CN107838619A - 一种辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，包括门型提爪、门型扣爪以及楔形块，门型提爪设有折勾，门型扣爪设有挡臂，门型提爪和门型扣爪铰接，且折勾和挡臂形成用于夹持骨材的夹口，门型提爪或门型扣爪的门洞内设有限位板，楔形块插设于限位板和桁材之间。基于上述结构，该夹具通过夹口和楔形块的相互配合，减小了桁材和面板之间的间隙，使间隙趋近于零，提高了桁材的焊接质量，免去了点焊斜撑的工作；同时，相较于焊接门型支撑装置和磁性门型支撑装置，该夹具安装拆除简便，连接牢靠，成本较低，焊接效率高，焊接质量好；此外，该夹具安全性好，劳动强度低，整体外型紧凑，可多次反复使用，可批量生产，易推广，具有很高的经济性。

Description

一种辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具

技术领域

本发明涉及船舶焊接设备技术领域，尤其涉及一种辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具。

背景技术

在目前的船舶建造中，为了对船体结构的强度进行加强，通常对板材结构设置加强筋，因而涉及到大量的单一桁材与骨材或者十字桁材与骨材的交叉焊接，其中，桁材一般采用T型材，骨材一般采用球扁钢。桁材与骨材的交叉焊接方法为：先在面板上画出桁材和骨材的安装位置线，将桁材和骨材的腹板一侧对准安装位置线，并使腹板与面板垂直，再对骨材腹板与面板的接缝处施定位焊，接着对桁材以同样的方法进行焊接。采用上述方法进行交叉装配焊接时，当骨材焊接完毕后，焊接骨材腹板的面板区域会出现明显的波浪型形变，从而造成桁材腹板与面板之间出现大小不一的间隙(根据生产部门现场测量反馈，该间隙大小在6～12mm之间，具体情况可参考图1)，进而提高桁材的焊接难度，导致桁材焊接后的焊缝大小不均匀，焊缝中存在未焊透、夹渣以及缺口应力集中等缺陷，严重影响桁材的焊接质量，降低加强筋的疲劳可靠性。

为了防止上述焊接变形，生产部门通常采用焊接门型支撑装置或者使用磁性门型支撑装置的方法对骨材进行固定，焊接门型支撑装置虽然操作简便，但后续打磨工作费工费时，且其强度也不够；使用磁性门型支撑装置对骨材进行固定的方法同样强度不够，且成本较高。同时，在骨材腹板与面板间还需点焊多个斜撑，但该方法需划线、对线、测垂直、施定位焊、装焊斜撑等一系列工序，且加强筋装焊完工后还需拆斜撑、打磨焊疤，造成人力和物力的浪费。另外，斜撑会阻挡焊接连续进行，无论是手工焊、小车半自动焊还是机器臂自动焊都不能一次性、连续地完成焊接，甚至还会因为焊接部位过于狭窄而导致机械臂不能伸展，极大程度地影响了生产效率。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，该夹具能够减小面板与桁材之间因面板形变而产生的间隙，使间隙趋近于零，提高桁材的焊接质量，且结构简单，操作方便，不会影响焊接作业的连续性。

基于此，本发明提供了一种辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，包括门型提爪、门型扣爪以及楔形块，所述门型提爪设有折勾，所述门型扣爪设有挡臂，所述门型提爪和所述门型扣爪铰接，且所述折勾和所述挡臂形成用于夹持骨材的夹口，所述门型提爪或所述门型扣爪的门洞内设有限位板，所述楔形块插设于所述限位板和桁材之间。

作为优选方案，所述门型提爪包括爪体和U形连杆，所述爪体呈U字形并包括相平行的第一直段和第二直段以及连接所述第一直段和所述第二直段的第三直段，且所述第一直段和所述第三直段组成所述折勾，所述爪体设有两个，两个所述爪体的第二直段通过所述U形连杆相连接，且所述第二直段垂直于所述U形连杆所在的平面。

作为优选方案，所述第二直段的自由端设有第一铰接孔。

作为优选方案，所述门型扣爪包括侧臂和推杆，所述侧臂呈Z字形并包括相平行的第一直臂和第二直臂以及连接所述第一直臂和所述第二直臂的第三直臂，所述第一直臂即为所述挡臂，所述侧臂设有两个，两个所述侧臂的第二直臂的自由端通过所述推杆相连接。

作为优选方案，所述推杆外套设有橡胶套。

作为优选方案，所述限位板连接两个所述侧臂的第二直臂，且所述限位板平行于所述推杆。

作为优选方案，所述第一直臂和所述第三直臂的交接处设有第二铰接孔。

作为优选方案，所述门型扣爪设于所述门型提爪的外侧，铰接螺栓穿过正对的所述第一铰接孔和所述第二铰接孔实现所述门型扣爪与所述门型提爪的铰接。

作为优选方案，所述折勾的内侧拐角为圆角。

作为优选方案，所述楔形块的倾斜角度小于或等于30°。

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明提供的一种辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具包括门型提爪、门型扣爪以及楔形块，门型提爪设有折勾，门型扣爪设有挡臂，门型提爪和门型扣爪铰接，且折勾和挡臂形成用于夹持骨材的夹口，门型提爪或门型扣爪的门洞内设有限位板，楔形块插设于限位板和桁材之间。基于上述结构，该夹具通过夹口和楔形块的相互配合，实现了其对骨材(球扁钢)的稳固夹持和自锁，减小了桁材和面板之间的间隙，使间隙趋近于零，降低了桁材的焊接难度，提高了桁材的焊接质量，免去了在骨材腹板和面板之间点焊斜撑的工作，使焊接连续且不受斜撑的阻碍；同时，相较于焊接门型支撑装置，该夹具安装拆除简便，省去了点焊、打磨修复等工序，而相较于磁性门型支撑装置，该夹具连接牢靠，成本较低，适合大面积推广，还提高了焊接效率和质量；此外，该夹具操作简单，安全性好，劳动强度低，整体外型紧凑，占空比小，可多次反复使用，可就地取材，可批量生产，易推广，具有很高的经济性。

附图说明

图1是本发明实施例中面板发生波浪型形变的示意图。

图2是本发明实施例中辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具的结构示意图。

图3是本发明实施例中门型提爪的结构示意图。

图4是本发明实施例中门型扣爪的结构示意图。

图5是本发明实施例中辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具的使用示意图。

附图标记说明：

1、门型提爪，11、爪体，111、第一铰接孔，11a、第一直段，11b、第二直段，11c、第三直段，12、U形连杆，2、门型扣爪，21、侧臂，211、第二铰接孔，21a、第一直臂，21b、第二直臂，21c、第三直臂，22、推杆，23、限位板，3、楔形块，4、铰接螺栓，5、夹口，6、骨材，7、桁材，8、面板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图2至图4所示，本实施例提供一种辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，主要包括门型提爪1、门型扣爪2以及楔形块3。门型提爪1包括爪体11和U形连杆12，爪体11呈U字形并包括相平行的第一直段11a和第二直段11b以及连接第一直段11a和第二直段11b的第三直段11c，第一直段11a和第三直段11c组成折勾结构，第二直段11b的自由端设有第一铰接孔111；优选地，爪体11设有两个，两个爪体11的第二直段11b通过U形连杆12相连接，且第二直段11b垂直于U形连杆12所在的平面；门型扣爪2包括侧臂21和推杆22，侧臂21呈Z字形并包括相平行的第一直臂21a和第二直臂21b以及连接第一直臂21a和第二直臂21b的第三直臂21c，第一直臂21a和第三直臂21c的交接处设有第二铰接孔211；同样的，侧臂21设有两个，两个侧臂21的第二直臂21b的自由端通过推杆22相连接；此外，两个侧臂21的第二直臂21b之间还设限位板23，限位板23平行于推杆22且连接两个侧臂21的第二直臂21b。门型扣爪2设于门型提爪1的外侧，铰接螺栓4穿过正对的第一铰接孔111和第二铰接孔211实现门型扣爪2与门型提爪1的铰接，第一直臂21a作为挡臂与门型提爪1的折勾结构相结合，形成用于夹持骨材6的夹口5。

基于上述结构，如图5所示，当骨材6焊接完毕后，在桁材7与骨材6的交错部位，将该夹具立于桁材7(T型材)的顶板上并转动门型提爪1和门型扣爪2，使夹口5夹持住骨材6(球扁钢)的球形头部，再将楔形块3插设于限位板23和桁材7(T型材)的顶板之间，当楔形块3向限位板23方向平移时，门型提爪1和门型扣爪2绕铰接螺栓4同步转动，夹口5自动适应球形头部的形状并锁紧；同时，随着楔形块3插入的越深，其倾斜面顶住限位板23并将门型提爪1和门型扣爪2向上顶升；借助楔形块3与限位板23产生的顶升力，该夹具通过骨材6将产生波浪型形变的面板8凹坑向上提拉，使其尽量贴合桁材7，减小桁材7与面板8之间的间隙，使间隙趋近于零(经现场施工部门的多次测量，使用该夹具可使桁材7与面板8之间的间隙控制在0～1mm内)，从而降低了桁材7的焊接难度，提高了桁材7的焊接质量，免去了在骨材6腹板和面板8之间点焊斜撑的工作，使焊接连续且不受斜撑的阻碍；同时，相较于焊接门型支撑装置，该夹具安装拆除简便，省去了点焊、打磨修复等工序，而相较于磁性门型支撑装置，该夹具连接牢靠，成本较低，适合大面积推广，还提高了焊接效率和质量；此外，该夹具操作简单，安全性好，劳动强度低，整体外型紧凑，占空比小，可多次反复使用，可就地取材，可批量生产，易推广，具有很高的经济性。

优选地，为了增加该夹具的操作性，便于门型扣爪2的转动，推杆22外套设有防滑的橡胶套。进一步的，折勾的内侧拐角作了倒圆角处理，这样，当骨材6(球扁钢)的球形头部较大时，折勾依然能够稳稳地夹持住骨材6(球扁钢)而不会出现滑动，提高夹具的适用范围；同时，平缓过度的折勾还能够避免拐角处出现由应力集中导致的屈曲现象和疲劳断裂现象，延长夹具的使用寿命，真正达到多次反复利用的效果。再进一步的，楔形块3的倾斜角度小于或等于30°，这样，操作者只需很小的力就能平缓地将骨材6夹紧并使面板8与桁材7贴合。

综上，本发明提供一种辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，包括门型提爪1、门型扣爪2以及楔形块3，门型提爪1设有折勾，门型扣爪2设有挡臂，门型提爪1和门型扣爪2铰接，且折勾和挡臂形成用于夹持骨材6的夹口5，门型提爪1或门型扣爪2的门洞内设有限位板23，楔形块3插设于限位板23和桁材7之间。该夹具经过了生产现场的广泛使用，验证了其功能价值，跟现有技术相比，其具有如下优点：

1、该夹具通过夹口5和楔形块3的相互配合，实现了其对骨材6(球扁钢)的稳固夹持和自锁，减小了桁材7和面板8之间的间隙，使间隙趋近于零，降低了桁材7的焊接难度，提高了桁材7的焊接质量，免去了在骨材6腹板和面板8之间点焊斜撑的工作，使焊接连续且不受斜撑的阻碍；

2、相较于焊接门型支撑装置，该夹具安装拆除简便，省去了点焊、打磨修复等工序，而相较于磁性门型支撑装置，该夹具连接牢靠，成本较低，适合大面积推广，还提高了焊接效率和质量；

3、该夹具装配、拆卸容易，操作简单，安全性好，劳动强度低，整体外型紧凑，占空比小，可多次反复使用，可就地取材，可批量生产，易推广，具有很高的经济性。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，其特征在于，包括门型提爪、门型扣爪以及楔形块，所述门型提爪设有折勾，所述门型扣爪设有挡臂，所述门型提爪和所述门型扣爪铰接，且所述折勾和所述挡臂形成用于夹持骨材的夹口，所述门型提爪或所述门型扣爪的门洞内设有限位板，所述楔形块插设于所述限位板和桁材之间。

2.根据权利要求1所述的辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，其特征在于，所述门型提爪包括爪体和U形连杆，所述爪体呈U字形并包括相平行的第一直段和第二直段以及连接所述第一直段和所述第二直段的第三直段，且所述第一直段和所述第三直段组成所述折勾，所述爪体设有两个，两个所述爪体的第二直段通过所述U形连杆相连接，且所述第二直段垂直于所述U形连杆所在的平面。

3.根据权利要求2所述的辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，其特征在于，所述第二直段的自由端设有第一铰接孔。

4.根据权利要求3所述的辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，其特征在于，所述门型扣爪包括侧臂和推杆，所述侧臂呈Z字形并包括相平行的第一直臂和第二直臂以及连接所述第一直臂和所述第二直臂的第三直臂，所述第一直臂即为所述挡臂，所述侧臂设有两个，两个所述侧臂的第二直臂的自由端通过所述推杆相连接。

5.根据权利要求4所述的辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，其特征在于，所述推杆外套设有橡胶套。

6.根据权利要求4所述的辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，其特征在于，所述限位板连接两个所述侧臂的第二直臂，且所述限位板平行于所述推杆。

7.根据权利要求4所述的辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，其特征在于，所述第一直臂和所述第三直臂的交接处设有第二铰接孔。

8.根据权利要求7所述的辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，其特征在于，所述门型扣爪设于所述门型提爪的外侧，铰接螺栓穿过正对的所述第一铰接孔和所述第二铰接孔实现所述门型扣爪与所述门型提爪的铰接。

9.根据权利要求1-8任一项所述的辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，其特征在于，所述折勾的内侧拐角为圆角。

10.根据权利要求1-8任一项所述的辅助桁材与骨材交叉焊接的门型夹具，其特征在于，所述楔形块的倾斜角度小于或等于30°。