CN108465958B - 一种用于钛制半焊式板片激光焊接的工装 - Google Patents

Abstract

一种用于钛制半焊式板片激光焊接的工装，包括上盖板、上压板、下定位板和下固定板，上盖板和下定位板配合夹紧待焊接板片，所述的下定位板上开设有若干形状与板片上的焊接区域相互匹配的导气槽，位于待焊接板片下方的下定位板上开设有向内凹用于将导气槽相互连通的导气区，导气区覆盖焊缝区域，下定位板上设有进气口和出气口，进气口和出气口均与导气区相连通。本发明根据钛制半焊式板式换热器板片的形状设置了相匹配的工装夹具，并根据激光焊接过程中的需要，调整工装夹具的结构增添气体保护功能，实现了板片的快速自动定位，提高了定位精度和生产效率，满足了焊接过程中的惰性气体保护要求，并提升了一次焊接成功率。

Description

一种用于钛制半焊式板片激光焊接的工装

技术领域

本发明属于激光焊接领域，尤其是涉及一种激光焊接的工装。

背景技术

半焊式板式换热器，两张板片采用激光焊接方式组成一个板片组，板片组之间再使用橡胶垫片密封。

目前，暂无用来进行钛制半焊式板式换热器板片激光焊接的专用工装夹具，通常使用的是适用于不锈钢材质板片激光焊接的工装夹具，这种工装夹具在《板式换热片激光焊接工艺及工装控制系统设计》（刘健）中有描述。这种工装夹具在板片边缘处对上下两张板片施加压力，使得两张板片的焊接部位紧密贴合，以便于焊接。但是钛材质板片在压制后，局部减薄量和板片回弹变形率大于不锈钢板片，仅在板片边缘处施加压力并不能保证板片焊接部位能够完全紧密贴合，从而导致钛材质板片焊接成功率降低。不锈钢板片的焊接，对气体保护氛围要求不高，这些工装夹具的保护气体流通区域的流阻分配不均，造成保护气体分配不均，虽然能满足不锈钢的焊接要求，却难以达到钛材质板片焊接过程中的较高要求，进一步造成钛材质板片焊接成功率下降。且这种夹具制造成本高，不利于推广使用。

发明内容

本发明的目的是为解决现有技术中的焊接工装造成的的保护气体流通区域的流阻分配不均，造成保护气体分配不均，无法满足钛制半焊式板片激光焊接的环境需要的问题，提供一种用于钛制半焊式板片激光焊接的工装。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：

一种用于钛制半焊式板片激光焊接的工装，包括上盖板、上压板、下定位板和下固定板，上盖板固定在上压板上，下定位板固定在下固定板上，上盖板和下定位板配合夹紧待焊接板片，所述的下定位板上开设有若干形状与板片上的焊接区域相互匹配的导气槽，导气槽位置与焊缝投影位置重合，位于待焊接板片下方的下定位板上开设有向内凹用于将导气槽相互连通的导气区，导气区覆盖焊缝区域，下定位板上一端设有进气口，下定位板上的另一端设有出气口，进气口和出气口均与导气区相连通，下定位板布设有上凸并与待焊接板片两端相互匹配的定位块的定位块和内凹的并与待焊接板片板片边缘角相互匹配的下板片定位槽，所述的上盖板和上压板压设在下定位板上，上压板上开设有与下定位板上的定位块相互匹配的定位孔，上盖板和上压板之间相隔设置且两者之前形成穿设激光焊头的槽孔，槽孔位于导气槽的正上方。

所述的上盖板和上压板通过相互配合的螺钉和压块固定在一起，上压板上设有用于安装吊环的吊环孔和上导柱孔，上压板的下表面上设置有内凹并与待焊接板片板片边缘角相互匹配的上板片定位槽。

所述的导气槽包括梯形导气槽和环形导气槽。

所述的下定位板设有下导柱孔、销子孔、螺钉孔和螺纹孔。

所述的下固定板上设置有与下导柱孔相互匹配的导柱以及与销子孔相互匹配的销子，通过下导柱孔和导柱相互配合实现定位安装，下固定板上还拧设有内六角圆柱头螺钉，内六角圆柱头螺钉拧入下定位板的螺钉孔内实现下固定板与下定位板组合固定。

所述的槽孔两侧设置有多个用于压紧待焊接板材的内六角平端紧定螺钉。本发明的有益效果是：本发明根据钛制半焊式板式换热器板片的形状设置了相匹配的工装夹具，并根据激光焊接过程中的需要，调整工装夹具的结构增添气体保护功能，实现了板片的快速自动定位，提高了定位精度和生产效率，满足了焊接过程中的惰性气体保护要求，并提升了一次焊接成功率。

本发明具有以下创新点及优点：①通过定位块和板片定位槽的设置，实现了板片的自动、快速定位，并能有效提高两张板片的对正精度，提升了生产效率；②在焊接区域边缘处布设有多个内六角平端紧定螺钉，用以微调消除板片的局部变形，并确保上下两张板片紧密贴合，提升一次焊接成功率；③工装夹具内部设有与焊缝形状相吻合的气流通道，通以惰性气体，并能均匀分布在焊缝处，实现对焊接的气体保护，进一步提升一次焊接成功率；④工装夹具结构简单、操作方便、成本低、适用性高。

附图说明

图1为上压板结构示意图。

图2为下定位板结构示意图。

图3为下固定板结构示意图。

图示标记：1—上盖板；2—上压板；3—上导柱孔；4—定位块；5—螺钉；6—圆压块；7—吊环孔；8—定位孔；9—通孔；10—内六角平端紧定螺钉；11—吊环孔；12—上定位槽，13—下定位板；14—进气口； 15—上导柱孔； 16—销子孔；17—导气区；18—导气槽；19—螺钉孔；20—环形导气槽；21—螺纹孔；23—出气口；23—定位块；24—下定位槽，25—下固定板；26）—导柱； 27—销子； 28—内六角圆柱头螺钉。

具体实施方式

图中所示，具体实施方式如下：

一种用于钛制半焊式板片激光焊接的工装，包括上盖板1、上压板2、下定位板13和下固定25板，上盖板1固定在上压板2上，下定位板13固定在下固定板25上，上盖板1和下定位板13配合夹紧待焊接板片，所述的下定位板13上开设有若干形状与板片上的焊接区域相互匹配的导气槽，导气槽位置与焊缝投影位置重合，位于待焊接板片下方的下定位板13上开设有向内凹用于将导气槽相互连通的导气区17，导气区17覆盖焊缝区域，下定位板13上一端设有进气口14，下定位板上的另一端设有出气口22，进气口14和出气口22均与导气区17相连通，下定位板13布设有上凸并与待焊接板片两端相互匹配的定位块23和内凹的并与待焊接板片板片边缘角相互匹配的下板片定位槽24，所述的上盖板1和上压板2压设在下定位板13上，上压板2上开设有与下定位板13上的定位块23相互匹配的定位孔8，上盖板1和上压板2之间相隔设置且两者之前形成穿设激光焊头的槽孔，槽孔位于导气槽的正上方。

所述的上盖板1和上压板2通过相互配合的螺钉5和压块4固定在一起，上压板2上设有用于安装吊环的吊环孔11和上导柱孔3，上压板的下表面上设置有内凹并与待焊接板片板片边缘角相互匹配的上板片定位槽12。

所述的导气槽包括梯形导气槽18和环形导气槽20。

所述的下定位板设有下导柱孔15、销子孔16、螺钉孔19和螺纹孔21。

所述的下固定板25上设置有与下导柱孔15相互匹配的导柱以及与销子孔16相互匹配的销子27，通过下导柱孔和导柱相互配合实现定位安装，下固定板25上还拧设有内六角圆柱头螺钉28，内六角圆柱头螺钉28拧入下定位板的螺钉孔19内实现下固定板与下定位板组合固定。

所述的槽孔两侧设置有多个用于压紧待焊接板材的内六角平端紧定螺钉10。首先将下定位板与下固定板组合在一起：下固定板25上设置的导柱26（即K）穿过下定位板的下导柱孔15（即G孔），设置的销子27（即L）穿过下定位板的销子孔16（即F孔），内六角圆柱头螺钉28（即M）拧紧在下定位板的螺钉孔19（即E孔）内；下固定板与下定位板组合在一起，并与下定位板下部内凹的导气区形成一个封闭的气流通道。组合完毕后，两者作为一个整体使用，不再进行拆分。

将需要进行焊接的第一张板片放入下定位板内，板片两端卡住定位块23（定位块与板片两端缺口形状相吻合），再检查板片边缘角是否卡进定位槽24内，若未卡入定位槽内，则表示板片正反面颠倒，将板片翻面后边缘角自动卡入定位槽内。此时，板片的焊接区域与下定位板的导气槽18、环形导气槽20重合。再将需进行焊接的第二张板片放入下定位板内，其焊接平面与前一张板片的焊接平面应贴合，再将其两端卡住定位块23，检查板片边缘角是否卡进定位槽24内，若未卡入定位槽内，则表示板片左右颠倒，将板片旋转180°后边缘角自动卡入定位槽内。此时，两张板片的焊接区域完全重合、对正。

利用螺钉5（即D）和压块4将上盖板1固定在上压板2上，然后把吊环拧入吊环孔7（即C），将上压板起吊至下定位板上方。导柱26（即K）穿过上压板的上导柱孔3（即G孔），定位块23穿过上压板的定位孔8，然后落下上压板，取出吊环。螺钉穿过通孔9（即B），拧紧在下定位板的螺纹孔21（即H）内；螺钉穿过圆压块6上的通孔，并将其固定在定位板的螺纹孔；并靠螺钉的紧固力，使盖板压紧板片，消除板片的局部弹起、变形。拧紧上压板上的内六角平端紧定螺钉10（即A），使其端部压紧板片，使得上下两张板片的焊缝部位精密贴合，并保持一定的预紧力，以便在焊接过程中吸收焊接变形。

下定位板的进气口14接入惰性保护气体氩气，经导气区从导气槽18和环形导气槽20处流出，以实现激光焊接过程中对板片焊缝处的保护，剩余气体从出气口22流出。

操控激光焊接设备进行焊接。完成焊接后，拆除圆压块6上的螺钉，移走圆压块；拆除通孔9处的螺钉；吊环拧入上压板的吊环孔7（即C）；吊起并移走上压板，取出焊接完成的板片。

然后重复上述步骤，进行一下组板片的焊接。

本发明所列举的技术方案和实施方式并非是限制，与本发明所列举的技术方案和实施方式等同或者效果相同方案都在本发明所保护的范围内。

Claims (4)

1.一种用于钛制半焊式板片激光焊接的工装，包括上盖板、上压板、下定位板和下固定板，上盖板固定在上压板上，下定位板固定在下固定板上，上盖板和下定位板配合夹紧待焊接板片，其特征在于：所述的下定位板上开设有若干形状与板片上的焊接区域相互匹配的导气槽，位于待焊接板片下方的下定位板上开设有向内凹用于将导气槽相互连通的导气区，下定位板上一端设有进气口，下定位板上的另一端设有出气口，进气口和出气口均与导气区相连通，下定位板布设有上凸并与待焊接板片两端相互匹配的定位块和内凹的并与待焊接板片板片边缘角相互匹配的下板片定位槽，所述的上盖板和上压板压设在下定位板上，上压板上开设有与下定位板上的定位块相互匹配的定位孔，上盖板和上压板之间相隔设置且两者之前形成穿设激光焊头的槽孔，槽孔位于导气槽的正上方; 所述的下定位板设有下导柱孔、销子孔、螺钉孔和螺纹孔; 所述的下固定板上设置有与下导柱孔相互匹配的导柱以及与销子孔相互匹配的销子，通过下导柱孔和导柱相互配合实现定位安装，下固定板上还拧设有内六角圆柱头螺钉，内六角圆柱头螺钉拧入下定位板的螺钉孔内实现下固定板与下定位板组合固定。

2.根据权利要求1所述的一种用于钛制半焊式板片激光焊接的工装，其特征在于：所述的上盖板和上压板通过相互配合的螺钉和压块固定在一起，上压板上设有用于安装吊环的吊环孔和上导柱孔，上压板的下表面上设置有内凹并与待焊接板片板片边缘角相互匹配的上板片定位槽。

3.根据权利要求1所述的一种用于钛制半焊式板片激光焊接的工装，其特征在于：所述的导气槽包括梯形导气槽和环形导气槽。

4.根据权利要求1所述的一种用于钛制半焊式板片激光焊接的工装，其特征在于：所述的槽孔两侧设置有多个用于压紧待焊接板材的内六角平端紧定螺钉。

Images