CN109290728A - 一种板件焊接夹具 - Google Patents

Abstract

本发明属于焊接辅助设备技术领域。为了提高板件焊接时的焊接效率以及对板件的保护，本发明公开了一种板件焊接夹具。该板件焊接夹具，包括支撑架和卡盘；卡盘与支撑架连接，并且卡盘在支撑架的支撑作用下可以进行绕自身轴线方向的转动；卡盘包括上横梁、下横梁、竖梁以及上滑块和下滑块；上横梁和下横梁通过竖梁间隔平行设置，上滑块的一端与上横梁的下端面滑动连接，另一端设有卡槽用于安装板件；下滑块的一端与下横梁的上端面滑动连接，另一端设有卡槽用于安装板件。采用本发明的焊接夹具进行板件焊接时，不仅可以提高组对速度，提高焊接效率，而且可以提高对板件的保护。

Description

一种板件焊接夹具

技术领域

本发明属于焊接辅助设备技术领域，具体涉及一种板件焊接夹具。

背景技术

工业是国民经济的支柱，是经济发展的强大动力。随着我国经济的日益繁荣，科技生产能力的提高，目前已经具备了生产大型复杂构件的能力。船舶、核电等工业领域厚板需求量巨大，因此厚板焊接量也与日俱增。目前，在板件的焊接工艺评定以及焊工培训的焊接过程中，还没有专门用于板件焊接过程的夹具设备，通常在完成板件之间的间隙组对后，还是采用常规点焊固定的方式固定两个板件之间的位置关系。这种方式不仅需要焊后对焊点进行打磨拆除，增加工作量，降低焊接效率，而且在打磨过程中容易造成焊件表面的破坏，影响焊件的使用。同时，在组对过程中不能灵活调整两个板件之间的相对位置，增加组对的难度，导致组对速度降低。

发明内容

为了提高进行板件焊接时的焊接效率以及对板件的保护，本发明提出了一种板件焊接夹具。该板件焊接夹具，包括支撑架和卡盘；所述卡盘与所述支撑架连接，并且所述卡盘在所述支撑架的支撑作用下可以进行绕自身轴线方向的转动；所述卡盘包括上横梁、下横梁、竖梁以及上滑块和下滑块；所述上横梁和所述下横梁通过所述竖梁间隔平行设置，所述上滑块的一端与所述上横梁的下端面滑动连接，另一端设有卡槽用于安装待焊接的第一板件；所述下滑块的一端与所述下横梁的上端面滑动连接，另一端设有卡槽用于安装待焊接的第二板件。

优选的，所述上横梁和/或所述下横梁与所述竖梁通过螺栓连接；其中，所述竖梁上设有定位槽，所述上横梁和/或所述下横梁的端部设有螺纹孔，螺栓穿过所述定位槽与螺纹孔连接。

优选的，所述支撑架中设有连接杆，所述连接杆的一端与所述支撑架的本体固定连接，另一端设有第一旋转盘；所述卡盘的竖梁上设有第二旋转盘；所述第一旋转盘与所述第二旋转盘贴平接触，并且借助螺栓固定连接。

进一步优选的，所述第一旋转盘上设有导向销且所述第二旋转盘上设有圆弧形的导向槽，或者所述第二旋转盘上设有导向销且所述第一旋转盘上设有圆弧形的导向槽；所述导向销与所述导向槽位于同一尺寸的圆周上。

进一步优选的，所述第一旋转盘或所述第二旋转盘上设有至少两个导向销并且沿圆周方向对称分布，所述第二旋转盘或所述第一旋转盘上设有至少两个圆弧形的导向槽并且沿圆周方向对称分布。

优选的，所述竖梁采用分体式结构，由上竖梁和下竖梁组成，并且所述上竖梁和所述下竖梁之间转动连接。

进一步优选的，所述上竖梁设有定位螺丝且所述下竖梁上设有弧形定位槽，或者所述下竖梁设有定位螺丝且所述所述上竖梁设有圆弧形定位槽；所述定位螺丝穿过所述定位槽并且端部设有定位螺母。

进一步优选的，所述定位槽上设有沿其圆弧方向的刻度。

优选的，所述上滑块和所述下滑块上均设有紧固螺栓；所述紧固螺栓的一端穿入卡槽内并且可以自由调整伸入卡槽的长度。

优选的，所述上滑块和所述下滑块上设有固定螺钉，用于固定所述上滑块和所述下滑块分别在所述上横梁和所述下横梁的位置。

采用本发明的板件焊接夹具进行板件之间的组对焊接操作时，具有以下有益效果：

1、在本发明中，通过将待焊接的两个板件分别夹持固定在两个平行横梁上的滑块上，从而利用滑块沿横梁的移动和固定灵活改变两个板件之间的位置关系，完成对两个板件之间组对间隙的调整以及固定。这样，不仅可以避免现有技术中采用点焊固定操作中可能对焊件表面造成的破坏，从而提高对焊件的保护，而且利用滑块带动板件的灵活移动，大大提高对板件组对的精度和速度，从而提高整个焊接效率。

2、在本发明中，利用连接杆和卡盘之间两个旋转盘之间的相对转动以及固定，从而可以对组对后的两个板件进行空间内的转动，满足操作人员对组对间隙进行焊接时不同焊接姿态的要求，实现更多焊接工况下的操作。

3、在本发明中，通过将卡盘中的上横梁和下横梁设计为可相对转动的结构形式，从而在组对过程中可以对两个待焊接板件之间的夹角进行自由调整，这样就可以根据焊接变形预先设定反变形角度，从而保证最终的焊接质量和效率。

附图说明

图1为本实施例板件焊接夹具的结构示意图；

图2为图1中卡盘的结构示意图；

图3为图1中连接杆的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步介绍。

结合图1所示，本实施例的板件焊接夹具，包括支撑架1和卡盘2。其中，支撑架1为门框形结构，由多根金属杆件相互焊接固定而成，并且在支撑架1的支腿底部设有横向支撑11和斜向支撑12，以提高整个支撑架1的结构稳定性和牢固性。卡盘2与支撑架1连接，用于安装和固定待焊接的板件，并且卡盘2在支撑架1的支撑作用下可以在半空中进行绕自身轴线方向的转动。

结合图2所示，卡盘2包括上横梁21、下横梁22、竖梁23以及上滑块24和下滑块25。其中，上横梁21和下横梁22通过两个竖梁23间隔平行设置，形成一个方形框架结构。上滑块24的上端与上横梁21的下端面滑动连接，上滑块24的下端设有卡槽241用于插装待焊接的第一板件。下滑块25的下端与下横梁22的上端面滑动连接，下滑块25的上端设有卡槽251用于插装待焊接的第二板件。在本实施例中，上滑块24和下滑块25均采用H形结构设计，并且其中一端设计为T形槽，从而与上横梁21和下横梁22上分别设置的T形滑台连接，实现上滑块24和下滑块25分别沿上横梁21和下横梁22的往复滑动；另一端则为开口形式的卡槽，用于插装待焊接的板件。这样，通过调整上滑块24和下滑块25分别在上横梁21和下横梁22的位置，即可改变两个待焊接板件之间的位置关系，从而实现对待焊接板件之间组对间隙的任意调整。

结合图3所示，在本实施例的下滑块25上设有紧固螺栓252。紧固螺栓252的一端穿过下滑块25的壁厚伸入卡槽251中，并且可以自由调整伸入卡槽251中的长度。这样，不仅可以在将待焊接的第二板件插装至卡槽251中后，借助紧固螺栓252对待焊接的第二板件进行固定，保证第二板件与下滑块25之间位置的固定，而且还可以满足对不同厚度板件的夹持固定，提高该夹具的使用效率。此外，还可以在紧固螺栓的端部安装一个垫板，使紧固螺栓对板件的作用力分布更加均匀，从而保证对板件位置固定的稳定性以及提高对板件表面的保护。同理，在上滑块24上也可以设置紧固螺栓，从而对卡槽241中插装的待焊接的第一板件进行固定。

此外，在本实施例的卡盘2中设置了两个上滑块24和两个下滑块25用于分别对第一板件和第二板件进行夹持固定，同样在其他实施例中，也可以根据待焊接板件的尺寸大小，调整上滑块24和下滑块25的数量。

优选的，结合图1至图3所示，在本实施例中，支撑架1中设有两个连接杆13。连接杆13的一端作为固定端，与支撑架1的本体固定连接；另一端作为自由端，设有第一旋转盘14，并且在第一旋转盘14的中心位置设有螺纹孔141。与此同时，在卡盘2的竖梁23上设有第二旋转盘26，并且在第二旋转盘26的中心位置设有连接孔261。第二旋转盘26与第一旋转盘14贴平接触，并且借助固定螺栓穿过连接孔261与螺纹孔141的连接，实现对第一旋转盘14和第二旋转盘26之间位置的固定。

此时，通过对固定螺栓进行锁紧固定前对第二旋转盘26与第一旋转盘14进行的相对转动操作，即可调整两个待焊接板件的空间姿态，从而对该组对间隙进行不同焊接角度的调整改变，例如在平焊和仰焊之间的调整，进而满足不同的焊接要求，保证焊接质量，提高焊接效果。

优选的，结合图2和图3所示，在第一旋转盘14上还设有两个圆弧形的导向槽142，并且两个导向槽142沿圆周方向对称设置；在第二旋转盘26上对应设有两个导向销262，并且两个导向销262沿圆周方向对称布置；导向槽142与导向销262位于同一尺寸的圆周上。此时，将导向销262插入导向槽142中，即可对第二旋转盘26和第一旋转盘14之间的相对转动进行导向，这样不仅可以提高对卡盘2进行转动调整的稳定性和准确性，而且还可以在第二旋转盘26与第一旋转盘14进行固定时提供辅助支撑，保证卡盘2与支撑架1固定连接的牢固稳定性。

其中，导向槽142的圆心角大小可以根据卡盘2绕自身轴线转动范围进行调整，而且导向槽142的设置数量以及导向销262的设置数量可以根据不同工况的要求进行任意调整，从而满足不同的要求，但是优先设置至少两个并且对称分布，以避免连接杆13与卡盘2之间出现偏心固定而影响支撑架1对卡盘2固定的稳定性。

此外，在本实施例中是借助两个对称布置的连接杆以及两个旋转盘将卡盘转动固定在支撑架的内部中间位置，同样在其他实施例中也可以借助轴承和轴承座的连接实现支撑架与卡盘之间的转动连接。

结合图2所示，在本实施例中，上横梁21与竖梁23之间采用分体式可调连接。其中，在竖梁23上设有沿其长度方向的定位槽231，同时在上横梁21的两端设有螺纹孔。此时，将上横梁21置于两个竖梁23之间并且通过螺栓穿过定位槽231与上横梁21中的螺纹孔进行连接，从而完成上横梁21与竖梁23之间的固定连接，与此同时，在此过程中可以调整上横梁21与竖梁23之间之间的固定位置，从而改变上滑块与下滑块之间的距离，实现对待焊接板件之间横向间隙的调整。同理，下横梁22与竖梁23采用相同的方式进行连接，从而进一步提高对待焊接板件之间位置调整的灵活度。

优选的，卡盘中的上横梁和下横梁之间采用可以相对转动的方式连接，从而可以带动上滑块和下滑块进行相对转动，改变两个待焊接板件之间的组对夹角大小。这样就可以根据可能发生的焊接变形预先增设反变形角，进行反变形设置，保证最终焊接的质量和效果。

结合图2所示，在本实施例中，竖梁23采用分体式结构，由上竖梁232和下竖梁233组成，并且上竖梁232和下竖梁233之间采用转动连接，从而实现上横梁21和下横梁22之间的相对转动。

其中，通过在上竖梁上设有圆弧形的定位槽，在下竖梁上设有定位螺丝，并且定位螺丝的一端穿过定位槽后，在该端设置定位螺母。这样，利用定位螺丝与定位槽之间沿圆周方向的转动导向，即可实现上竖梁和下竖梁之间的转动，并且借助定位螺母对定位槽与定位螺丝的锁紧固定，即可固定上竖梁和下竖梁之间的位置关系，从而完成上横梁和下横梁之间的转动调整。

结合图2所示，在本实施例中，第二旋转盘26直接与下竖梁233固定连接，并且定位槽2321为90°的圆弧槽且位于上竖梁232的端部，这样定位螺丝2331则可以直接固定在第二旋转盘26上并且与定位槽2321的最高点位置对应，从而可以在以竖直方向为起始的90°范围内对上横梁21和下横梁22进行相对转动。同样，在其他实施例中也可以根据需要调整定位槽与定位螺丝之间的固定位置，从而满足不同位置和角度范围内的转动。

优选的，还可以在定位槽上设置沿其圆弧方向的刻度，以作为反变形角设定大小的依据。这样，不仅可以方便快捷的准确设定反变形角，而且还可以作为焊接变形的测量工具，清楚了解焊接过程的变形情况，以便于后续准确控制焊接变形。

此外，本实施例介绍的板件焊接夹具是水平结构形式的，即卡盘是相对于支撑架绕自身水平方向轴线进行转动的，从而实现对两个待焊接板件进行水平焊缝的组对和调整操作，同样也可以将该板件焊接夹具调整为竖直结构形式，例如将连接杆沿竖直方向设置，将卡盘沿竖直方向安装在两个连接杆之间，从而可以对两个待焊接板件进行竖直焊缝的组对和调整操作。

Claims (10)

1.一种板件焊接夹具，其特征在于，包括支撑架和卡盘；所述卡盘与所述支撑架连接，并且所述卡盘在所述支撑架的支撑作用下可以进行绕自身轴线方向的转动；所述卡盘包括上横梁、下横梁、竖梁以及上滑块和下滑块；所述上横梁和所述下横梁通过所述竖梁间隔平行设置，所述上滑块的一端与所述上横梁的下端面滑动连接，另一端设有卡槽用于安装待焊接的第一板件；所述下滑块的一端与所述下横梁的上端面滑动连接，另一端设有卡槽用于安装待焊接的第二板件。

2.根据权利要求1所述的板件焊接夹具，其特征在于，所述上横梁和/或所述下横梁与所述竖梁通过螺栓连接；其中，所述竖梁上设有定位槽，所述上横梁和/或所述下横梁的端部设有螺纹孔，螺栓穿过所述定位槽与螺纹孔连接。

3.根据权利要求1所述的板件焊接夹具，其特征在于，所述支撑架中设有连接杆，所述连接杆的一端与所述支撑架的本体固定连接，另一端设有第一旋转盘；所述卡盘的竖梁上设有第二旋转盘；所述第一旋转盘与所述第二旋转盘贴平接触，并且借助螺栓固定连接。

4.根据权利要求3所述的板件焊接夹具，其特征在于，所述第一旋转盘上设有导向销且所述第二旋转盘上设有圆弧形的导向槽，或者所述第二旋转盘上设有导向销且所述第一旋转盘上设有圆弧形的导向槽；所述导向销与所述导向槽位于同一尺寸的圆周上。

5.根据权利要求4所述的板件焊接夹具，其特征在于，所述第一旋转盘或所述第二旋转盘上设有至少两个导向销并且沿圆周方向对称分布，所述第二旋转盘或所述第一旋转盘上设有至少两个圆弧形的导向槽并且沿圆周方向对称分布。

6.根据权利要求1-5中任意一项所述的板件焊接夹具，其特征在于，所述竖梁采用分体式结构，由上竖梁和下竖梁组成，并且所述上竖梁和所述下竖梁之间转动连接。

7.根据权利要求6所述的板件焊接夹具，其特征在于，所述上竖梁设有定位螺丝且所述下竖梁上设有弧形定位槽，或者所述下竖梁设有定位螺丝且所述所述上竖梁设有圆弧形定位槽；所述定位螺丝穿过所述定位槽并且端部设有定位螺母。

8.根据权利要求7所述的板件焊接夹具，其特征在于，所述定位槽上设有沿其圆弧方向的刻度。

9.根据权利要求1所述的板件焊接夹具，其特征在于，所述上滑块和所述下滑块上均设有紧固螺栓；所述紧固螺栓的一端穿入卡槽内并且可以自由调整伸入卡槽的长度。

10.根据权利要求1所述的板件焊接夹具，其特征在于，所述上滑块和所述下滑块上设有固定螺钉，用于固定所述上滑块和所述下滑块分别在所述上横梁和所述下横梁的位置。