CN104889528B - 一种用于薄板对接形式的焊接装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种用于薄板对接形式的焊接装置及方法，具有上带动力传动系统和下带动力传动系统，所述上带动力传动系统具有上导轨，上导轨上设有上支臂，上支臂的下端设有上压紧轮轴承，上压紧轮轴承上设有上压紧轮，上导轨上还设有焊接机构和送丝机构；所述下带动力传动系统具有与上导轨相对设置的下导轨，下导轨上设有下支臂，下肢臂的上端设有下压紧轮轴承，下压紧轮轴承上设有与上压紧轮相对设置的下压紧轮，薄板的对接处置于上压紧轮和下压紧轮之间。该方法使用方便，设备维护简单，制造成本低。

Description

一种用于薄板对接形式的焊接装置及方法
技术领域
本发明涉及薄板焊接领域，具体涉及一种用于薄板对接形式的焊接装置及方法。
背景技术
目前，薄板对接焊缝的原焊接工艺为：薄板的对接边经研合-打磨-清理等准备工序后，将焊接边对合，并将两个焊接边用刚性工装夹紧固定，必要时还需用紫铜板进行冷却，以及采用保护罩进行焊缝正反面的保护，然后焊接热源沿着对缝轨迹进行加丝焊接，焊后焊缝正反面均产生不同高度的余高，需要采用机械方式或手工方式去除焊缝余高直至与薄板基体材料圆滑过渡。因此这样的焊接件一般都要进行焊后热处理，否则焊接残余应力非常大，焊接变形大，焊缝金属组织为粗大式等轴柱状晶的铸造组织，接头强度很低，一般为母材的80％左右，经过热处理后，虽然能消除部分残余应力，改善接头强度，但也只能达到薄板母材的90％左右；而针对处理薄板对接产生的长焊缝，传统的方法不仅浪费人力、物力、财力，增加零件的制造时间，还降低了薄板零件的整体性能和材料的使用性能及范围。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于薄板对接形式的焊接装置及方法，在焊缝的上下两个方向各加一个滚轮，用来轧压平整焊缝，使焊缝原来的拉应力变为压应力，能大大的降低焊接残余应力，减小焊接变形，同时破坏了柱状晶的形成，使焊缝金属的晶粒大幅度的减小，最大限度地提高接头性能，该方法使用方便，设备维护简单，制造成本低。
本发明采用的技术方案为：
一种用于薄板对接形式的焊接装置，具有上带动力传动系统和下带动力传动系统，所述上带动力传动系统具有上导轨，上导轨上设有上支臂，上支臂的下端设有上压紧轮轴承，上压紧轮轴承上设有上压紧轮，上导轨上还设有焊接机构和送丝机构；所述下带动力传动系统具有与上导轨相对设置的下导轨，下导轨上设有下支臂，下肢臂的上端设有下压紧轮轴承，下压紧轮轴承上设有与上压紧轮相对设置的下压紧轮，薄板的对接处置于上压紧轮和下压紧轮之间。
所述的一种用于薄板对接形式的焊接装置，所述焊接机构具有焊枪和焊接电极，所述焊枪安装在上导轨上，焊枪上套有焊枪保护罩。
所述的一种用于薄板对接形式的焊接装置，所述送丝机构具有安装在上导轨上的送丝导管。
所述的一种用于薄板对接形式的焊接装置，还包括支撑夹具机构，用于将薄板的对接处固定在上压紧轮和下压紧轮之间；还包括控制系统，所述上带动力传动系统、下带动力传动系统、焊接机构和送丝机构分别与控制系统线连接。
所述的一种用于薄板对接形式的焊接装置，所述薄板的厚度为0.5-4mm。
所述的一种用于薄板对接形式的焊接装置，所述上压紧轮与薄板的对接处的距离为0.3-0.5mm。
所述的一种用于薄板对接形式的焊接装置，所述下压紧轮与薄板的对接处的距离为0.3-0.5mm。
一种用于薄板对接形式的焊接方法，包括如下步骤：
1)将待焊接薄板的对接处置于上压紧轮和下压紧轮之间；
2)调整上、下压紧轮的位置及与薄板对接处的距离；
3)根据薄板的材质调整焊接机构和送丝机构的距离及相对于薄板的高度，调整焊接机构与上压紧轮的距离；
4)凋整焊接机构的焊接电流和送丝机构的送丝速度，调整上、下压紧轮的运动速度，使之与焊接机构的焊接速度相匹配；
5)启动用于薄板对接形式的焊接装置对薄板的对接处进行焊接，直至焊接完成。
所述的一种用于薄板对接形式的焊接方法，所述薄板为钢薄板，步骤3)中调整焊接机构与上压紧轮的距离为150-250mm。
所述的一种用于薄板对接形式的焊接方法，所述薄板为钛薄板，步骤3)中调整焊接机构与上压紧轮的距离为200-300mm。
本发明具有以下有益效果：
本发明用于薄板对接形式的焊接装置及方法，在焊缝的上下两个方向各加一个滚轮，用来轧压平整焊缝，滚轮的位置始终处在焊缝金属凝固时温度降温至塑性温度区时的位置，即滚轮与焊接电弧保持一定的距离，处于该位置的压紧轮不仅可以施加较小的力既能改变焊缝的形貌，而且可以控制金属粗大等轴柱状晶的形成，滚轮的运动方向为焊接方向，这种情况下不仅用较小的力既能轧压平整焊缝，而且使焊缝原来的拉应力变为压应力，能大大的降低焊接残余应力，减小焊接变形，同时破坏了柱状晶的形成，使焊缝金属的晶粒大幅度的减小，最大限度地提高接头性能。
附图说明
图1为本发明一种用于薄板对接形式的焊接装置的结构示意图。
1-上导轨，2-送丝导管，3-焊枪保护罩，4-焊接电极，5-焊丝，6-电弧，7-薄板，8-焊缝余高，9-下压紧轮，10-下肢臂，11-下导轨，12-下压紧轮轴承，13-上压紧轮轴承，14-上压紧轮，15-上支臂。
具体实施方式
如图1所示一种用于薄板对接形式的焊接装置，具有上带动力传动系统和下带动力传动系统，所述上带动力传动系统具有上导轨1，上导轨1上设有上支臂15，上支臂15的下端设有上压紧轮轴承13，上压紧轮轴承13上设有上压紧轮14，上导轨1上还设有焊接机构和送丝机构；所述下带动力传动系统具有与上导轨1相对设置的下导轨11，下导轨11上设有下支臂10，下肢臂10的上端设有下压紧轮轴承12，下压紧轮轴承12上设有与上压紧轮14相对设置的下压紧轮9，薄板7的对接处置于上压紧轮14和下压紧轮9之间。焊接机构具有焊枪和焊接电极4，所述焊枪安装在上导轨1上，焊枪上套有焊枪保护罩3。送丝机构具有安装在上导轨1上的送丝导管2。上压紧轮14和下压紧轮9的位置始终处在焊缝金属凝固时温度降温至塑性温度区时的位置，即上压紧轮14和下压紧轮9与焊接电弧6保持一定距离。
该用于薄板对接形式的焊接装置，还包括支撑夹具机构，用于将薄板7的对接处固定在上压紧轮14和下压紧轮9之间；还包括控制系统，所述上带动力传动系统、下带动力传动系统、焊接机构和送丝机构分别与控制系统线连接。通过控制系统启动或停止上带动力传动系统和下带动力传动系统的运动，并对其速度进行调节，通过控制系统控制焊接机构的启动和关闭并对焊接速度进行调节，通过控制系统启动或关闭送丝机构并对输出焊丝4的速度进行调节。
优选地，该该用于薄板对接形式的焊接装置适用于厚度为0.5-4mm的薄板7。
优选地，上压紧轮14与薄板7的对接处的距离为0.3-0.5mm。下压紧轮9与薄板7的对接处的距离为0.3-0.5mm。
8、一种用于薄板对接形式的焊接方法，利用上述用于薄板对接形式的焊接装置进行焊接，包括如下步骤：
1)将待焊接薄板7的对接处置于上压紧轮14和下压紧轮9之间；
2)调整上、下压紧轮的位置及与薄板7对接处的距离；
3)根据薄板7的材质调整焊接机构和送丝机构的距离及相对于薄板的高度，调整焊接机构与上压紧轮的距离；当薄板7为钢薄板时，焊接机构与上压紧轮14的距离为150-250mm，当薄板7为钛薄板时，焊接机构与上压紧轮14的距离为200-300mm。
4)凋整焊接机构的焊接电流和送丝机构的送丝速度，调整上、下压紧轮的运动速度，使之与焊接机构的焊接速度相匹配；
5)启动用于薄板对接形式的焊接装置对薄板6的对接处进行焊接，直至焊接完成。
该方法简单易行，由于上压紧轮14和下压紧轮9的距离可调，可以实现不同厚度的规则焊缝的单层焊接，同时动力传动系统带动压紧轮运动的速度可调，能够实现与不同焊接方法的焊接速度匹配。由于压紧轮处在焊缝的塑性温度区内，非常容易将焊缝余高8轧压平整，破坏焊缝金属的结晶方向，改变焊缝的应力状态，将焊缝所受的拉应力改变为压应力，保证薄板对接处焊后的平整，提高接头强度。该方法使用方便，设备维护简单，制造成本低。

Claims (10)

1.一种用于薄板对接形式的焊接装置，其特征在于，具有上带动力传动系统和下带动力传动系统，所述上带动力传动系统具有上导轨，上导轨上设有上支臂，上支臂的下端设有上压紧轮轴承，上压紧轮轴承上设有上压紧轮，上导轨上还设有焊接机构和送丝机构；所述下带动力传动系统具有与上导轨相对设置的下导轨，下导轨上设有下支臂，下肢臂的上端设有下压紧轮轴承，下压紧轮轴承上设有与上压紧轮相对设置的下压紧轮，薄板的对接处置于上压紧轮和下压紧轮之间。
2.根据权利要求1所述的一种用于薄板对接形式的焊接装置，其特征在于，所述焊接机构具有焊枪和焊接电极，所述焊枪安装在上导轨上，焊枪上套有焊枪保护罩。
3.根据权利要求1所述的一种用于薄板对接形式的焊接装置，其特征在于，所述送丝机构具有安装在上导轨上的送丝导管。
4.根据权利要求1所述的一种用于薄板对接形式的焊接装置，其特征在于，还包括支撑夹具机构，用于将薄板的对接处固定在上压紧轮和下压紧轮之间；还包括控制系统，所述上带动力传动系统、下带动力传动系统、焊接机构和送丝机构分别与控制系统线连接。
5.根据权利要求1所述的一种用于薄板对接形式的焊接装置，其特征在于，所述薄板的厚度为0.5-4mm。
6.根据权利要求1所述的一种用于薄板对接形式的焊接装置，其特征在于，所述上压紧轮与薄板的对接处的距离为0.3-0.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种用于薄板对接形式的焊接装置，其特征在于，所述下压紧轮与薄板的对接处的距离为0.3-0.5mm。
8.一种用于薄板对接形式的焊接方法，利用权利要求1-7任一项所述的用于薄板对接形式的焊接装置，其特征在于，包括如下步骤：
1)将待焊接薄板的对接处置于上压紧轮和下压紧轮之间；
2)调整上、下压紧轮的位置及与薄板对接处的距离；
3)根据薄板的材质调整焊接机构和送丝机构的距离及相对于薄板的高度，调整焊接机构与上压紧轮的距离；
4)凋整焊接机构的焊接电流和送丝机构的送丝速度，调整上、下压紧轮的运动速度，使之与焊接机构的焊接速度相匹配；
5)启动用于薄板对接形式的焊接装置对薄板的对接处进行焊接，直至焊接完成。
9.根据权利要求8所述的一种用于薄板对接形式的焊接方法，其特征在于，所述薄板为钢薄板，步骤3)中调整焊接机构与上压紧轮的距离为150-250mm。
10.根据权利要求8所述的一种用于薄板对接形式的焊接方法，其特征在于，所述薄板为钛薄板，步骤3)中调整焊接机构与上压紧轮的距离为200-300mm。
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