CN110672043B - 一种焊脚测规 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊接技术领域，其公开了一种焊脚测规，矩形检测样板，所述矩形检测样板的四个角部分别设置有不同大小的用于检测焊脚形状和尺寸的缺口，所述缺口的形状和尺寸被设置为与所要检测的焊脚的理论形状和尺寸相适配；其中，所述矩形检测样板的缺口部位设置有用于反映焊脚的实际形状和尺寸并与所述理论形状和尺寸相比较的的误差实体比较器。本发明提高了焊脚尺寸测量和形状测量的全面性和方便性，并有利于将测得的数据通过扫描测量设备的扫描而取得，以方便自动焊补设备的精确焊补和修正。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种焊脚测规。
背景技术
在船舶制造、钢结构制作等行业，角焊缝的焊脚尺寸都是有严格的要求，焊脚过大会造成焊材浪费，工时投入过多，产品自重增加，焊脚过小会造成结构强度降低。在质量品控的人、机、料、法、环、测六大环节中，测量能实时反馈制作品质，对制作过程有指导作用。在船舶制造、钢结构制作等行业中，手工焊接大量存在，实际施焊过程中，角焊缝的焊脚尺寸不易控制，需要进行不断测量、焊补或打磨修正。
现有技术中，焊脚尺寸的测量一般是采用如图4所示的带有刻度标尺的焊脚测规进行测量，测量时需要分别使用图中(a)、(b)、(c)三种方法来测量角焊缝在两个方向上的尺寸和在斜方向的总体高度尺寸。这种测量方法带来的问题是：一是测量较为繁琐，测量效率较低；二是无法测量焊缝面的凹凸形状误差，不能完全反映实际焊缝与理论焊缝的真实误差。
随着焊缝设计精度要求的提高，以及计算机技术和自动化焊补技术的发展，在对于焊缝的形状要求和尺寸要求较高的场合，需要同时精确测量出焊缝的尺寸误差和形状误差，以便对焊缝的强度利用有限元技术进行精确的分析和评估；或者，需要时将其误差输入到自动化焊补设备的计算机中，来实现高效自动化的焊补。据此，有必要开发出一种测量更加方便的焊脚测规，其能够实时反映焊缝的尺寸误差和形状误差，并方便将其误差数据通过扫描测量设备的扫描而取得。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种焊脚测规，旨在提高焊脚尺寸测量和形状测量的全面性和方便性，并有利于将测得的数据通过扫描测量设备的扫描而取得，以方便自动焊补设备的精确焊补和修正。具体的技术方案如下：
一种焊脚测规，包括矩形检测样板，所述矩形检测样板的四个角部分别设置有不同大小的用于检测焊脚形状和尺寸的缺口，所述缺口的形状和尺寸被设置为与所要检测的焊脚的理论形状和尺寸相适配；其中，所述矩形检测样板的缺口部位设置有用于反映焊脚的实际形状和尺寸并与所述理论形状和尺寸相比较的的误差实体比较器。
作为本发明中误差实体比较器的一种优选方案，所述误差实体比较器包括设置在所述矩形检测样板的所述缺口部位置的蛇形尺、设置在所述矩形检测样板上且邻接在所述蛇形尺的远离所述缺口部边缘位置的自由变形流体袋，在所述矩形检测样板上位于所述缺口部的两端设置有用于挡住所述蛇形尺的外挡板，所述矩形检测样板上还设置有用于按压所述自由变形流体袋的弹性回复按钮。
上述技术方案中，矩形检测样板的缺口部位被制作成与所要检测的焊脚的理论形状和尺寸相适配。所述适配包括以下两种情况：
第一种情况是缺口部位的形状和尺寸完全与焊脚的理论设计值相同。这种情况下最适宜测量其实体形状完全小于理论设计值的焊脚；测量时矩形检测样板角部的两个直角边分别靠在焊件的两个焊板上，然后按下弹性回复按钮来挤压自由变形流体袋，自由变形流体袋受挤压后发生变形，推动蛇形尺向焊脚靠拢。然后松开弹性回复按钮，使得自由变形流体袋恢复原形并脱离蛇形尺。由于蛇形尺的柔性和变形后的形状自保持性能，因此取下焊脚测规后就能看到蛇形尺的外侧部分完全复制了焊脚表面的实体形状，因此蛇形尺的外侧轨迹线外露于矩形检测样板上缺口部的部分即是其实际的误差。而且，通过将矩形检测样板拿到二维以上的测量机上，可以较为方便的得到焊缝误差的扫描数据。由此可以方便利用有限元技术对焊缝的强度进行精确的分析和评估，也可以通过所获得的焊缝的扫描数据，进行焊缝的自动化焊补修正。
第二种情况是缺口部位的形状和尺寸按照焊脚的理论设计值进行适当的等距离放大，这样既可以测量其实体形状完全小于理论设计值的焊脚，也可以测量其实体形状部分大于或全部大于理论设计值的焊脚，测量的方法与第一种情况是相同的，但测量的误差数据需要减去一基准值。例如当缺口圆弧部位的半径比焊脚的圆弧尺寸大5mm时，其与缺口圆弧部位进行比较测量后需要减去5mm的基准值。
上述焊脚测规，由于在矩形检测样板的缺口部位设置有蛇形尺，测量时通过挤压自由变形流体袋能够将柔性的蛇形尺完全靠平在焊脚的表面，从而复制了焊脚表面的实体形状，其与矩形检测样板缺口部位的基准形状相比较，就能直观的得到焊脚表面的尺寸误差和形状误差，且这种独特结构的焊脚测规能够较为方便的拿到多维检测仪上进行检测，大大方便了焊脚误差的数字化处理，特别适合于焊件尺寸大、焊缝在隐蔽处不方便直接扫描测量的场合。
作为一种优选方案，本发明的一种焊脚测规还包括设置在所述缺口部的两端的内挡板，所述蛇形尺位于所述缺口部以外的部分置于所述外挡板与所述内挡板之间所形成的槽体内。
作为进一步改进，本发明的一种焊脚测规其位于所述四个缺口部的所述蛇形尺依次连接成一体，并在整体上形成环形蛇形尺。
优选的，所述矩形检测样板上设置有四个外挡板和四个内挡板，所述的四个外挡板和四个内挡板分置于所述矩形检测样板的四个边部，且位于矩形检测样板同一边部上的外挡板和内挡板之间形成所述槽体，所述环形蛇形尺除了位于缺口部的部分外，其余部分定位于所述槽体内。
上述蛇形尺设置为整体环形结构，简化了焊脚测规结构，各口部的蛇形尺依次连接成一体可以实现测量时蛇形尺变形的相互补偿和救济，且环形蛇形尺设置在槽体内，其可靠性好。
优选的，所述矩形检测样板上设置有连接所述四个内挡板的十字筋，且所述十字筋与所述四个内挡板连接后形成四个独立的自由变形流体袋的安装区，每一所述安装区内分别设置所述的自由变形流体袋。
优选的，所述矩形检测样板为双层矩形检测样板，所述外挡板、内挡板和十字筋被夹在所述的双层矩形检测样板之间。
上述通过设置连接四个内挡板的十字筋，四个独立的自由变形流体袋完全隐藏在双层矩形检测样板之间的内部，一方面保护了自由变形流体袋，另一方面使得焊脚测规保持了良好的外观。
优选的，所述矩形检测样板上开设有按钮孔，所述弹性回复按钮包括弹性片和连接在所述弹性片一端的挤压按钮头，所述挤压按钮头安装于所述按钮孔中且其头部对准所述自由变形流体袋，所述弹性片的另一端固定在所述矩形检测样板上。
上述弹性回复按钮采用挤压按钮头与弹性片的组合连接结构，实现了按压时自由变形流体袋变形、松开按压时自由变形流体袋恢复原形的功能，从而提高了测量的可靠性。
优选的，所述挤压按钮头的头部还连接有用于增大挤压面积的扩展挤压盘。
上述通过在挤压按钮头的头部设置扩展挤压盘，能够在测量时加大自由变形流体袋的变形量，从而有利于蛇形尺与焊脚表面的充分接触，从而提高蛇形尺复制焊脚表面尺寸和形状的精度。
本发明中，所述挤压按钮头上开设有弹性片安装孔，所述弹性片的一端插接于所述弹性片安装孔中。
优选的，在自由变形流体袋上与所述十字筋接触的两边固定连接在所述十字筋上。
优选的，所述固定连接为胶接。
优选的，所述外挡板、内挡板、十字筋与所述矩形检测样板的连接为焊接或胶接。
优选的，所述自由变形流体袋为自由变形液体袋或自由变形气体袋。
本发明中，所述自由变形流体袋包括袋体和设置在所述袋体内的流体。
本发明中，所述流体为液体或气体。
本发明的有益效果是：
第一，本发明的一种焊脚测规，由于在矩形检测样板的缺口部位设置有蛇形尺，测量时通过挤压自由变形流体袋能够将柔性的蛇形尺完全靠平在焊脚的表面，从而复制了焊脚表面的实体形状，其与矩形检测样板缺口部位的基准形状相比较，就能直观的得到焊脚表面的尺寸误差和形状误差，且这种独特结构的焊脚测规能够较为方便的拿到多维检测仪上进行检测，大大方便了焊脚误差的数字化处理，特别适合于焊件尺寸大、焊缝在隐蔽处不方便直接扫描测量的场合。
第二，本发明的一种焊脚测规，蛇形尺设置为整体环形结构，简化了焊脚测规结构，各口部的蛇形尺依次连接成一体可以实现测量时蛇形尺变形的相互补偿和救济，且环形蛇形尺设置在槽体内，其可靠性好。
第三，本发明的一种焊脚测规，通过设置连接四个内挡板的十字筋，四个独立的自由变形流体袋完全隐藏在双层矩形检测样板之间的内部，一方面保护了自由变形流体袋，另一方面使得焊脚测规保持了良好的外观。
第四，本发明的一种焊脚测规，弹性回复按钮采用挤压按钮头与弹性片的组合连接结构，实现了按压时自由变形流体袋变形、松开按压时自由变形流体袋恢复原形的功能，从而提高了测量的可靠性。
第五，本发明的一种焊脚测规，通过在挤压按钮头的头部设置扩展挤压盘，能够在测量时加大自由变形流体袋的变形量，从而有利于蛇形尺与焊脚表面的充分接触，从而提高蛇形尺复制焊脚表面尺寸和形状的精度。
附图说明
图1是本发明的一种焊脚测规的结构示意图；
图2是图1的左视图；
图3是将图1中的焊脚测规应用于角焊缝测量的示意图；
图4是现有技术中角焊缝的三种测量方法测量。
图中：1、矩形检测样板，2、角部，3、缺口，4、误差实体比较器，5、蛇形尺，6、自由变形流体袋，7、外挡板，8、弹性回复按钮，9、内挡板，10、槽体，11、十字筋，12、弹性片，13、挤压按钮头，14、双层矩形检测样板，15、扩展挤压盘，16、焊脚，17、焊件。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1至4所示为本发明的一种焊脚测规的实施例，包括矩形检测样板1，所述矩形检测样板1的四个角部2分别设置有不同大小的用于检测焊脚16形状和尺寸的缺口3，所述缺口3的形状和尺寸被设置为与所要检测的焊脚16的理论形状和尺寸相适配；其中，所述矩形检测样板1的缺口部位设置有用于反映焊脚16的实际形状和尺寸并与所述理论形状和尺寸相比较的的误差实体比较器4。
作为本实施例中误差实体比较器4的一种优选方案，所述误差实体比较器4包括设置在所述矩形检测样板1的所述缺口3部位置的蛇形尺5、设置在所述矩形检测样板1上且邻接在所述蛇形尺5的远离所述缺口3部边缘位置的自由变形流体袋6，在所述矩形检测样板1上位于所述缺口3部的两端设置有用于挡住所述蛇形尺5的外挡板7，所述矩形检测样板1上还设置有用于按压所述自由变形流体袋6的弹性回复按钮8。
上述技术方案中，矩形检测样板1的缺口3部位被制作成与所要检测的焊脚16的理论形状和尺寸相适配。所述适配包括以下两种情况：
第一种情况是缺口3部位的形状和尺寸完全与焊脚16的理论设计值相同。这种情况下最适宜测量其实体形状完全小于理论设计值的焊脚16；测量时矩形检测样板1角部2的两个直角边分别靠在焊件17的两个焊板上，然后按下弹性回复按钮8来挤压自由变形流体袋6，自由变形流体袋6受挤压后发生变形，推动蛇形尺5向焊脚16靠拢。然后松开弹性回复按钮8，使得自由变形流体袋6恢复原形并脱离蛇形尺5。由于蛇形尺5的柔性和变形后的形状自保持性能，因此取下焊脚测规后就能看到蛇形尺5的外侧部分完全复制了焊脚表面的实体形状，因此蛇形尺5的外侧轨迹线外露于矩形检测样板1上缺口2部的部分即是其实际的误差。而且，通过将矩形检测样板1拿到二维以上的测量机上，可以较为方便的得到焊缝误差的扫描数据。由此可以方便利用有限元技术对焊缝的强度进行精确的分析和评估，也可以通过所获得的焊缝的扫描数据，进行焊缝的自动化焊补修正。
第二种情况是缺口3部位的形状和尺寸按照焊脚16的理论设计值进行适当的等距离放大，这样既可以测量其实体形状完全小于理论设计值的焊脚16，也可以测量其实体形状部分大于或全部大于理论设计值的焊脚16，测量的方法与第一种情况是相同的，但测量的误差数据需要减去一基准值。例如当缺口3圆弧部位的半径比焊脚16的圆弧尺寸大5mm时，其与缺口3圆弧部位进行比较测量后需要减去5mm的基准值。
上述焊脚测规，由于在矩形检测样板1的缺口3部位设置有蛇形尺5，测量时通过挤压自由变形流体袋6能够将柔性的蛇形尺5完全靠平在焊脚16的表面，从而复制了焊脚16表面的实体形状，其与矩形检测样板1缺口3部位的基准形状相比较，就能直观的得到焊脚16表面的尺寸误差和形状误差，且这种独特结构的焊脚测规能够较为方便的拿到多维检测仪上进行检测，大大方便了焊脚16误差的数字化处理，特别适合于焊件尺寸大、焊缝在隐蔽处不方便直接扫描测量的场合。
作为一种优选方案，本实施例的一种焊脚测规还包括设置在所述缺口3部的两端的内挡板9，所述蛇形尺5位于所述缺口3部以外的部分置于所述外挡板7与所述内挡板9之间所形成的槽体内。
作为进一步改进，本实施例的一种焊脚测规其位于所述四个缺口3部的所述蛇形尺5依次连接成一体，并在整体上形成环形蛇形尺。
优选的，所述矩形检测样板1上设置有四个外挡板7和四个内挡板9，所述的四个外挡板7和四个内挡板9分置于所述矩形检测样板1的四个边部，且位于矩形检测样板1同一边部上的外挡板7和内挡板9之间形成所述槽体10，所述环形蛇形尺5除了位于缺口3部的部分外，其余部分定位于所述槽体10内。
上述蛇形尺5设置为整体环形结构，简化了焊脚测规结构，各口部的蛇形尺依次连接成一体可以实现测量时蛇形尺5变形的相互补偿和救济，且环形蛇形尺5设置在槽体内，其可靠性好。
优选的，所述矩形检测样板1上设置有连接所述四个内挡板9的十字筋11，且所述十字筋11与所述四个内挡板9连接后形成四个独立的自由变形流体袋6的安装区，每一所述安装区内分别设置所述的自由变形流体袋6。
优选的，所述矩形检测样板1为双层矩形检测样板14，所述外挡板7、内挡板9和十字筋11被夹在所述的双层矩形检测样板14之间。
上述通过设置连接四个内挡板9的十字筋11，四个独立的自由变形流体袋6完全隐藏在双层矩形检测样板14之间的内部，一方面保护了自由变形流体袋6，另一方面使得焊脚测规保持了良好的外观。
优选的，所述矩形检测样板1上开设有按钮孔，所述弹性回复按钮8包括弹性片12和连接在所述弹性片12一端的挤压按钮头13，所述挤压按钮头13安装于所述按钮孔中且其头部对准所述自由变形流体袋6，所述弹性片12的另一端固定在所述矩形检测样板1上。
上述弹性回复按钮8采用挤压按钮头13与弹性片12的组合连接结构，实现了按压时自由变形流体袋6变形、松开按压时自由变形流体袋6恢复原形的功能，从而提高了测量的可靠性。
优选的，所述挤压按钮头13的头部还连接有用于增大挤压面积的扩展挤压盘15。
上述通过在挤压按钮头13的头部设置扩展挤压盘15，能够在测量时加大自由变形流体袋6的变形量，从而有利于蛇形尺5与焊脚16表面的充分接触，从而提高蛇形尺5复制焊脚16表面尺寸和形状的精度。
本实施例中，所述挤压按钮头13上开设有弹性片安装孔，所述弹性片12的一端插接于所述弹性片安装孔中。
优选的，在自由变形流体袋6上与所述十字筋11接触的两边固定连接在所述十字筋11上。
优选的，所述固定连接为胶接。
优选的，所述外挡板7、内挡板9、十字筋11与所述矩形检测样板1的连接为焊接或胶接。
优选的，所述自由变形流体袋6为自由变形液体袋或自由变形气体袋。
本实施例中，所述自由变形流体袋6包括袋体和设置在所述袋体内的流体。
本实施例中，所述流体为液体或气体。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种焊脚测规，其特征在于，包括矩形检测样板，所述矩形检测样板的四个角部分别设置有不同大小的用于检测焊脚形状和尺寸的缺口，所述缺口的形状和尺寸被设置为与所要检测的焊脚的理论形状和尺寸相适配；其中，所述矩形检测样板的缺口部位设置有用于反映焊脚的实际形状和尺寸并与所述理论形状和尺寸相比较的误差实体比较器；所述误差实体比较器包括设置在所述矩形检测样板的所述缺口部位置的蛇形尺、设置在所述矩形检测样板上且邻接在所述蛇形尺的远离所述缺口部边缘位置的自由变形流体袋，在所述矩形检测样板上位于所述缺口部的两端设置有用于挡住所述蛇形尺的外挡板，所述矩形检测样板上还设置有用于按压所述自由变形流体袋的弹性回复按钮；还包括设置在所述缺口部的两端的内挡板，所述蛇形尺位于所述缺口部以外的部分置于所述外挡板与所述内挡板之间所形成的槽体内；所述自由变形流体袋为自由变形液体袋或自由变形气体袋。
2.根据权利要求1所述的一种焊脚测规，其特征在于，位于所述四个缺口部的所述蛇形尺依次连接成一体，并在整体上形成环形蛇形尺。
3.根据权利要求2所述的一种焊脚测规，其特征在于，所述矩形检测样板上设置有四个外挡板和四个内挡板，所述的四个外挡板和四个内挡板分置于所述矩形检测样板的四个边部，且位于矩形检测样板同一边部上的外挡板和内挡板之间形成所述槽体，所述环形蛇形尺除了位于缺口部的部分外，其余部分定位于所述槽体内。
4.根据权利要求3所述的一种焊脚测规，其特征在于，所述矩形检测样板上设置有连接所述四个内挡板的十字筋，且所述十字筋与所述四个内挡板连接后形成四个独立的自由变形流体袋的安装区，每一所述安装区内分别设置所述的自由变形流体袋。
5.根据权利要求4所述的一种焊脚测规，其特征在于，所述矩形检测样板为双层矩形检测样板，所述外挡板、内挡板和十字筋被夹在所述的双层矩形检测样板之间。
6.根据权利要求5所述的一种焊脚测规，其特征在于，所述矩形检测样板上开设有按钮孔，所述弹性回复按钮包括弹性片和连接在所述弹性片一端的挤压按钮头，所述挤压按钮头安装于所述按钮孔中且其头部对准所述自由变形流体袋，所述弹性片的另一端固定在所述矩形检测样板上。
7.根据权利要求4所述的一种焊脚测规，其特征在于，在自由变形流体袋上与所述十字筋接触的两边固定连接在所述十字筋上。
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