CN108723675A - 工件焊接装置及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种工件焊接装置，包括支架、横梁、工件焊接夹具及焊接小车，所述横梁水平且可转动地设置于所述支架上，所述工件焊接夹具设置于所述横梁的一侧并夹持待焊接的工件，与所述工件焊接夹具相邻的所述横梁的另一侧沿所述横梁的长度方向设有导轨，所述焊接小车行走于所述导轨上并对所述工件焊接。本发明的工件焊接装置具有焊接质量好，焊接效率高，降低工人焊接强度的优点。另，本发明还公开一种工件焊接方法。

Description

工件焊接装置及焊接方法

技术领域

本发明涉及一种焊接装置，尤其涉及一种焊接质量好，焊接效率高，降低工人焊接强度的工件焊接装置。

背景技术

在一些特殊的建筑设计中，需要大量使用U型槽支架200，这种U型槽支架200通常是由三个板形工件焊接成，如图1所示，其中一个板形工件201作为U型槽支架的底壁，另一外两个板形工件202作为U型槽支架200的侧壁。加工这种U型槽支架200时，一般是将两个作为侧壁的板形工件202分别焊接于作为底壁的板形工件201上；焊接方式通常是工人借助夹具手动焊接。然而，由于现有技术在焊接的过程中，需要人工对工件定位，全程人工焊接，人工干预太多，因此，会造成定位不够精确，焊接质量无法保证，焊接效率低下，而且工人劳动强度大的缺点，不利于大量生产U型槽支架。

发明内容

本发明的目的在于提供一种焊接质量好，焊接效率高，降低工人焊接强度的工件焊接装置。

本发明的目的在于提供一种焊接质量好，焊接效率高，降低工人焊接强度的工件焊接方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种工件焊接装置，包括支架、横梁、工件焊接夹具及焊接小车，所述横梁水平且可转动地设置于所述支架上，所述工件焊接夹具设置于所述横梁的一侧并夹持待焊接的工件，与所述工件焊接夹具相邻的所述横梁的另一侧沿所述横梁的长度方向设有导轨，所述焊接小车行走于所述导轨上并对所述工件焊接。

与现有技术相比，由于本发明通过在所述横梁的一侧设置工件焊接夹具，再在所述横梁的另一侧设置焊接小车，利用所述工件焊接夹具对工件进行定位，防止工件在焊接过程中偏移，从而提高焊接质量，再利用焊接小车对工件进行自动焊接，进而有效地提高了焊接效率，降低工人焊接强度，而且整个焊接步骤及过程十分简单，无需要专业的技术人员操作，降低对工人的技术要求，进而降低生产成本。

较佳地，所述工件焊接夹具包括基座、定位座、第一定位件及第二定位件，所述定位座设置于所述基座，并且所述定位座的侧面与所述基座的侧面之间形成容纳所述工件的容置槽，所述第一定位件可拆卸地设置于所述基座上并对位于所述容置槽内的所述工件定位，所述定位座的顶面形成承载另一所述工件的定位面，所述第二定位件可拆卸地设置于所述定位座上并对位于所述定位面上的所述工件定位。通过设置所述定位座，可以为所述工件提供基准面，再利用所述第一定位件及第二定位件进行快速定位，从而使工件能快速地安装于工件焊接夹具上，不但可以提高工件的定位精度，提高焊接质量，而且有利于提高工作效率，降低工人的操作难度及劳动强度。

具体地，所述工件焊接夹具还包括垫片，所述定位座的侧面与所述承载面相交处设有槽体，所述垫片设置于所述槽体内以封堵位于所述容置槽内的工件与位于所述定位面上的工件之间的缝隙。由于熔融的焊液会通过缝隙渗及到所述定位座上，冷却后会使工件与定位座粘在一起，使得下料困难，因此，所述垫片可以防止焊液通过缝隙渗及到所述定位座上，进而克服下料难的问题。另外，设置所述垫片可以使熔融的焊液在两工件之间融通、融合，保证工件成型后的美观性。

具体地，所述垫片为陶瓷垫片。

具体地，所述第一定位件和/或所述第二定位件为紧固螺栓。

具体地，所述工件焊接夹具还包括压块，所述第二定位件抵顶所述压块，使所述压块压持位于所述定位面上的所述工件。

具体地，所述定位座靠近所述定位面的一端的厚度小于远离所述定位面的一端的厚度，以使所述定位座的侧面相对竖直方向呈倾斜设置。由于工件在相互焊接后会向外扩张一个微小的角度，这个角度会使得工件的产生尺寸误差，影响精确性，严重时会导致工件不合格，因此，将所述定位座的侧面设成一定角度的倾斜，可以抵消产品所扩张的角度，从而保证产品的尺寸误差在允许的范围内。

一种工件焊接方法，适用于对至少两相交的工件焊接，包括以下步骤：提供所述工件焊接装置，在其中一工件的焊接端开设有一斜面；将带有所述斜面的工件定位于所述容置槽，将另一所述工件定位于所述定位面，所述斜面与位于所述定位面的所述工件的侧面之间形成焊接槽；对两所述工件之间的连接缝隙打底封焊；转动所述横梁，使所述工件焊接装置从竖直状态转换成水平状态，使所述焊接小车水平地行走于所述导轨上，并使所述焊接小车在所述焊接槽内填充焊；将产品拆离所述工件焊接装置并且将所述陶瓷垫片从产品上去除。

较佳地，在打底封焊前还包括步骤：对两所述工件之间的连接缝隙点焊。

较佳地，将产品拆离所述工件焊接装置的步骤包括：先解除位于所述容置槽内的工件的定位；待一定时间后解除位于所述定位面上的工件的定位。

附图说明

图1是本发明U型槽支架的结构示意图。

图2是本发明U型槽支架的工件组合图。

图3是本发明工件焊接装置的侧面结构示意图。

图4是本发明工件焊接装置的俯视图。

图5是本发明工件焊接装置的工件焊接夹具的结构图。

图6是本发明工件焊接装置在焊接时的状态图。

图7是本发明工件焊接装置的焊接小车的结构图。

图8是本发明工件焊接方法的流程图。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

如图2至图4及图6所示，本发明工件焊接装置100，适用于将三个板形工件焊接成U型槽支架200，这三个工件其中一个工件201作为U型槽支架200的底壁，另外两个工件202作为U型槽支架200的侧壁。所述工件焊接装置100包括两工件焊接夹具1、两支架2、一横梁3及一焊接小车4，所述横梁3的横截面呈方形且设置于两所述支架2之间，所述横梁3水平且可围绕自身体中心轴转动地设置于所述支架2上，两所述工件焊接夹具1设置于所述横梁3的相对的两侧并能夹持待焊接的工件201、202，所述横梁3的另外相对的两侧沿所述横梁3的长度方向分别设有导轨5，即所述导轨5左、右相邻的两侧为工件焊接夹具1，所述焊接小车4行走于所述导轨5上并对所述工件201、202焊接。通过设置两所述工件焊接夹具1，可以利用焊接小车4对其中一工件焊接夹具1上的工件201、202进行焊接，同时可对另一工件焊接夹具1上的工件进行降温，有利于缩短焊接时间，提高焊接效率。

请参阅图5，具体地，所述工件焊接夹具1包括基座11、定位座12、第一定位件13及第二定位件14，本实施例的所述第一定位件13和所述第二定位件14为紧固螺栓。所述基座11呈中间低，两边高的凹形结构，所述定位座12设置于所述基座11的中间位置，并且所述定位座12的侧面12a与所述基座11的侧面之间形成容纳所述工件202的容置槽11a；所述第一定位件13螺纹连接地设置于所述基座11的两高出的边缘上，并将位于所述容置槽11a内的所述工件202抵压于所述定位座12的侧面12a上，实现定位。所述定位座12的顶面形成承载另一所述工件201的定位面12b，所述第二定位件14螺纹连接地设置于所述定位面12b上，并将位于所述定位面12b上的所述工件201抵压于所述定位面12b上，实现定位。通过设置所述定位座12，可以为所述工件201、202提供基准面，再利用所述第一定位件13及第二定位件14进行快速定位，从而使工件201、202能快速地安装于工件焊接夹具1上，不但可以提高工件的定位精度，提高焊接质量，而且有利于提高工作效率，降低工人的操作难度及劳动强度。

再如图5所示，所述工件焊接夹具1还包括垫片15，所述垫片15为陶瓷垫片15。所述定位座12的侧面12a与所述承载面相交处设有槽体12c，所述垫片15设置于所述槽体12c内以封堵位于所述容置槽11a内的工件202与位于所述定位面12b上的工件201之间的缝隙。由于熔融的焊液会通过缝隙渗及到所述定位座12上，冷却后会使工件与定位座12粘在一起，使得下料困难，因此，所述垫片15可以防止焊液通过缝隙渗及到所述定位座12上，进而克服下料难的问题。另外，设置所述垫片15可以使熔融的焊液在两工件之间融通、融合，保证工件成型后的美观性。

如图5所示，所述工件焊接夹具1还包括压块16，所述第二定位件14抵顶所述压块16，使所述压块16压持位于所述定位面12b上的所述工件201。

再请参阅图5，所述定位座12靠近所述定位面12b的一端的厚度小于远离所述定位面12b的一端的厚度，以使所述定位座12的侧面12a相对竖直方向呈倾斜设置。所述定位座12的侧面12a相对竖直方向倾斜的角度θ范围为1度至1.5度。由于工件201、202在相互焊接后会向外扩张一个微小的角度，这个角度会使得工件的产生尺寸误差，影响精确性，严重时会导致工件不合格，因此，将定位座12的侧面12a设成一定角度的倾斜，可以抵消产品所扩张的角度，从而保证产品的尺寸误差在允许的范围内。

再如图6、7所示，所述焊接小车4安装于导轨5上，所述导轨5的相对的两侧呈向上延伸出导向边缘51，两所述导向边缘51之间形成供所述焊接小车4行走的轨槽52。所述焊接小车4包括车体41，所述车体41的底部设有车轮411，所述车轮411在所述轨槽52上滚动。所述车体41上设有用于调节焊丝300位置的位置调节装置42，所述车体41的一侧设有利用磁吸力的进行定位的磁铁43，所述磁铁43可以是永磁铁43，也可以是电磁铁43，与所述磁铁43相对的所述车体41的另一侧设有导向的滚轮44，所述磁铁43及所述滚轮44的相互作用使车体41朝导轨5方向行走。具体地，所述磁铁43与其中一所述导向边缘51的内侧之间呈一定间隙，所述磁铁43与该导向边缘51产生磁吸力。这样既可以利用磁及力作为限位力，也可以避免车体41与所述导向边缘51接触而产生摩擦。所述滚轮44与另一所述导向边缘51的外侧滚动接触，这样可以对所述车体41的另一侧进行限位，并与所述磁吸力共同作用，实现对所述车体41在水平方向的限位。

再请参阅图7，所述位置调节装置42包括驱动所述焊丝300沿竖直方向调节的升降驱动机构421、驱动所述焊丝300沿水平方向调节的水平驱动机构422、驱动所述焊丝300沿周向转动调节的旋转驱动机构423以及夹持所述焊丝300的夹持机构424。所述升降驱动机构421固定于所述车体41上，所述水平驱动机构422设置于所述升降驱动机构421的输出端，所述旋转驱动机构423设置于所述水平驱动机构422的输出端，所述夹持机构424设置于所述旋转驱动机构423的输出端。所述焊接小车4还包括焊接电控箱45，所述焊接电控箱45设置于所述车体41上。

通过在所述车体41的一侧设置磁铁43，在所述车体41的另一侧设置滚轮44，利用磁铁43与导轨5侧壁相互作用产生的磁吸力，以及滚轮44与导轨5侧壁相互抵触产生的抵触力，可以使车体41始终保持受力平衡的状态，从而避免车体41在导轨5上走偏，保证行走路径的精确。并且，由于所述磁铁43与所述导轨5侧壁之间没有接触，而且所述滚轮44与所述导轨5侧壁之间只沿水平方向抵触，所述车体41在竖直方向上没有限制，可直接将焊接小车4放置于导轨5上即实现安装，或者可以直接从导轨5上取走焊接小车4实现拆卸，因此，焊接小车4与导轨5之间的安装及拆卸十分方便快捷，焊接小车4自动行走于导轨5后，全程自动限位，有效提高焊接的精度，提高焊接质量及焊接效率。

综合上述并结合图2、图3及图6，下面对本发明工件焊接装置100的工作原理进行详细描述，如下：

先将在作为U型槽支架200的侧壁的工件202的一端的外侧面开设有斜面202a，以使所述斜面202a与另一作为U型槽支架200的底壁的工件201之间形成一长度方向延伸的焊接槽200a。然而，转动所述横梁3，使所述工件焊接装置100中的其中一工件焊接夹具1转动到最上方，此时，该工件焊接夹具1呈竖直状态。再将所述垫片15定位于所述定位座12的槽体12c上，然后将带有所述斜面202a的工件放置于所述容置槽11a内，斜面202a的一端朝上，再拧动所述第一定位件13，使所述第一定位件13将该工件202抵压于所述定位座12的侧面12a上。同理，将另一带有所述斜面202a的工件202定位于所述定位座12的另一侧面上。再将最后一工件201放置于所述定位面12b上，再将所述第二定位件14的一端穿过所述压块16及该工件201而螺纹地连接于所述定位面12b的螺纹孔中，所述第二定位件14的另一端压于所述压块16，使所述压块16抵压所述工件201，这时，三个工件都已定位，且焊接槽200a的缝隙正对所述垫片15并被所述垫片15封堵。之后，转动所述横梁3，使定位有工件的该工件焊接夹具1放平，此时，其中一所述焊接槽200a的开口呈向上的状态，且其中一导轨5位于最上方。再通过人工对相邻两工件之间的连接处即焊接槽200a的底部进行点焊及打底封焊。然后，再将所述焊接小车4设置于该导轨5上，并使所述焊接小车4的焊丝300对准所述焊接槽200a，启动所述焊接小车4后，所述焊接小车4即可沿所述导轨5的方向对所述焊接槽200a进行填充焊。当对该工件焊接夹具1完成一层填充焊后，再转动所述横梁3，使另一工件焊接夹具1位于最上方，并且以上述同样的方式将另外三个工件定位于该工件焊接夹具1，并且上述同样的方式对这些工件进行焊接，这时，前次焊接的工件可以进行降温并等待下一层焊接。通过转动所述横梁3，可以使两个工件焊接夹具1互换地焊接，从而对所述焊接槽200a进行一层一层地填充，直到完成焊接；同时，可以对同一个U型槽支架200的另一侧的焊接槽200a进行封焊，之后即可拆除定位，将焊接形成的U型槽支架200取出。

与现有技术相比，由于本发明通过在所述横梁3的一侧设置工件焊接夹具1，再在所述横梁3的另一侧设置焊接小车4，利用所述工件焊接夹具1对工件201、202进行定位，防止工件201、202在焊接过程中偏移，从而提高焊接质量，再利用焊接小车4对工件进行自动焊接，进而有效地提高了焊接效率，降低工人焊接强度，而且整个焊接步骤及过程十分简单，无需要专业的技术人员操作，降低对工人的技术要求，进而降低生产成本。

再请参阅图8，一种工件焊接方法，适用于将三个板形工件焊接成U型槽支架，包括以下步骤：

步骤S1.提供所述工件焊接装置100，在其中一工件202的焊接端开设有一斜面202a；

步骤S2.将带有所述斜面202a的工件202定位于所述容置槽11a，将另一所述工件201定位于所述定位面12b，所述斜面202a与位于所述定位面12b的所述工件201的侧面之间形成焊接槽200a；

步骤S3.对两所述工件201、202之间的连接缝隙点焊；

步骤S4.对两所述工件201、202之间的连接缝隙打底封焊；

步骤S5.转动所述横梁3，使所述工件焊接装置100从竖直状态转换成水平状态，使所述焊接小车4水平地行走于所述导轨5上，并使所述焊接小车4在所述焊接槽200a内填充焊；

步骤S6.将产品拆离所述工件焊接装置100并且将所述工件焊接装置100的陶瓷垫片15从产品上去除。具体是，先解除位于所述容置槽11a内的工件202的定位；待一定时间后解除位于所述定位面12b上的工件201的定位。

本发明工件焊接装置100所涉及到的焊接小车4的结构及工作原理均为本领域普通技术人员所熟知，在此不再做详细的说明。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种工件焊接装置，其特征在于：包括支架、横梁、工件焊接夹具及焊接小车，所述横梁水平且可转动地设置于所述支架上，所述工件焊接夹具设置于所述横梁的一侧并夹持待焊接的工件，与所述工件焊接夹具相邻的所述横梁的另一侧沿所述横梁的长度方向设有导轨，所述焊接小车行走于所述导轨上并对所述工件焊接。

2.如权利要求1所述的工件焊接装置，其特征在于：所述工件焊接夹具包括基座、定位座、第一定位件及第二定位件，所述定位座设置于所述基座，并且所述定位座的侧面与所述基座的侧面之间形成容纳所述工件的容置槽，所述第一定位件可拆卸地设置于所述基座上并对位于所述容置槽内的所述工件定位，所述定位座的顶面形成承载另一所述工件的定位面，所述第二定位件可拆卸地设置于所述定位座上并对位于所述定位面上的所述工件定位。

3.如权利要求2所述的工件焊接装置，其特征在于：所述工件焊接夹具还包括垫片，所述定位座的侧面与所述承载面相交处设有槽体，所述垫片设置于所述槽体内以封堵位于所述容置槽内的工件与位于所述定位面上的工件之间的缝隙。

4.如权利要求3所述的工件焊接装置，其特征在于：所述垫片为陶瓷垫片。

5.如权利要求2所述的工件焊接装置，其特征在于：所述第一定位件和/或所述第二定位件为紧固螺栓。

6.如权利要求2所述的工件焊接装置，其特征在于：所述工件焊接夹具还包括压块，所述第二定位件抵顶所述压块，使所述压块压持位于所述定位面上的所述工件。

7.如权利要求2所述的工件焊接装置，其特征在于：所述定位座靠近所述定位面的一端的厚度小于远离所述定位面的一端的厚度，以使所述定位座的侧面相对竖直方向呈倾斜设置。

8.一种工件焊接方法，适用于对至少两相交的工件焊接，其特征在于，包括以下步骤：

提供如权利要求1至7任一项所述的工件焊接装置，在其中一工件的焊接端开设有一斜面；

将带有所述斜面的工件定位于所述容置槽，将另一所述工件定位于所述定位面，所述斜面与位于所述定位面的所述工件的侧面之间形成焊接槽；

对两所述工件之间的连接缝隙打底封焊；

转动所述横梁，使所述工件焊接装置从竖直状态转换成水平状态，使所述焊接小车水平地行走于所述导轨上，并使所述焊接小车在所述焊接槽内填充焊；

将产品拆离所述工件焊接装置并且将所述陶瓷垫片从产品上去除。

9.如权利要求8所述的工件焊接方法，其特征在于：在打底封焊前还包括步骤：对两所述工件之间的连接缝隙点焊。

10.如权利要求8所述的工件焊接方法，其特征在于：将产品拆离所述工件焊接装置的步骤包括：先解除位于所述容置槽内的工件的定位；待一定时间后解除位于所述定位面上的工件的定位。