CN108422130B - 一种焊件防变形装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊接治具技术领域，公开了一种焊件防变形装置，包括：箱体，内部设有放置冷却液的空腔，且顶部设置有凹槽；导流通道，一端连通于凹槽，另一端置于空腔的冷却液内；气体阀门，连通于空腔；焊件定位组件，设置在凹槽内，用于固定待焊接的焊件。通过上述焊件防变形装置，在进行焊件的焊接时，首先通过焊件定位组件固定焊件，随后向空腔内通入高压气体，高压气体将空腔内的冷却液排挤至凹槽内并浸没焊件被固定的一端，随后在焊接过程，通过冷却液能够对焊件的焊缝位置进行实时、快速、有效地冷却，从而确保焊件不会出现因焊点热力集中、散热不通畅引起的焊件变形等问题。有效的提高焊接效率和焊件质量，降低了焊接成本。

Description

一种焊件防变形装置
技术领域
本发明涉及焊接治具技术领域，尤其涉及一种焊件防变形装置。
背景技术
在发动机台架试验时，通常会存在对台架试验管路的改造，在改造过程中，常会焊接一些如图1中所示的卡箍式不锈钢接头。图中两个焊件：不锈钢卡箍接头101以及不锈钢直管102，不锈钢卡箍接头101在与不锈钢直管102焊接的过程中，如果焊缝103处散热不好很容易出现因焊点热力集中，散热不及时导致的不锈钢卡箍接头101的密封面104变形的问题,而任何轻微的变形出现都有可能导致后续装配两个对接的不锈钢卡箍接头101时，两个对接的不锈钢卡箍接头101之间的密封面104对接密封不严、漏气，甚至焊件报废问题的出现。
针对上述焊件焊接过程中的冷却，目前通常的做法是边焊接边自然冷却。这种传统的方式冷却效率低，存在操作人员容易烫伤等安全隐患，重要的是可能因焊件各处温度的不同，引起应力变形，从而导致对接的焊件之间连接效果不好，密封不严，漏气等问题的出现，严重的将直接影响发动机开发结果的有效性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种焊件防变形装置，以解决现有焊件焊接时冷却效率低、焊件应力变形的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种焊件防变形装置，包括：
箱体，内部设有放置冷却液的空腔，且顶部设置有凹槽；
导流通道，一端连通于所述凹槽，另一端置于所述空腔的冷却液内；
气体阀门，连通于所述空腔，用于向所述空腔内输送气体以及排出所述空腔内的气体；
焊件定位组件，设置在所述凹槽内，用于固定待焊接的焊件。
作为优选，所述焊件定位组件包括开设在所述凹槽底部的若干定位槽，所述定位槽的截面形状和所述焊件的截面形状相同，用于插入并固定所述焊件。
作为优选，所述焊件定位组件包括支撑座以及开设在所述支撑座上的若干定位槽，所述定位槽的截面形状和所述焊件的截面形状相同，用于插入所述焊件。
作为优选，所述焊件定位组件还包括周向至于所述定位槽外的若干锁紧压板。
作为优选，若干所述定位槽同心设置，所述锁紧压板位于最外侧的所述定位槽外。
作为优选，所述气体阀门包括进气阀和排气阀，所述进气阀和所述排气阀均连通于所述空腔。
作为优选，所述导流通道为冷却液导管，所述空腔顶壁开设有通孔，所述冷却液导管密封穿过所述通孔设置。
作为优选，还包括固接在所述空腔顶壁上且呈圆筒状结构的环板，所述冷却液导管位于所述环板内侧。
作为优选，所述导流通道包括固接于所述空腔的顶壁和侧壁的连接板，所述连接板与所述空腔的顶壁和侧壁之间形成有与所述空腔内部连通的腔室，所述空腔顶壁上开设有与所述腔室连通的出液口。
作为优选，包括液体控制阀，所述液体控制阀设置于所述空腔的底部。
本发明的有益效果：
通过上述焊件防变形装置，在进行焊件的焊接时，首先通过焊件定位组件固定焊件，随后向空腔内通入高压气体，高压气体将空腔内的冷却液排挤至凹槽内并浸没焊件被固定的一端，随后在焊接过程，通过冷却液能够对焊件的焊缝位置进行实时、快速、有效地冷却，从而确保焊件不会出现因焊点热力集中、散热不通畅引起的焊件变形等问题。有效的提高焊接效率和焊件质量，降低了焊接成本。
附图说明
图1是现有技术中的不锈钢卡箍接头与不锈钢直管未焊接时的结构示意图；
图2是本发明实施例一的一种焊件防变形装置的结构示意图；
图3是本发明实施例一的一种焊件防变形装置的俯视图；
图4是本发明实施例一的另一种焊件防变形装置的结构示意图；
图5是本发明实施例二的一种焊件防变形装置的结构示意图；
图6是本发明实施例二的另一种焊件防变形装置的结构示意图。
图中：
1、箱体；2、导流通道；3、定位槽；4、支撑座；5、锁紧压板；6、环板；7、液体控制阀；11、空腔；12、凹槽；21、连接板；22、出液口；23、进液口；24、腔室；31、进气阀；32、排气阀；33、进出气阀；101、不锈钢卡箍接头；102、不锈钢直管；103、焊缝；104、焊缝。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
本实施例提供一种焊件防变形装置，如图2以及图3所示，该焊件防变形装置包括箱体1、导流通道2、气体阀门、焊件定位组件以及液体控制阀7，其中：
上述箱体1内部设有空腔11，且顶部设置有凹槽12，焊件置于凹槽12内，并在凹槽12内与其他焊件进行焊接。在上述空腔11内部放置有冷却液，且冷却液的体积不大于空腔11的体积的三分之二。本实施例中，上述箱体1呈圆柱状结构，并且箱体1采用金属材料制成。当然本实施例的箱体1结构并非仅限于圆柱状，也可以是其他例如矩形状等结构。
本实施例中，上述导流通道2一端连通于凹槽12，另一端伸入冷却液设置。在空腔11的上端处连接有上述气体阀门，通过气体阀门，能够向空腔11内输送高压气体以及排出空腔11内的高压气体。本实施例通过上述导流通道2以及气体阀门，经气体阀门向空腔11内输送高压气体后，空腔11内的气压增大，此时会对空腔11内的冷却液施加压力，空腔11内的冷却液则通过导流通道2流入凹槽12内，并对其内的焊件的焊缝进行实时冷却。
具体的，可参照图2，上述导流通道2可以是冷却液导管，此时在空腔11的顶壁上开设有通孔(图中未示出)，上述冷却液导管密封穿过通孔设置。且该冷却液导管连通凹槽12的一端与凹槽12的底面平齐，能够使冷却液不需要太大的气压，就可以通过冷却液导管流至凹槽12内。
进一步的，为了更好的使冷却液能够流入冷却液导管，本实施例的焊接防变形装置还包括固接在空腔11顶壁上且呈圆筒状结构的环板6，上述冷却液导管位于环板6内侧。通过设置环板6，使得空腔11内容置高压气体的部分体积更小，进而只需要向空腔11内通入少量的高压气体，即可实现较大的气压，以将冷却液挤压置冷却液导管内。
具体的，上述气体阀门至少可以是以下两种结构：
第一种：如图2所示，该气体阀门包括设置在箱体1上端两侧的进气阀31和排气阀32，该进气阀31和排气阀32均连通于空腔11且高于空腔11内的冷却液液面设置，其中进气阀31用于向空腔11内输送高压气体，排气阀32用于排出空腔11内的高压气体。通过该进气阀31和排气阀32的通断控制，可以有效控制流入凹槽12内的冷却液的液面高度，使冷却液液面相对焊件的焊缝处于合适的高度，以避免冷却液的液位太低，焊件焊接过程中焊缝处热量散失不及时，达不到冷却焊件的目的；以及冷却液的液位太高，焊件的焊接面接触冷却液会影响焊件质量。而且通过进气阀31和排气阀32的设置，可以适应不同焊缝高度的焊件的焊接，即针对不同焊缝高度的焊件，凹槽12内的冷却液的液位均可通过进气阀31和排气阀32调节至合适的高度。
第二种：如图4所示，气体阀门包括一个进出气阀33，其设置在箱体1上且连通在空腔11的一侧上端处且高于冷却液的液面设置，该进出气阀33具有向空腔11内输送高压气体以及向空腔11外排出高压气体的功能。通过该进出气阀33的通断控制，可以有效控制流入凹槽12内的冷却液的液面高度，使冷却液液面相对焊件的焊缝处于合适的高度。
需要指出的是，上述两种结构的气体阀门在排出空腔11内的高压气体后，凹槽12内的冷却液会流回空腔11内。
本实施例中，上述焊件定位组件设置在凹槽12内，用于固定待焊接的焊件。上述焊件定位组件可以是图2所示的结构，具体的，可参照图2，上述焊件定位组件包括开设在凹槽12底部的若干定位槽3，上述定位槽3的形状和焊件的截面形状相匹配(以焊件的截面形状为圆形为例，上述定位槽3的形状也为圆形)，用于插入并固定焊件。具体的，上述焊件的一端能够插入定位槽3内，由该定位槽3进行定位。而且通过该定位槽3，在焊件焊接过程中，其也能够避免焊件插入定位槽3的这端出现变形。需要说的是，在本方案中，由于定位槽3开设在凹槽12的底部，因此，为了加强凹槽12底部的强度，凹槽12底部的厚度需要大些。
作为另一种优选的技术方案，上述焊件定位组件还可以是图4所示的结构，具体的，可参照图4，上述焊件定位组件包括支撑座4以及开设在支撑座4上的若干定位槽3，定位槽3的形状和焊件的截面形状相匹配，用于插入焊件。即在该优选方案中，上述定位槽3是开设在支撑座4上而非凹槽12底部，通过该结构的设计，能使得凹槽12底部厚度无需过大，能够节省制造材料。而且该结构的设计，同样能够实现对焊件的定位以及避免焊件插入定位槽3的这端出现变形。
进一步的，本实施例的上述两种焊件定位组件均还包括周向至于定位槽3外的若干锁紧压板5，锁紧压板5转动连接于凹槽12底部或支撑座4上，通过锁紧压板5，当焊件通过定位槽3定位后，转动锁紧压板5，锁紧压板5抵压在焊件的外壁上，进一步的将焊件固定。此外，本实施例通过定位槽3和锁紧压板5的双重固定，也能够使得焊件在焊接过程中位置稳定，不会出现晃动或者倾倒现象，进一步提高了焊件焊接的良品率。
如图3所示，本实施例上述若干定位槽3同心设置，上述锁紧压板5位于最外侧的定位槽3外。通过将定位槽3同心设置，能够减少定位槽3的开设空间，即如图2或图4中所示的定位槽3，多个定位槽3不需要较多的开设空间，使得整个焊接防变形装置的体积不会过大，便于搬运和运输。需要说明的是，由于锁紧压板5仅设置在最外侧的定位槽3外，这就需要锁紧压板5的长度足够长，即需要保证能够压紧固定位于最内侧的定位槽3内的焊件。
本实施例中，焊接防变形装置还包括有液体控制阀7，该液体控制阀7设置在箱体1上且连通于空腔11的底部。通过该液体控制阀7，能够排出空腔11内的冷却液以及向空腔11内注入冷却液。
本实施例的上述焊接防变形装置在使用时，首先将焊件的一端插入与其相适应的定位槽3内，随后通过锁紧压板5进一步压紧固定该焊件。之后向空腔11内通入高压气体，高压气体将空腔11内的冷却液通过导流通道2排挤至凹槽12内并浸没焊件被固定的一端，随后将该焊件与另一个焊件进行焊接，在焊接过程，通过冷却液能够对焊件的焊缝位置进行实时、快速、有效地冷却，从而确保焊件不会出现因焊点热力集中、散热不通畅引起的焊件变形等问题。有效地保证了焊接质量，进而保证了发动机装配后的质量。
实施例二
本实施例与实施例一的区别仅在于导流通道2的结构不同，本实施例不设置冷却液导管以及环板6，具体的，可参见图5以及图6，本实施例的导流通道2包括固接于空腔11的顶壁和侧壁的连接板21，该连接板21与空腔11的顶壁和侧壁之间形成有腔室24，同时在空腔11顶壁上开设有与腔室24连通的出液口22。具体的，在连接板21的底端设置有进液口23，该进液口23将与腔室24与空腔11内部连通，当向空腔11内输入高压气体时，高压气体能够使空腔11内的冷却液依次经过进液口23以及出液口22，流入凹槽12内。
需要指出的是，当气体阀门为两个时，进气阀31和排气阀32均不与腔室24连通。
本实施例的其余结构与实施例一均相同，不再赘述。
本实施例的焊接防变形装置在使用时，首先将焊件的一端插入与其相适应的定位槽3内，随后通过锁紧压板5进一步压紧固定该焊件。之后向空腔11内通入高压气体，高压气体将空腔11内的冷却液通过进液口23、腔室24以及出液口22输送至凹槽12内并浸没焊件被固定的一端，随后将该焊件与另一个焊件进行焊接，在焊接过程，通过冷却液能够对焊件的焊缝位置进行实时、快速、有效地冷却，从而确保焊件不会出现因焊点热力集中、散热不通畅引起的焊件变形等问题。有效地保证了焊接质量，进而保证了发动机装配后的质量。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种焊件防变形装置，其特征在于，包括：
箱体(1)，内部设有放置冷却液的空腔(11)，且顶部设置有凹槽(12)；
导流通道(2)，一端连通于所述凹槽(12)，另一端置于所述空腔(11)的冷却液内，所述导流通道(2)位于所述空腔(11)内；
气体阀门，连通于所述空腔(11)，用于向所述空腔(11)内输送气体以及排出所述空腔(11)内的气体；
焊件定位组件，设置在所述凹槽(12)内，用于固定待焊接的焊件。
2.根据权利要求1所述的焊件防变形装置，其特征在于，所述焊件定位组件包括开设在所述凹槽(12)底部的若干定位槽(3)，所述定位槽(3)的截面形状和所述焊件的截面形状相同，用于插入并固定所述焊件。
3.根据权利要求1所述的焊件防变形装置，其特征在于，所述焊件定位组件包括支撑座(4)以及开设在所述支撑座(4)上的若干定位槽(3)，所述定位槽(3)的截面形状和所述焊件的截面形状相同，用于插入所述焊件。
4.根据权利要求2或3所述的焊件防变形装置，其特征在于，所述焊件定位组件还包括周向至于所述定位槽(3)外的若干锁紧压板(5)。
5.根据权利要求4所述的焊件防变形装置，其特征在于，若干所述定位槽(3)同心设置，所述锁紧压板(5)位于最外侧的所述定位槽(3)外。
6.根据权利要求1所述的焊件防变形装置，其特征在于，所述气体阀门包括进气阀(31)和排气阀(32)，所述进气阀(31)和所述排气阀(32)均连通于所述空腔(11)。
7.根据权利要求1所述的焊件防变形装置，其特征在于，所述导流通道(2)为冷却液导管，所述空腔(11)顶壁开设有通孔，所述冷却液导管密封穿过所述通孔设置。
8.根据权利要求7所述的焊件防变形装置，其特征在于，还包括固接在所述空腔(11)顶壁上且呈圆筒状结构的环板(6)，所述冷却液导管位于所述环板(6)内侧。
9.根据权利要求1所述的焊件防变形装置，其特征在于，所述导流通道(2)包括固接于所述空腔(11)的顶壁和侧壁的连接板(21)，所述连接板(21)与所述空腔(11)的顶壁和侧壁之间形成有与所述空腔(11)内部连通的腔室(24)，所述空腔(11)顶壁上开设有与所述腔室(24)连通的出液口(22)。
10.根据权利要求1-3任一所述的焊件防变形装置，其特征在于，包括液体控制阀(7)，所述液体控制阀(7)设置于所述空腔(11)的底部。
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