CN111299870A - 用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具及焊接工艺 - Google Patents

用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具及焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具及焊接工艺，通过夹具自带的稳定转动和预加热功能降低焊接时的形变，包括夹具支撑座和夹具支撑杆，所述夹具支撑杆设在夹具支撑座上，所述夹具支撑杆上还设有气阀连接孔和通气孔，所述通气孔与气阀连接孔连通，所述夹具支撑杆两侧分别设有夹具机构，每个夹具机构包括支撑臂三、支撑臂四、连接臂二、梅花夹、支撑臂二、支撑臂一、连接臂一和支撑式夹板，所述支撑臂四的一端与夹具支撑杆连接，另一端与支撑臂三伸缩配合，所述支撑臂三还与连接臂二连接，所述连接臂二与梅花夹转动配合。

Description

用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具及焊接工艺
技术领域
本发明涉及一种用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具及焊接工艺。
背景技术
现有激光焊接技术根据复数薄片连接角度的情况和本身形貌在工艺工序上比较繁琐复杂，连接完成的部件对部件本身形貌及部件内部存在一定的损伤，由于工艺的问题对激光焊接薄片连接的要求比较高，而对于薄壁件本身形态存在对激光焊接工艺造成问题，且焊接完成连接的部件还是存在结合面形变和内部有孔隙等问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具及焊接工艺，通过夹具自带的稳定转动和预加热功能降低焊接时的形变。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具，包括夹具支撑座和夹具支撑杆，所述夹具支撑杆设在夹具支撑座上，所述夹具支撑杆上还设有气阀连接孔和通气孔，所述通气孔与气阀连接孔连通，所述夹具支撑杆两侧分别设有夹具机构，每个夹具机构包括支撑臂三、支撑臂四、连接臂二、梅花夹、支撑臂二、支撑臂一、连接臂一和支撑式夹板，所述支撑臂四的一端与夹具支撑杆连接，另一端与支撑臂三伸缩配合，所述支撑臂三还与连接臂二连接，所述连接臂二与梅花夹转动配合，所述梅花夹两端分别设有夹板机构，每个夹板机构还包括支撑臂一、支撑臂二、连接臂一和夹板，所述支撑臂二的一端与梅花夹连接，另一端与支撑臂一伸缩配合，支撑臂一还通过连接臂一与夹板连接，所述夹具支撑座上还设有加热块。
作为优选，所述加热块位于夹具支撑座两侧且朝向夹具机构。
作为优选，所述连接臂二与梅花夹转动配合是指还包括半球形连接件，所述半球形连接件与梅花夹连接，所述半球形连接件上还设有弧形槽，所述连接臂二与弧形槽滑动配合。
作为优选，所述弧形槽上还设有刻度尺。
作为优选，所述半球形连接件与梅花夹连接具体是指半球形连接件与梅花夹转动配合。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具的焊接工艺，包括如下步骤：
步骤1：焊接前准备及预处理
对于激光焊接，确定复数工件的关键部位，关键部位包括焊接部位和连接处，并对关键部位进行焊接前预处理；
步骤2：焊接处理
焊接前先将夹具与工件进行预热，激光器出光的同时通过通气孔开放夹具上的加热过的保护气，焊接时保证焊接结合面与地面的平行，焊接完第一面后，再进行第二个面的焊接，直至焊接完成；
步骤3：焊接后处理
将焊接完的部件放入保温箱中保温3小时，随后用石棉布包裹降温，去除表面杂质，直到看到金属光泽；
作为优选，步骤1中，焊接前准备及处理包括如下步骤：
步骤11：薄片表面氧化层的处理
采用细砂纸打磨进行打磨，直至磨到有金属光亮为止；
步骤12：焊接部位的连接
将需要连接的薄片按照预定角度固定在夹具上，在其反面用透明胶水进行物理性的轻微粘合，操作完成后与夹具一起放置一边。
作为优选，步骤2中，焊接处理包括如下步骤：
步骤21：焊接前将夹具与工件进行预热，温度根据材料不同加热到100～300℃，降低激光焊接时温度梯度对工件的影响；
步骤22：激光焊接根据焊接工件材料选取相同材质的粉末；
步骤23：对两薄壁工件进行激光焊接，功率为1000～1500W，根据焊道宽度进行多道焊接，但不超过三道；
步骤24：焊接完第一面后，用细刚刷轻微刷洗掉表面残渣，再进行第二面焊接，工艺与第一面相同。
作为优选，步骤3中，焊接后处理包括如下步骤：
步骤31：将焊接完的部件放置在加热至300℃的保温箱中，保温1h，再用石棉布包裹，缓慢降温；
步骤32：降温完成后，再用细砂纸进行打磨，去除表面杂质，直至看到金属光泽。
本发明有益效果：本发明的用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具提供的带温控可预加热的用于复数薄片多角度激光焊接夹具及其焊接工艺，减少激光焊接变形和应力对工件的损失，增加焊接稳定性，防止裂纹的产生等问题，有效的提高激光焊接质量和减少工件本身形貌对于焊接难度的增加。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
图1是本发明的用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具的结构示意图。
图中标号：1、夹板；2、连接臂一；3、支撑臂一；4、支撑臂二；5、梅花夹；7、半球形连接件；8、弧形槽；9、连接臂二；10、支撑臂三；11、支撑臂四；12、通气孔；13、气阀连接孔；14、夹具支撑杆；15、夹具支撑座；16、加热块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
一种用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具，包括夹具支撑座15和夹具支撑杆14，所述夹具支撑杆14设在夹具支撑座15上，所述夹具支撑杆14上还设有气阀连接孔13和通气孔12，所述通气孔12与气阀连接孔13连通，所述夹具支撑杆14两侧分别设有夹具机构，每个夹具机构包括支撑臂三10、支撑臂四11、连接臂二9、梅花夹5、支撑臂二4、支撑臂一3、连接臂一2和支撑式夹板1，所述支撑臂四11的一端与夹具支撑杆14连接，另一端与支撑臂三10伸缩配合，所述支撑臂三10还与连接臂二9连接，所述连接臂二9与梅花夹5转动配合，所述梅花夹5两端分别设有夹板机构，每个夹板机构还包括支撑臂一3、支撑臂二4、连接臂一2和夹板1，所述支撑臂二4的一端与梅花夹5连接，另一端与支撑臂一3伸缩配合，支撑臂一3还通过连接臂一2与夹板1连接，所述夹具支撑座15上还设有加热块16；所述加热块16位于夹具支撑座15两侧且朝向夹具机构；所述连接臂二9与梅花夹5转动配合是指还包括半球形连接件7，所述半球形连接件7与梅花夹5连接，所述半球形连接件7上还设有弧形槽8，所述连接臂二9与弧形槽8滑动配合；所述弧形槽8上还设有刻度尺；
所述半球形连接件7与梅花夹5连接具体是指半球形连接件7与梅花夹5转动配合；一种用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具的焊接工艺，包括如下步骤：
步骤1：焊接前准备及预处理
对于激光焊接，确定复数工件的关键部位，关键部位包括焊接部位和连接处，并对关键部位进行焊接前预处理；
步骤2：焊接处理
焊接前先将夹具与工件进行预热，激光器出光的同时通过通气孔12开放夹具上的加热过的保护气，焊接时保证焊接结合面与地面的平行，焊接完第一面后，再进行第二个面的焊接，直至焊接完成；
步骤3：焊接后处理
将焊接完的部件放入保温箱中保温3小时，随后用石棉布包裹降温，去除表面杂质，直到看到金属光泽；
步骤1中，焊接前准备及处理包括如下步骤：
步骤11：薄片表面氧化层的处理
采用细砂纸打磨进行打磨，直至磨到有金属光亮为止；
步骤12：焊接部位的连接
将需要连接的薄片按照预定角度固定在夹具上，在其反面用透明胶水进行物理性的轻微粘合，操作完成后与夹具一起放置一边。
步骤2中，焊接处理包括如下步骤：
步骤21：焊接前将夹具与工件进行预热，温度根据材料不同加热到100～300℃，降低激光焊接时温度梯度对工件的影响；
步骤22：激光焊接根据焊接工件材料选取相同材质的粉末；
步骤23：对两薄壁工件进行激光焊接，功率为1000～1500W，根据焊道宽度进行多道焊接，但不超过三道；
步骤24：焊接完第一面后，用细刚刷轻微刷洗掉表面残渣，再进行第二面焊接，工艺与第一面相同。
步骤3中，焊接后处理包括如下步骤：
步骤31：将焊接完的部件放置在加热至300℃的保温箱中，保温1h，再用石棉布包裹，缓慢降温；
步骤32：降温完成后，再用细砂纸进行打磨，去除表面杂质，直至看到金属光泽。
本实施例提供的用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具及焊接工艺，包括如下步骤：
步骤1：焊接前准备及处理
对于复数工件关键部位进行激光焊接，包括焊接部位的连接及焊接前处理；
步骤11：薄片表面氧化层的处理：采用细砂纸打磨进行打磨，直至磨到有金属光亮为止；
步骤12：焊接部位的连接：将需要连接的薄片按照预定角度固定在夹具上，在其反面用透明胶水进行物理性的轻微粘合，操作完成后与夹具一起放置一边；
步骤2：焊接处理
焊接前先将夹具与工件进行预热，激光器出光的同时开放夹具上的保护气，焊接时保证熔覆结合面与地面的平行，焊接完第一面后，再进行第二面焊接，直至焊接完成。
步骤21：焊接前将夹具与工件进行预热，温度根据材料不同加热到100～300℃，降低激光焊接时温度梯度对工件的影响；
步骤22：激光焊接根据焊接工件材料选取相同材质的粉末；(同种材质粉末更好结合，若无其他性能上的要求，最好选取同种材质粉末)
步骤23：对两薄壁工件进行激光焊接，功率为1000～1500W，根据焊道宽度进行多道焊接，但不超过三道；
步骤24：焊接完第一面后，用细刚刷轻微刷洗掉表面残渣，再进行第二面焊接，工艺与第一面相同，根据熔覆层厚度计算熔覆层数。
步骤3：焊接后处理
将焊接完的部件放入保温箱中保温3小时，随后用石棉布包裹降温，去除表面杂质，直到看到金属光泽。
步骤31：将焊接完的部件放置在加热至300℃的保温箱中，保温1h，再用石棉布包裹，缓慢降温；
步骤32：降温完成后，再用细砂纸进行打磨，去除表面杂质，直至看到金属光泽。
在本实施例中，本实施例提供的带温控可预加热的用于复数薄片多角度激光焊接夹具及其焊接工艺，需要注意的事项如下：
1、在焊接过程中，每焊接完一面在冷却完成后都用细刚刷轻轻挂扫焊接产生的熔渣并清理干净，然后再进行下一道工序的激光焊接。
2、因薄壁件自身对于激光焊接过程中产生的残余应力稀释度很低，导致工件本身的形变，还需根据薄壁件的壁厚来选定激光焊接的功率。
综上所述，在本实施例中，本实施例提供的带温控可预加热的用于复数薄片多角度激光焊接夹具及其焊接工艺，通过上述的工艺流程，本发明减少激光焊接变形和应力对工件的损失，增加焊接稳定性，防止裂纹的产生等问题，有效的提高激光焊接质量和减少工件本身形貌对于焊接难度的增加。
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具，其特征在于:包括夹具支撑座(15)和夹具支撑杆(14)，所述夹具支撑杆(14)设在夹具支撑座(15)上，所述夹具支撑杆(14)上还设有气阀连接孔(13)和通气孔(12)，所述通气孔(12)与气阀连接孔(13)连通，所述夹具支撑杆(14)两侧分别设有夹具机构，每个夹具机构包括支撑臂三(10)、支撑臂四(11)、连接臂二(9)、梅花夹(5)、支撑臂二(4)、支撑臂一(3)、连接臂一(2)和支撑式夹板(1)，所述支撑臂四(11)的一端与夹具支撑杆(14)连接，另一端与支撑臂三(10)伸缩配合，所述支撑臂三(10)还与连接臂二(9)连接，所述连接臂二(9)与梅花夹(5)转动配合，所述梅花夹(5)两端分别设有夹板机构，每个夹板机构还包括支撑臂一(3)、支撑臂二(4)、连接臂一(2)和夹板(1)，所述支撑臂二(4)的一端与梅花夹(5)连接，另一端与支撑臂一(3)伸缩配合，支撑臂一(3)还通过连接臂一(2)与夹板(1)连接，所述夹具支撑座(15)上还设有加热块(16)。
2.根据权利要求1所述的用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具，其特征在于:所述加热块(16)位于夹具支撑座(15)两侧且朝向夹具机构。
3.根据权利要求1所述的用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具，其特征在于:所述连接臂二(9)与梅花夹(5)转动配合是指还包括半球形连接件(7)，所述半球形连接件(7)与梅花夹(5)连接，所述半球形连接件(7)上还设有弧形槽(8)，所述连接臂二(9)与弧形槽(8)滑动配合。
4.根据权利要求3所述的用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具，其特征在于:所述弧形槽(8)上还设有刻度尺。
5.根据权利要求3所述的用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具，其特征在于:所述半球形连接件(7)与梅花夹(5)连接具体是指半球形连接件(7)与梅花夹(5)转动配合。
6.一种用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具的焊接工艺，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：焊接前准备及预处理
对于激光焊接，确定复数工件的关键部位，关键部位包括焊接部位和连接处，并对关键部位进行焊接前预处理；
步骤2：焊接处理
焊接前先将夹具与工件进行预热，激光器出光的同时通过通气孔(12)开放夹具上的加热过的保护气，焊接时保证焊接结合面与地面的平行，焊接完第一面后，再进行第二个面的焊接，直至焊接完成；
步骤3：焊接后处理
将焊接完的部件放入保温箱中保温3小时，随后用石棉布包裹降温，去除表面杂质，直到看到金属光泽。
7.如权利要求6所述的用于薄片状工件多角度焊接的可预加热的夹具的焊接工艺，其特征在于：步骤1中，焊接前准备及处理包括如下步骤：
步骤11：薄片表面氧化层的处理
采用细砂纸打磨进行打磨，直至磨到有金属光亮为止；
步骤12：焊接部位的连接
将需要连接的薄片按照预定角度固定在夹具上，在其反面用透明胶水进行物理性的轻微粘合，操作完成后与夹具一起放置一边。
8.如权利要求6所述的带温控可预加热的用于复数薄片多角度激光焊接工艺，其特征在于：步骤2中，焊接处理包括如下步骤：
步骤21：焊接前将夹具与工件进行预热，温度根据材料不同加热到100～300℃，降低激光焊接时温度梯度对工件的影响；
步骤22：激光焊接根据焊接工件材料选取相同材质的粉末；
步骤23：对两薄壁工件进行激光焊接，功率为1000～1500W，根据焊道宽度进行多道焊接，但不超过三道；
步骤24：焊接完第一面后，用细刚刷轻微刷洗掉表面残渣，再进行第二面焊接，工艺与第一面相同。
9.如权利要求6所述的带温控可预加热的用于复数薄片多角度激光焊接工艺，其特征在于：步骤3中，焊接后处理包括如下步骤：
步骤31：将焊接完的部件放置在加热至300℃的保温箱中，保温1h，再用石棉布包裹，缓慢降温；
步骤32：降温完成后，再用细砂纸进行打磨，去除表面杂质，直至看到金属光泽。
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