CN107931897A - 用于冷却焊缝附近母材的装置 - Google Patents
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Abstract
用于冷却焊缝附近母材的装置属于轨道车辆焊接用焊缝辅助冷却装置领域,其包括至少两个半环型冷却块、多个直线型冷却块、水泵、外部管路和冷却液存储装置。本发明装置可以形成彼此贯通的冷却液循环管路,对焊缝母材的平面实施完全可控的降温冷却,从而使得焊接热量在焊枪的焊接作业过程中,实时得以控制,进而消除冷却措施的迟滞性,并完全避免了吹风冷却和喷雾冷影响焊接强度和焊缝内部的塑性变形状态,造成气孔、通道或预期之外的变形的情况发生,由此大幅提高焊接品质和强度效果;该装置可根据所需冷却的焊缝具体结构形式设置该装置的结构形式,可以对角接焊缝附近两块垂直90°的平板焊件进行冷却作业。
Description
技术领域
本发明属于轨道车辆焊接用焊缝辅助冷却装置领域,具体涉及一种用于冷却焊缝附近母材的装置。
背景技术
轨道客车的制造过程涉及大量焊缝组对焊接作业,焊缝在焊接过程中吸收大量热能并熔化,并在后续冷却过程中逐渐释放热量,此过程极易导致焊接变形的发生。现有对焊缝实施冷却的方式通常为在焊枪从当前的焊缝位置移开之后,用专用设备对焊接部位实施高压吹风冷却,或雾化喷水冷却。
但吹风冷却和喷雾冷却均不能直接对准正在熔化焊接的部位,其冷却过程具有迟滞性,不利于散热效果的理想控制。并且,吹风冷却和喷雾冷却都可能影响焊接强度和焊缝内部的塑性变形状态,造成气孔、通道或预期之外的变形,进而影响焊接强度和品质。
发明内容
为了解决现有吹风冷却和喷雾冷却均不能直接对准正在熔化焊接的部位,其冷却过程具有迟滞性,不利于散热效果的理想控制。并且,吹风冷却和喷雾冷却都可能影响焊接强度和焊缝内部的塑性变形状态,造成气孔、通道或预期之外的变形,进而影响焊接强度和品质的技术问题,本发明提供一种用于冷却焊缝附近母材的装置。
本发明解决技术问题所采取的技术方案如下:
用于冷却焊缝附近母材的装置,其包括至少两个半环型冷却块、多个直线型冷却块、水泵、外部管路和冷却液存储装置,所述直线型冷却块是横断面为直角梯形的棱柱结构,其棱柱的上、下端面之间设有贯通的直线块内部管道,所述直线块内部管道的一端设有沿其轴向向外突出的水管快速接头插头端子,直线块内部管道的另一端设有沉孔形式的水管快速接头插座端子;
所述半环型冷却块是横断面为直角梯形的半环结构,其法向横断面的结构和尺寸均与直线型冷却块的横断面完全相同;半环型冷却块内部设有同心的半环形内部管道,其半环形内部管道的一端设有向外突出的水管快速接头插头端子,半环形内部管道的另一端设有沉孔形式的水管快速接头插座端子;半环型冷却块的圆弧段外径侧壁上设有另一个向外突出的水管快速接头插头端子,该位于半环型冷却块外径上的水管快速接头插头端子与半环形内部管道贯通,并形成三通管路结构;半环型冷却块的梯形斜坡面形成一个上、下均开口的倒立的半个圆锥面;
所述多个直线型冷却块通过其水管快速接头插头端子和水管快速接头插座端子顺次对接并串联形成一个直角梯形长棱柱并使其各自的直线块内部管道彼此贯通;所述两个直角梯形长棱柱平行布置,其二者的直角梯形斜坡面彼此相对且其二者各自的水管快速接头插头端子朝向相反;每一个直角梯形长棱柱的前端均通过其水管快速接头插头端子与一个对应的半环型冷却块上的水管快速接头插座端子对接;直角梯形长棱柱的末端均通过其水管快速接头插座端子与另外一个半环型冷却块上对应的水管快速接头插头端子对接;
两个平行的直角梯形长棱柱以及分别与其前、后两端对接的两个半环型冷却块,其四者的梯形斜坡面共同合为形成一个长槽孔焊缝通道;
位于一个半环型冷却块圆弧段外径侧壁上的水管快速接头插头端子通过外部管路与水泵连接,位于另外一个半环型冷却块圆弧段外径侧壁上的水管快速接头插头端子通过外部管路与冷却液存储装置连接。
所述半环型冷却块和直线型冷却块均为铜材质制成。
所述半环型冷却块和直线型冷却块,其二者横断面的直角梯形的锐角度数为45度角,直角梯形的下底边长为55mm,上底边长为20mm,高为35mm。
所述半环型冷却块的梯形斜边所形成的倒立的半个圆锥面其圆周角为180度;圆锥面的上底直径为130mm,其下底的直径为20mm;所述长槽孔焊缝通道的宽度等于20mm。
所述水管快速接头插头端子的外径上同轴固连有多个O型密封圈,水管快速接头插座端子的内侧壁上设有O型密封圈环槽;所述水管快速接头插头端子和水管快速接头插座端子均为铜材质制成。
本发明装置所构成的最小单元不包括任何直线型冷却块,其仅由两个半环型冷却块彼此对接串联,并分别通过其二者各自位于圆弧段外径侧壁上的水管快速接头插头端子的两个三通管路结构分别与两段外部管路连接并对应连接水泵和冷却液存储装置。
所述半环型冷却块可替换为俯视结构是圆周角为90°的扇形冷却块。
本发明的有益效果是:该装置的半环型冷却块和直线型冷却块均设有内部管道,并可以通过水管快速接头插头端子和水管快速接头插座端子实现多级串联对接。其多个直线型冷却块通过其水管快速接头插头端子和水管快速接头插座端子顺次对接并串联形成直角梯形长棱柱,直角梯形长棱柱的总长度可以根据所需直线焊缝的长度灵活组对和调整。半环型冷却块的外侧壁上还设有三通结构,可用于通过外部管路与连接的水泵或冷却液存储装置连接,从而形成彼此贯通的冷却液循环管路,并对焊缝母材的平面实施完全可控的降温冷却,从而使得焊接热量在焊枪的焊接作业过程中,实时得以控制,进而消除冷却措施的迟滞性,并完全避免了吹风冷却和喷雾冷影响焊接强度和焊缝内部的塑性变形状态,造成气孔、通道或预期之外的变形的情况发生,由此大幅提高焊接品质和强度效果。
半环型冷却块和直线型冷却块,其二者横断面的直角梯形的锐角度数为45度角,以避免对焊枪端部造成阻挡和干涉,并更加有利于热交换率的提高。水泵采用负压抽水的方式使冷却液在管路中流动并进行冷却,其可以避免采用正压式喷水时,冷却装置各环节的部件之间因水压冲击而分离。
本发明用于冷却焊缝附近母材的装置可根据所需冷却的焊缝具体结构形式设置该装置的结构形式,例如,可以设置成由多个半环型冷却块彼此串联形成的波浪形式。
若将半环型冷却块替换为俯视结构是圆周角为90°的扇形冷却块,则其还可以分别同两个直角梯形长棱柱分别连接,形成整体的直角型冷却部件,从而可以对角接焊缝附近两块垂直90°的平板焊件进行冷却作业。
此外该用于冷却焊缝附近母材的装置还具有结构简单实用,操作方便,成本低廉,便于推广普及等优点。
附图说明
图1是本发明用于冷却焊缝附近母材的装置的立体结构示意图;
图2是本发明用于冷却焊缝附近母材的装置的俯视图;
图3是本发明两个半环型冷却块和两个直角梯形长棱柱的爆炸装配示意图;
图4是本发明半环型冷却块的立体结构示意图;
图5是图4的俯视图;
图6是本发明直线型冷却块的立体结构示意图;
图7是本发明由两个半环型冷却块、水泵、外部管路和冷却液存储装置所构成的最小单元的立体结构示意图;
图8是图7的俯视图;
图9是本发明两个半环型冷却块彼此串联对接时的爆炸应用示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细说明。
如图1至图6所示,本发明用于冷却焊缝附近母材的装置包括至少两个半环型冷却块1、多个直线型冷却块2、水泵3、外部管路4和冷却液存储装置5,直线型冷却块2是横断面为直角梯形的棱柱结构,其棱柱的上、下端面之间设有贯通的直线块内部管道,直线块内部管道的一端设有沿其轴向向外突出的水管快速接头插头端子6,直线块内部管道的另一端设有沉孔形式的水管快速接头插座端子7。
半环型冷却块1是横断面为直角梯形的半环结构,其法向横断面的结构和尺寸均与直线型冷却块2的横断面完全相同。半环型冷却块1内部设有同心的半环形内部管道,其半环形内部管道的一端设有向外突出的水管快速接头插头端子6,半环形内部管道的另一端设有沉孔形式的水管快速接头插座端子7。半环型冷却块1的圆弧段外径侧壁上设有另一个向外突出的水管快速接头插头端子6,该位于半环型冷却块1外径上的水管快速接头插头端子6与半环形内部管道贯通,并形成三通管路结构。半环型冷却块1的梯形斜坡面形成一个上、下均开口的倒立的半个圆锥面。
多个直线型冷却块2通过其水管快速接头插头端子6和水管快速接头插座端子7顺次对接并串联形成一个直角梯形长棱柱并使其各自的直线块内部管道彼此贯通。两个直角梯形长棱柱平行布置,其二者的直角梯形斜坡面彼此相对且其二者各自的水管快速接头插头端子6朝向相反。每一个直角梯形长棱柱的前端均通过其水管快速接头插头端子6与一个对应的半环型冷却块1上的水管快速接头插座端子7对接。直角梯形长棱柱的末端均通过其水管快速接头插座端子7与另外一个半环型冷却块1上对应的水管快速接头插头端子6对接。
两个平行的直角梯形长棱柱以及分别与其前、后两端对接的两个半环型冷却块1,其四者的梯形斜坡面共同合为形成构成一个长槽孔焊缝通道8。该长槽孔焊缝通道8用于将待冷却的焊缝容纳其中。
位于一个半环型冷却块1圆弧段外径侧壁上的水管快速接头插头端子6通过外部管路4与水泵3连接,位于另外一个半环型冷却块1圆弧段外径侧壁上的水管快速接头插头端子6通过外部管路4与冷却液存储装置5连接。
半环型冷却块1和直线型冷却块2均为铜材质制成,以保障理想的换热速率。
半环型冷却块1和直线型冷却块2,其二者横断面的直角梯形的锐角度数为45度角,以避免对焊枪端部造成阻挡和干涉。直角梯形的下底边长为55mm,上底边长为20mm,高为35mm,其结构精巧,下底的换热面积大,斜坡面、侧壁和上底的散热效率高。
半环型冷却块1的梯形斜边所形成的倒立的半个圆锥面其圆周角为180度。圆锥面的上底直径为130mm,其下底的直径为20mm。长槽孔焊缝通道8的宽度等于20mm。
水管快速接头插头端子6的外径上同轴固连有多个O型密封圈6-1,水管快速接头插座端子7的内侧壁上设有O型密封圈环槽。水管快速接头插头端子6和水管快速接头插座端子7均为铜材质制成。
本发明的装置所构成的最小单元不包括任何直线型冷却块2,其仅由两个半环型冷却块1彼此对接串联,并分别通过其二者各自位于圆弧段外径侧壁上的水管快速接头插头端子6的两个三通管路结构分别与两段外部管路4连接,并对应连接水泵3和冷却液存储装置5。
具体应用本发明用于冷却焊缝附近母材的装置对较长的直线焊缝进行冷却作业时,根据所需直线焊缝的长度灵活组对直角梯形长棱柱的总长度,并使待焊接的整条完全位于长槽孔焊缝通道8的纵向中线上,将本装置的下部均与焊缝附近的母材密贴,即可启动水泵3,使冷却液从冷却液存储装置5中经外部管路4流入与其连接的一个半环型冷却块1中,并从半环型冷却块1和由多个直线型冷却块2所对接构成的彼此贯通的内部管道中快速流动,并最终从另外一个半环型冷却块1的三通水管快速接头插头端子6中流出至水泵3,从而使大部分热能被冷却液带走,从而对焊缝两侧的母材表面起到高效、可控的散热降温效果。
半环型冷却块1和直线型冷却块2其二者横断面的直角梯形的锐角度数为45度角,以避免对焊枪端部造成阻挡和干涉。直角梯形的下底用于同焊缝母材平面密贴接触,进行热交换,直角梯形的斜坡面、侧壁和上底则均用于向空气中快速散热。
当需要对塞焊孔类母材进行焊接冷却作业时,则可直接采用如图7至图9所示的本装置的最小单元结构,从而起到与直线焊缝相同的冷却效果。
通过外部管路4连接的水泵3和冷却液存储装置5还可以构成密闭的循环管路,通过控制水泵3的功率和改变冷却液的流速,可以控制冷却的速率,同时,更换不同类型的汽车冷却液,例如零下25℃的乙二醇型冷却液,也能起到更好的冷却效果。
水泵3采用负压抽水的方式使冷却液在管路中流动并进行冷却,其可以避免采用正压式喷水时,冷却装置各环节的部件之间因水压冲击而分离。
本发明用于冷却焊缝附近母材的装置可根据所需冷却的焊缝具体结构形式设置该装置的结构形式,例如,可以设置成由多个半环型冷却块1彼此串联形成的波浪形式。
若将半环型冷却块替换为俯视结构是圆周角为90°的扇形冷却块,则其还可以分别同两个直角梯形长棱柱分别连接,形成整体的直角型冷却部件,从而可以对角接焊缝附近两块垂直90°的平板焊件进行冷却作业。
Claims (6)
1.用于冷却焊缝附近母材的装置,其特征在于:该装置包括至少两个半环型冷却块(1)、多个直线型冷却块(2)、水泵(3)、外部管路(4)和冷却液存储装置(5),所述直线型冷却块(2)是横断面为直角梯形的棱柱结构,其棱柱的上、下端面之间设有贯通的直线块内部管道,所述直线块内部管道的一端设有沿其轴向向外突出的水管快速接头插头端子(6),直线块内部管道的另一端设有沉孔形式的水管快速接头插座端子(7);
所述半环型冷却块(1)是横断面为直角梯形的半环结构,其法向横断面的结构和尺寸均与直线型冷却块(2)的横断面完全相同;半环型冷却块(1)内部设有同心的半环形内部管道,其半环形内部管道的一端设有向外突出的水管快速接头插头端子(6),半环形内部管道的另一端设有沉孔形式的水管快速接头插座端子(7);半环型冷却块(1)的圆弧段外径侧壁上设有另一个向外突出的水管快速接头插头端子(6),该位于半环型冷却块(1)外径上的水管快速接头插头端子(6)与半环形内部管道贯通,并形成三通管路结构;半环型冷却块(1)的梯形斜坡面形成一个上、下均开口的倒立的半个圆锥面;
所述多个直线型冷却块(2)通过其水管快速接头插头端子(6)和水管快速接头插座端子(7)顺次对接并串联形成一个直角梯形长棱柱并使其各自的直线块内部管道彼此贯通;两个直角梯形长棱柱平行布置,其二者的直角梯形斜坡面彼此相对且二者各自的水管快速接头插头端子(6)朝向相反;每一个直角梯形长棱柱的前端均通过其水管快速接头插头端子(6)与一个对应的半环型冷却块(1)上的水管快速接头插座端子(7)对接;直角梯形长棱柱的末端均通过其水管快速接头插座端子(7)与另外一个半环型冷却块(1)上对应的水管快速接头插头端子(6)对接;
两个平行的直角梯形长棱柱以及分别与其前、后两端对接的两个半环型冷却块(1),其四者的梯形斜坡面共同合为形成一个长槽孔焊缝通道(8);
位于一个半环型冷却块(1)圆弧段外径侧壁上的水管快速接头插头端子(6)通过外部管路(4)与水泵(3)连接,位于另外一个半环型冷却块(1)圆弧段外径侧壁上的水管快速接头插头端子(6)通过外部管路(4)与冷却液存储装置(5)连接。
2.如权利要求1所述的用于冷却焊缝附近母材的装置,其特征在于:所述半环型冷却块(1)和直线型冷却块(2)均为铜材质制成。
3.如权利要求1所述的用于冷却焊缝附近母材的装置,其特征在于:所述半环型冷却块(1)和直线型冷却块(2),其二者横断面的直角梯形的锐角度数为45度角,直角梯形的下底边长为55mm,上底边长为20mm,高为35mm。
所述半环型冷却块(1)的梯形斜边所形成的倒立的半个圆锥面其圆周角为180度;圆锥面的上底直径为130mm,其下底的直径为20mm;所述长槽孔焊缝通道(8)的宽度等于20mm。
4.如权利要求1所述的用于冷却焊缝附近母材的装置,其特征在于:所述水管快速接头插头端子(6)的外径上同轴固连有多个O型密封圈(6-1),水管快速接头插座端子(7)的内侧壁上设有O型密封圈环槽;所述水管快速接头插头端子(6)和水管快速接头插座端子(7)均为铜材质制成。
5.如权利要求1所述的用于冷却焊缝附近母材的装置,其特征在于:该装置所构成的最小单元不包括任何直线型冷却块(2),其仅由两个半环型冷却块(1)彼此对接串联,并分别通过其二者各自位于圆弧段外径侧壁上的水管快速接头插头端子(6)的两个三通管路结构分别与两段外部管路(4)连接并对应连接水泵(3)和冷却液存储装置(5)。
6.如权利要求1所述的用于冷却焊缝附近母材的装置,其特征在于:所述半环型冷却块可替换为俯视结构是圆周角为90°的扇形冷却块。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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