CN110587168B - 一种用于厚板焊接的反变形装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于厚板焊接的反变形装置，包括装置底座，所述装置底座上安装有厚板固定台，所述厚板固定台上方安装有两个压座机构，两个所述压座机构对称安装于所述装置底座上，两个所述压座机构用于固定焊接厚板，所述装置底座下方安装有激振装置，所述激振装置与所述压座机构对应安装，通过厚板焊接的反变形装置能够有效控制焊接时的应力变化，对不同板材进行应力参数的设置，通过材料焊接受热时发生形变的不同，调节激振装置的激振频率，完成对形变应力的抵消，再通过推送机构完成板材的形状恢复，完成在焊接时的反变形操作，全程不需要人力参与，实现反变形的无人操作，减少人员劳动量，完成对焊接应力的消除。

Description

一种用于厚板焊接的反变形装置
技术领域
本发明涉及焊接变形控制技术领域，特别是涉及一种用于厚板焊接的反变形装置。
背景技术
一般在进行焊接加工的工艺过程中，工件往往会出现变形的现象。目前焊接变形主要分三个阶段：第一阶段发生在焊接进行时，此时工件之间受夹具夹紧固定后进行焊接连接，焊接应力和热膨胀为这一阶段的主要变形；第二阶段从焊接完成开始，此时焊接工件进入从高温至常温的冷却过程，冷收缩时焊接应力的释放为这阶段变形的原因；第三阶段经历的时间最长，在完全冷却后由于板件的接合方式不同，最终各异的结构将导致局部应力的残留。
因此，由于变形将导致工件尺寸精度的大幅度降低或偏差；或者加工余量过大使之无法装配；有的甚至造成结构件的报废。为了提高产品质量，能够选择提高焊接工艺或使用夹紧装置进行夹紧防止变形，提高焊接工艺不仅要求高，成本也高；而现有的防变形机构多为手动夹紧装置。手动夹紧装置一般通过螺母将工件固定住并进行焊接；当完成焊接后，再将螺母拧开将工件取下。
但是由于在焊接中夹紧装置给予工件一反变形压力控制其变形，往往在完成焊接后，螺母也受力变形，在拆卸工件时使螺母难以拧开，甚至造成其损坏；此外，由于螺母的数量多，一一拧紧也造成夹紧操作速度慢、效率低，未改变焊接变形问题技术人员进行了大量的技术改进，其中专利号：CN207344031U使用了一种先期调好角度之后进行焊接的步骤，但是在应对不同的材质焊接时，形变的幅度无法操控，所以不能适应不同材质的焊接，而且在焊接前需要手动进行调节，效率慢，还有专利号：CN108406148A是一种应用于智能机器人焊接的反变形装置，但是在反变形装置上使用的是通过在行走过程中矫正装置进行变形的防止措施，这种方式是被动的进行矫正，无法应对在焊接时内部的应力残留，为后期在使用过程中埋下隐患。
发明内容
针对现有技术存在的上述问题，本申请提供了一种用于厚板焊接的反变形装置。
本发明的技术方案如下：
一种用于厚板焊接的反变形装置，包括装置底座，其特征在于，所述装置底座上安装有厚板固定台，所述厚板固定台上方安装有两个压座机构，两个所述压座机构对称安装于所述装置底座上，两个所述压座机构用于固定焊接厚板，所述装置底座下方安装有激振装置，所述激振装置与所述压座机构对应安装，所述装置底座与所述激振装置之间安装有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧上方安装有支板，所述支板通过焊接与所述螺旋弹簧连接，所述激振装置后端安装有推送机构，所述推送机构与所述激振装置通过推板与所述螺旋弹簧下方连接，所述装置底座后端安装有切削装置，所述装置底座前端安装有焊接装置。
优选的，所述压座机构包括压板，所述压板安装于气缸下端的顶杆上，所述气缸固定于压座支架上，所述压座支架固定于所述装置底座一侧，所述压板下方安装有橡胶垫，所述橡胶垫通过螺栓紧贴压板下方固定。
优选的，所述激振装置包括激振器，所述激振器通过激振套架固定于所述螺旋弹簧下方，所述激振器前端头通过所述推板与所述螺旋弹簧连接，所述激振套架固定于所述推板上。
优选的，所述推送机构包括液压顶，所述液压顶前端液压杆通过推杆支架与所述推板连接，所述推杆支架焊接于所述推板上，所述推板为圆形板。
优选的，所述推杆支架为圆柱笼式支架，所述激振套架套装于所述圆柱笼式支架内。
优选的，所述压板上设置有通孔，所述通孔内安装有压力传感器，所述压力传感器通过编程控制器将信号传输到触摸屏上，通过触摸屏上设置的参数控制所述编程控制器控制所述推送机构进行反变形推压。
优选的，所述切削装置包括上切刀和下切刀，所述上切刀与所述下切刀对应安装，所述上切刀与所述下切刀安装于切削刀架上，所述切削刀架安装于切削枕上，所述切削枕安装于滑轨上，所述切削枕通过电动机在所述滑轨上移动，所述电动机由切削主控箱控制。
优选的，所述上切刀与所述下切刀间距能够进行调节。
优选的，所述焊接装置包括上焊枪和下焊枪，所述上焊枪与所述下焊枪对应设置，所述上焊枪与所述下焊枪安装于焊接架上，所述上焊枪与所述下焊枪对应间距能够进行调节，所述焊接架固定于位移杆上，所述位移杆通过伺服电机控制，所述伺服电机通过伺服控制器控制，所述伺服控制器安装于所述焊接主控箱内。
优选的，所述切削主控箱与所述焊接主控箱分别通过编程控制器控制，所述编程控制器安装于总控箱内。
本发明有益的技术效果在于：
1.通过厚板焊接的反变形装置能够有效控制焊接时的应力变化，对不同板材进行应力参数的设置，通过材料焊接受热时发生形变的不同，调节激振装置的激振频率，完成对形变应力的抵消，再通过推送机构完成板材的形状恢复，完成在焊接时的反变形操作，全程不需要人力参与，实现反变形的无人操作，减少人员劳动量，完成对焊接应力的消除。
2.通过设置的参数范围值，进而控制推送机构的推送压力，使焊接厚板焊机变形抵消，减少变形对于焊接产品的影响，使其固定在原有的形状内，特别是在焊接时能够通过焊接热的存在，使其具有可塑性，完成对产品的可塑改造。
3.在焊接前为使焊接效果更好，通过切削装置能够进行焊接槽的切削，完成焊接前地准备，也能够减少形变，在切削时对厚板的上下进行切削这样能够进行上下焊接，由于两边受热，厚板形变的幅度减小。
附图说明
图1为本发明反变形装置结构原理示意图。
图2为本发明反变形装置局部结构原理示意图。
图3为本发明反变形装置总控箱结构示意图。
图中：1、装置底座，2、厚板固定台，3、压座机构，4、激振装置，5、螺旋弹簧，6、支板，7、推送机构，8、推板，9、切削装置，10、焊接装置，11、压板，12、气缸，13、顶杆，14、压座支架，15、橡胶垫，16、激振器，17、激振套架，18、液压顶，19、液压杆，20、推杆支架，21、通孔，22、压力传感器，23、上切刀，24、下切刀，25、切刀支架，26、切削枕，27、滑轨，28、电动机，29、切削主控箱，30、上焊枪，31、下焊枪，32、焊接架，33、位移杆，34、伺服电机，35、伺服控制器，36、编程控制器，37、触摸屏，38、焊接主控箱，39、总控箱。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明进行具体描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
一种用于厚板焊接的反变形装置，包括装置底座1，其特征在于，所述装置底座1上安装有厚板固定台2，所述厚板固定台2上方安装有两个压座机构3，两个所述压座机构3对称安装于所述装置底座1上，两个所述压座机构3用于固定焊接厚板，所述装置底座1下方安装有激振装置4，所述激振装置4与所述压座机构3对应安装，所述装置底座1与所述激振装置4之间安装有螺旋弹簧5，所述螺旋弹簧5上方安装有支板6，所述支板6通过焊接与所述螺旋弹簧5连接，所述激振装置4后端安装有推送机构7，所述推送机构7与所述激振装置4通过推板8与所述螺旋弹簧5下方连接，所述装置底座1后端安装有切削装置9，所述装置底座1前端安装有焊接装置10；
其中，反变形装置通过设置压座机构3、激振装置4和推送机构7，来改变在焊接时的应力作用，在观察应力改变时，通过压座机构3上的通孔21安装的压力传感器22来完成对应力的监测，根据不同的焊接材质，通过触摸屏37输入对应的参数，编程控制器36控制压座机构3、激振装置4和推送机构7运行，将应力通过激振装置4震动抵消，在应力作用下，焊接材质发生形变，通过压座机构3和推送机构7完成配合，使焊接材质处于焊接所需要的水平位置。
所述压座机构包括压板11，所述压板11安装于气缸12下端的顶杆13上，所述气缸12固定于压座支架14上，所述压座支架14固定于所述装置底座1一侧，所述压板11下方安装有橡胶垫15，所述橡胶垫15通过螺栓紧贴压板下方固定；压板11上方安装气缸12用于在焊接时固定焊接厚板的作用，压板11下方安装橡胶垫15用于减震和在气缸12动作时的压紧，更加牢固的固定焊接厚板，减少厚板的滑动，在下方激振器16工作时能够有效地减少震动对压座机构3的影响。
所述激振装置4包括激振器16，所述激振器16通过激振套架17固定于所述螺旋弹簧5下方，所述激振器16前端头通过所述推板8与所述螺旋弹簧5连接，所述激振套架17固定于所述推板8上；激振器16主要是用于在焊接时产生应力的抵消，通过激振器16产生大频率可控制的震动，来抵消焊接应力的作用。
所述推送机构7包括液压顶18，所述液压顶18前端液压杆19通过推杆支架20与所述推板8连接，所述推杆支架20焊接于所述推板8上，所述推板8为圆形板；推送机构7是在焊接时出现形变，会造成螺旋弹簧5压缩，此时压力传感器22会反馈信号到编程控制器36，通过触摸屏37所设置的参数，液压顶18开始工作，将形变恢复原来位置，螺旋弹簧5还能够在激振器16工作时，通过螺旋弹簧5的弹性，增加激振器16的效果。
所述推杆支架20为圆柱笼式支架，所述激振套架17套装于所述圆柱笼式支架套装内；推杆支架20为圆柱笼形支架能够将激振套架17放于圆柱笼形支架内，相互不产生影响，特别是在震动时能够减少激振器16对推送机构影响。
所述压板11上设置有通孔21，所述通孔21内安装有压力传感器22，所述压力传感器22通过编程控制器36将信号传输到触摸屏37上，通过触摸屏37上设置的参数控制所述编程控制器36控制所述推送机构7进行反变形推压；安装压力传感器22通过感应焊接形变产生的力，进行反馈到编程控制器36内，编程控制器36能够将数值传输到触摸屏37，通过设置的参数范围值，进而控制推送机构7的推送压力，使焊接厚板焊机变形抵消，减少变形对于焊接产品的影响，使其固定在原有的形状内，特别是在焊接时能够通过焊接热的存在，使其有可塑性，完成对产品的可塑改造。
所述切削装置9包括上切刀23和下切刀24，所述上切刀23与所述下切刀24对应安装，所述上切刀23与所述下切刀24安装于切削刀架25上，所述切削刀架25安装于切削枕26上，所述切削枕26安装于滑轨27上，所述切削枕26通过电动机28在所述滑轨27上移动，所述电动机28由切削主控箱29控制，所述上切刀23与所述下切刀24间距能够进行调节；在焊接前为使焊接效果更好，通过切削装置9能够进行焊接槽的切削，完成焊接前地准备，也能够减少形变，在切削时对厚板的上下进行切削这样能够进行上下焊接，由于两边受热，厚板形变的幅度减小。
所述焊接装置10包括上焊枪30和下焊枪31，所述上焊枪30与所述下焊枪31对应设置，所述上焊枪30与所述下焊枪31安装于焊接架32上，所述上焊枪31与所述下焊枪32对应间距能够进行调节，所述焊接架32固定于位移杆33上，所述位移杆33通过伺服电机34控制，所述伺服电机34通过伺服控制器35控制，所述伺服控制器35安装于所述焊接主控箱38内；在焊接前通过切削装置9将厚板的两边焊接处切削，在通过焊接装置将两面同时进行焊接，上焊枪30和下焊枪31通过移动焊接，上下面的受热均衡，这样厚板在形变的幅度降低很多。
所述切削主控箱29与所述焊接主控箱38分别通过编程控制器36控制，所述编程控制器36安装于总控箱39内；切削主控箱29主要是对切削装置9进行控制，焊接主控箱38主要是对焊接装置10进行控制，总控箱39内的编程控制器36分别对切削主控箱29和焊接主控箱38进行控制。
本发明有益的技术效果在于：通过厚板焊接的反变形装置能够有效控制焊接时的应力变化，对不同板材进行应力参数的设置，通过材料焊接受热时发生形变的不同，调节激振装置的激振频率，完成对形变应力的抵消，再通过推送机构完成板材的形状恢复，完成在焊接时的反变形操作，全程不需要人力参与，实现反变形的无人操作，减少人员劳动量，完成对焊接应力的消除。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全能够被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和精神的情况下能够对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节。

Claims (10)

1.一种用于厚板焊接的反变形装置，包括装置底座，其特征在于，所述装置底座上安装有厚板固定台，所述厚板固定台上方安装有两个压座机构，两个所述压座机构对称安装于所述装置底座上，两个所述压座机构用于固定焊接厚板，所述装置底座下方安装有激振装置，所述激振装置与所述压座机构对应安装，所述装置底座与所述激振装置之间安装有螺旋弹簧，所述螺旋弹簧上方安装有支板，所述支板通过焊接与所述螺旋弹簧连接，所述激振装置后端安装有推送机构，所述推送机构与所述激振装置通过推板与所述螺旋弹簧下方连接，所述装置底座后端安装有切削装置，所述装置底座前端安装有焊接装置。
2.根据权利要求1所述的一种用于厚板焊接的反变形装置，其特征在于，所述压座机构包括压板，所述压板安装于气缸下端的顶杆上，所述气缸固定于压座支架上，所述压座支架固定于所述装置底座一侧，所述压板下方安装有橡胶垫，所述橡胶垫通过螺栓紧贴压板下方固定。
3.根据权利要求1所述的一种用于厚板焊接的反变形装置，其特征在于，所述激振装置包括激振器，所述激振器通过激振套架固定于所述螺旋弹簧下方，所述激振器前端头通过所述推板与所述螺旋弹簧连接，所述激振套架固定于所述推板上。
4.根据权利要求3所述的一种用于厚板焊接的反变形装置，其特征在于，所述推送机构包括液压顶，所述液压顶前端液压杆通过推杆支架与所述推板连接，所述推杆支架焊接于所述推板上，所述推板为圆形板。
5.根据权利要求4所述的一种用于厚板焊接的反变形装置，其特征在于，所述推杆支架为圆柱笼式支架，所述激振套架套装于所述圆柱笼式支架内。
6.根据权利要求2所述的一种用于厚板焊接的反变形装置，其特征在于，所述压板上设置有通孔，所述通孔内安装有压力传感器，所述压力传感器通过编程控制器将信号传输到触摸屏上，通过触摸屏上设置的参数控制所述编程控制器控制所述推送机构进行反变形推压。
7.根据权利要求6所述的一种用于厚板焊接的反变形装置，其特征在于，所述切削装置包括上切刀和下切刀，所述上切刀与所述下切刀对应安装，所述上切刀与所述下切刀安装于切削刀架上，所述切削刀架安装于切削枕上，所述切削枕安装于滑轨上，所述切削枕通过电动机在所述滑轨上移动，所述电动机由切削主控箱控制。
8.根据权利要求7所述的一种用于厚板焊接的反变形装置，其特征在于，所述上切刀与所述下切刀间距能够进行调节。
9.根据权利要求7所述的一种用于厚板焊接的反变形装置，其特征在于，所述焊接装置包括上焊枪和下焊枪，所述上焊枪与所述下焊枪对应设置，所述上焊枪与所述下焊枪安装于焊接架上，所述上焊枪与所述下焊枪对应间距能够进行调节，所述焊接架固定于位移杆上，所述位移杆通过伺服电机控制，所述伺服电机通过伺服控制器控制，所述伺服控制器安装于焊接主控箱内。
10.根据权利要求9中所述的一种用于厚板焊接的反变形装置，其特征在于，所述切削主控箱与所述焊接主控箱分别通过编程控制器控制，所述编程控制器安装于总控箱内。
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