CN111911496B - 焊接连接结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接连接结构，涉及焊接结构技术领域，焊接连接结构包括：固定座和悬臂件，固定座设有矩形开口槽，所述矩形开口槽开口两侧均设有承力部，每个所述承力部沿所述矩形开口槽向外均连接有第一楔形块；悬臂件至少部分收容于所述矩形开口槽内，所述悬臂件位于所述矩形开口槽内的部分的两侧与所述固定座在接缝处焊接形成焊接部位，且所述悬臂件的两侧均设有第二楔形块，每个所述第二楔形块与同侧对应的所述第一楔形块的楔形面贴合抵持。本发明能降低危险截面焊缝处承载的力或弯矩，避免了固定座和悬臂件危险截面焊缝处的缺口效应，整体增大焊接连接结构的承载能力，焊接连接结构可靠性高，不容易发生疲劳破坏。

Description

焊接连接结构

技术领域

本发明涉及焊接结构技术领域，特别涉及一种用于将悬臂件与固定座固定连接的焊接连接结构。

背景技术

现代制造业中，很多复杂工具、设备、构件类产品各部件之间的连接都是采用焊接的方法。然而，不同产品因使用工况及其对使用寿命的需求不同，对产品连接结构的要求千差万别，导致焊接连接在部分情况下受到制约或连接可靠性较低。因此，开发可靠性高的焊接连接结构成为焊接连接的重点问题。

在石油钻具工具领域内，有一类可简化为悬臂件与固定座固定连接的焊接连接结构，该类连接结构在周期性疲劳载荷下，疲劳寿命及可靠性成为连接结构首要考虑的问题。参见图1和图2所示，某石油钻井钻头部件间的连接结构简化图，在力F或弯矩M的作用下，悬臂件2与固定座1在危险截面的焊缝根部3处有拼接缝，存在缺口应力集中，该结构可靠性较低。在动载荷下，很容易疲劳破坏，使用寿命和承载能力都不高。

发明内容

本发明实施例提供一种焊接连接结构，以解决相关技术中焊接连接结构可靠性较低，容易疲劳破坏的技术问题。

第一方面，提供了一种焊接连接结构，包括：

固定座，其设有矩形开口槽，所述矩形开口槽开口两侧均设有承力部，每个所述承力部沿所述矩形开口槽向外均连接有第一楔形块；

悬臂件，其至少部分收容于所述矩形开口槽内，所述悬臂件位于所述矩形开口槽内的部分的两侧与所述固定座在接缝处焊接形成焊接部位，且所述悬臂件的两侧均设有第二楔形块，每个所述第二楔形块与同侧对应的所述第一楔形块的楔形面贴合抵持。

一些实施例中，所述固定座、承力部和第一楔形块一体成型。

一些实施例中，所述固定座和承力部一体成型，所述第一楔形块与所述承力部贴合焊接。

一些实施例中，所述承力部与所述固定座贴合焊接，所述第一楔形块与所述承力部贴合焊接。

一些实施例中，所述悬臂件和第二楔形块一体成型。

一些实施例中，所述第二楔形块与所述悬臂件贴合焊接。

一些实施例中，所述第一楔形块的楔形面的法线与所述悬臂件轴心线夹角小于45°。

一些实施例中，所述矩形开口槽的底面和侧面均加工有至少一个精加工平面。

一些实施例中，所述悬臂件的两侧与所述固定座在接缝处采用多层多道的方式焊接形成焊接部位。

一些实施例中，所述第一楔形块和第二楔形块的厚度均不小于3mm。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种焊接连接结构，通过在固定座的矩形开口槽开口两侧设承力部，并在承力部连接第一楔形块，还在悬臂件两侧设第二楔形块，每个第二楔形块与同侧对应的第一楔形块的楔形面贴合抵持。当固定座和悬臂件焊接后，由于第二楔形块与第一楔形块抵持，在力或弯矩的作用下，第二楔形块可以承载一定的力或弯矩，降低危险截面焊缝处承载的力或弯矩，避免了固定座和悬臂件在危险截面焊缝处的缺口效应，整体增大焊接连接结构的承载能力，焊接连接结构可靠性高，不容易发生疲劳破坏。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的焊接连接结构的示意图；

图2为图1的焊接连接结构的示意图；

图3为本发明实施例提供的焊接连接结构的示意图；

图4为本发明实施例提供的固定座的一个结构示意图；

图5为本发明实施例提供的固定座和悬臂件安装的一个示意图；

图6为本发明实施例提供的固定座和悬臂件安装的另一个示意图；

图7为本发明实施例提供的悬臂件的一个结构示意图；

图8为本发明实施例提供的悬臂件的另一个结构示意图；

图9为本发明实施例提供的固定座的另一个结构示意图；

图10为本发明实施例提供的焊接连接结构的示意图的另一个示意图；

图中：1、固定座；11、矩形开口槽；12、承力部；13、第一楔形块；14、精加工平面；2、悬臂件；21、第二楔形块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，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的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。

本发明实施例提供了一种焊接连接结构，其能解决现有焊接连接结构可靠性较低，容易疲劳破坏的技术问题。

参见图3和图4所示，一种焊接连接结构，包括：固定座1和悬臂件2。

固定座1设有矩形开口槽11，矩形开口槽11开口两侧均设有承力部12，每个承力部12沿矩形开口槽11向外均连接有第一楔形块13。

悬臂件2至少部分收容于矩形开口槽11内，悬臂件2位于矩形开口槽11内的部分的两侧与固定座1在接缝处焊接形成焊接部位，且悬臂件2的两侧均设有第二楔形块21，每个第二楔形块21与同侧对应的第一楔形块13的楔形面贴合抵持。具体地，参见图4所示，在矩形开口槽11除承力部12之外的两侧及后侧开焊接破口，将悬臂件2安装于矩形开口槽11内，之后在两侧接缝处焊接形成焊接部位。

与现有技术相比，本发明实施例中的焊接连接结构，通过在固定座1的矩形开口槽11开口两侧设承力部12，并在承力部12连接第一楔形块13，还在悬臂件2两侧设第二楔形块21，每个第二楔形块21与同侧对应的第一楔形块13的楔形面贴合抵持。当固定座1和悬臂件2焊接后，由于第二楔形块21与第一楔形块13抵持，在力或弯矩的作用下，第二楔形块21可以承载一定的力或弯矩，降低危险截面焊缝处承载的力或弯矩，避免了固定座1和悬臂件2在危险截面焊缝处的缺口效应，整体增大焊接连接结构的承载能力，焊接连接结构可靠性高，不容易发生疲劳破坏。

作为可选的实施方式，参见图4所示，固定座1、承力部12和第一楔形块13一体成型。当固定座1、承力部12和第一楔形块13一体成型时，可以采用如图5所示的安装方向，将悬臂件2插入固定座1的矩形开口槽11中。此种安装方式中，参见图7所示，悬臂件2和第二楔形块21可以一体成型。参见图8所示，悬臂件2和第二楔形块21也可以分别为单体零件，两者贴合焊接。

作为可选的实施方式，参见图9所示，固定座1和承力部12一体成型，第一楔形块13为单体部件，第一楔形块13与承力部12贴合焊接。或者，固定座1、承力部12和第一楔形块13均为单体部件，承力部12与固定座1贴合焊接，第一楔形块13与承力部12贴合焊接。只要第一楔形块13为单体部件，可以采用如图6所示的安装方向，将悬臂件2插入固定座1的矩形开口槽11中。此种安装方式中，悬臂件2和第二楔形块21可以一体成型。悬臂件2和第二楔形块21也可以分别为单体零件，两者贴合焊接。图10的焊接连接结构中：悬臂件2和第二楔形块21为单体零件，固定座1、承力部12和第一楔形块13也为单体部件。

作为可选的实施方式，第一楔形块13的楔形面的法线与悬臂件2轴心线夹角小于45°，还可以根据需要在小于45°内适当调整，分配悬臂件2轴线方向和垂直悬臂件2轴线方向的力。

作为可选的实施方式，矩形开口槽11的底面和侧面均加工有至少一个精加工平面14。具体地，参见图4所示，矩形开口槽11底面三个精加工平面14，矩形开口槽11侧面两个精加工平面14，矩形开口槽11端面一个精加工平面14，精加工平面14的尺寸可以依据悬臂件2大小及定位需要确定，悬臂件2与矩形开口槽11精准连接，以保证后续焊接质量。

作为可选的实施方式，悬臂件2的两侧与固定座1在接缝处采用多层多道的方式焊接形成焊接部位，当两侧较长时，可以分段焊接。

作为可选的实施方式，第一楔形块13和第二楔形块21的厚度不小于3mm，确保第一楔形块13和第二楔形块21的承载能力。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文发明的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种焊接连接结构，其特征在于，包括：

固定座(1)，其设有矩形开口槽(11)，所述矩形开口槽(11)开口两侧均设有承力部(12)，每个所述承力部(12)沿所述矩形开口槽(11)向外均连接有第一楔形块(13)；

悬臂件(2)，其至少部分收容于所述矩形开口槽(11)内，所述悬臂件(2)位于所述矩形开口槽(11)内的部分的两侧与所述固定座(1)在接缝处焊接形成焊接部位，且所述悬臂件(2)的两侧均设有第二楔形块(21)，每个所述第二楔形块(21)与同侧对应的所述第一楔形块(13)的楔形面贴合抵持。

2.如权利要求1所述的焊接连接结构，其特征在于：所述固定座(1)、承力部(12)和第一楔形块(13)一体成型。

3.如权利要求1所述的焊接连接结构，其特征在于：

所述固定座(1)和承力部(12)一体成型，所述第一楔形块(13)与所述承力部(12)贴合焊接。

4.如权利要求1所述的焊接连接结构，其特征在于：

所述承力部(12)与所述固定座(1)贴合焊接，所述第一楔形块(13)与所述承力部(12)贴合焊接。

5.如权利要求1所述的焊接连接结构，其特征在于：所述悬臂件(2)和第二楔形块(21)一体成型。

6.如权利要求1所述的焊接连接结构，其特征在于：

所述第二楔形块(21)与所述悬臂件(2)贴合焊接。

7.如权利要求1所述的焊接连接结构，其特征在于：所述第一楔形块(13)的楔形面的法线与所述悬臂件(2)轴心线夹角小于45°。

8.如权利要求1所述的焊接连接结构，其特征在于：所述矩形开口槽(11)的底面和侧面均加工有至少一个精加工平面(14)。

9.如权利要求1所述的焊接连接结构，其特征在于：所述悬臂件(2)的两侧与所述固定座(1)在接缝处采用多层多道的方式焊接形成焊接部位。

10.如权利要求1所述的焊接连接结构，其特征在于：

所述第一楔形块(13)和第二楔形块(21)的厚度均不小于3mm。

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