位的性能。综上所述，调频微振焊接装备及工艺使焊接工艺的适用范围得到了增加，尤其是提高了高强度钢材的焊接质量。
附图说明
图1为本发明调频微振焊接装备及工艺实施例1示意图。
图2为本发明调频微振焊接装备及工艺实施例2示意图。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：
实施例1
当工件2本身不具有整体结构，即工件振动会使自身变形时：
弹性支座4上方设有振动台3，振动台3上方放置工件2。摆放工件2时，工件2的焊缝向上以便形成船形焊接。焊机1位于工件2上方，调频振动机5固定在振动台3上。调频振动机5根据工件2形状及重量自动调整振动频率，使工件2的振动频率达到60赫兹，然后调频振动机5再根据工件2形状及重量自动调整振动幅度，使工件2的振动幅度达到150微米，此时振动频率与振动幅度的乘积为9000赫兹*微米，达到满足施焊要求的基础范围。打开调频振动机5，进行试振动后，根据工件2的刚度人工修正工件2的振动频率，使工件2的振动频率符合焊机1本身的施焊要求，然后再根据工件2的刚度人工修正工件2的振动幅度，使工件2的振动幅度符合焊机1本身的施焊要求。同时，将焊枪和另一台调频振动机连接，焊枪的振动幅度方向与工件振动方向相互交叉。两者同作用，实施纵横网格轨迹的焊接，通过焊机1对工件2的焊缝进行焊接。
实施例2
当工件2本身具有整体结构，即工件振动不会使自身变形时：
弹性支座4上方直接放置工件2，焊机1位于工件2上方，调频振动机5直接固定在工件2上。调频振动机5根据工件2形状及重量自动调整振动频率，使工件2的振动频率达到180赫兹，然后调频振动机5再根据工件2形状及重量自动调整振动幅度，使工件2的振动幅度达到20微米，此时振动频率与振动幅度的乘积为3600赫兹*微米，达到满足施焊要求的基础范围。打开调频振动机5，进行试振动后，根据工件2的刚度人工修正工件2的振动频率，使工件2的振动频率符合焊机1本身的施焊要求，然后再根据工件2的刚度人工修正工件2的振动幅度，使工件2的振动幅度符合焊机1本身的施焊要求。最后，通过焊机1对工件2的焊缝进行焊接。
实施例3
调频微振焊接工艺，包括以下步骤：
a.工件2置于工作平台；
b.调频振动机5根据工件2形状及重量自动调整振动频率；
c.调频振动机5根据工件2形状及重量自动调整振动幅度；
d.通过焊机1实施焊接。
步骤a中,工件2的焊缝向上。
步骤c和d之间，根据工件2的刚度人工修正工件2的振动频率，使工件2的振动频率符合焊机本身的施焊要求。通过人工微调的方式，使工件的振动频率更加符合焊机本身的施焊要求。
步骤c和d之间，根据工件2的刚度人工修正工件2的振动幅度，使工件2的振动幅度符合焊机本身的施焊要求。通过人工微调的方式，使工件的振动幅度更加符合焊机本身的施焊要求。
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (9)

1.调频微振焊接装备，包括工作平台、焊机（1）和调频振动机（5），其特征在于：焊接时通过调频振动机（5）使工件（2）的振动频率达到2-1200赫兹，使工件（2）的振动幅度达到3000-5微米，且振动频率与振动幅度的乘积为1200-12000赫兹*微米。
2.根据权利要求1所述的调频微振焊接装备，其特征在于：工作平台包括弹性支座（4）和振动台（3）。
3.根据权利要求2所述的调频微振焊接装备，其特征在于：弹性支座（4）上方设有振动台（3），振动台（3）上方放置工件（2），焊机（1）位于工件（2）上方，调频振动机（5）固定在振动台（3）上。
4.根据权利要求2所述的调频微振焊接装备，其特征在于：弹性支座（4）上方放置工件（2），焊机（1）位于工件（2）上方，调频振动机（5）固定在工件（2）上。
5.根据权利要求1所述的调频微振焊接装备，其特征在于：调频振动机（5）振动时，焊机（1）不振动。
6.调频微振焊接工艺，其特征在于包括以下步骤：a.工件（2）置于工作平台；b.调频振动机（5）根据工件（2）形状及重量自动调整振动频率；c.调频振动机（5）根据工件（2）形状及重量自动调整振动幅度；d.通过焊机（1）实施焊接。
7.根据权利要求6所述的调频微振焊接工艺，其特征在于：步骤a中,工件（2）的焊缝向上。
8.根据权利要求6所述的调频微振焊接工艺，其特征在于：步骤c和d之间，根据工件（2）的刚度人工修正工件（2）的振动频率，使工件（2）的振动频率符合焊机本身的施焊要求。
9.根据权利要求6所述的调频微振焊接工艺，其特征在于：步骤c和d之间，根据工件（2）的刚度人工修正工件（2）的振动幅度，使工件（2）的振动幅度符合焊机本身的施焊要求。
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