CN112122866B - 导管焊接收缩量控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了导管焊接收缩量控制装置，属于航空焊接导管精密制造技术领域。包括数字控制装置和配管划线装置，所述数字控制装置包括套管定位器、管支座和数字测量器，套管定位器一端设有连接盘，套管定位器通过所述连接盘与管接头同轴连接，所述管支座用于支撑套管定位器；数字测量器转动连接在套管定位器上，旋转所述数字测量器可带动套管定位器在管支座内滑动；配管划线器固定在连接盘上，用于在导管与管接头的相接处画出一圈焊缝线。本发明设置数字控制装置和配管划线装置相互配合使用，由数字控制装置得出焊接收缩变量，并传递到配管划线装置中，由配管划线装置得出焊前焊缝位置，为无间隙焊接要求提供技术保障。

Description

导管焊接收缩量控制装置

技术领域

本发明涉及一种焊接夹具，具体涉及一种导管焊接收缩量控制装置。

背景技术

航空用精密焊接导管，随着飞机的迭代升级对导管的制造精度越来越要严格，根据制造标准要求，端面精度要求控制在±0.16mm，精度要求较高。同时，由于其三维空间尺寸复杂，单批生产数量少，导管的整个制造过程需要用到数控弯管工艺和焊接工艺，这两个工艺都长期存在弯管回弹量和焊接收缩量难以控制的技术瓶颈，导致导管在焊接夹具上进行组装定位时，由于无法预判焊接收缩量，成品后的导管精度难以控制，制约了导管的精度提升。并且目前的柔性智能技术难以对其进行制造过程全数据衔接，数模与产品之间不可避免地存在一定的数据变量误差，这也直接影响了焊接导管制造数字化生产，数据化控制，不能实现基于目前条件的数据化制造。

同时，由于导管的焊缝形态是环状焊缝，不涉及厚板的多层焊接等比较复杂的焊接手法，导管的焊接收缩主要受到焊接横向收缩的影响，角向误差，也主要受到导管各处焊缝断面横向收缩值不一致的影响。对于薄板来说，焊接间隙对焊接热量的输入有很大的影响，焊缝的间隙越大，焊接的横向收缩量就越大，理论上零距的焊缝，导管各处的收缩的值是相同的，但是不等距的焊缝，横向收缩量就会出现紊乱，难以通过量化变量的方式来实施工程控制。在焊接中，操作者被迫在焊缝较大处，降低焊接速度，融化更多的焊条，来填补焊接间隙，造成焊接速度产生波动，形成焊接热输入量变化，从而带来收缩系数紊乱和角向误差加大。导管的不规则间隙，对焊接控制是有害的，使各种变量关系无法区分，难以控制，控制焊接横向收缩的前提是控制焊接间隙。

发明内容

针对上述问题，本发明提出了一种导管焊接收缩量控制装置，用于数控弯管回弹量在焊接夹具中回弹误差拟合和焊接工艺焊接收缩量的控制，实现导管整个制造过程对上述工艺的数字链连接和数字量控制。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：

导管焊接收缩量控制装置，包括导管和连接在导管端部的管接头，其特征在于：还包括数字控制装置和配管划线装置，所述数字控制装置包括套管定位器、管支座和数字测量器，所述套管定位器一端设有连接盘，套管定位器通过所述连接盘与管接头同轴连接，所述管支座用于支撑套管定位器；数字测量器转动连接在套管定位器上，且其侧端面与管接头的侧端面相配合，旋转所述数字测量器可带动套管定位器在管支座内滑动；所述配管划线器固定在连接盘上，用于在导管与管接头的相接处画出一圈焊缝线。

进一步的，所述数字测量器为不规则多边形盘状结构，其边缘线到旋转中心的距离逐渐递增。

进一步的，所述配管划线装置包括定位磁铁、划针和划针位移调节机构，所述定位磁铁吸附在所述连接盘端面上，定位划针的针尖端部与导管表面相接触。

进一步的，所述划针位移调节机构包括水平滑动杆、定位螺栓和压紧螺栓，所述水平滑动杆滑动连接在定位磁铁上，定位螺栓从侧边将水平滑动杆锁紧；划针垂直滑动连接在水平滑动杆上，压紧螺栓从侧边将划针锁紧。

进一步的，所述定位磁铁包括磁铁一和磁铁二，所述磁铁一和磁铁二分别吸附在所述连接盘的端面和侧面。

进一步的，所述管支座的侧边设有用于固定套管定位器的止动螺钉以及插销。

进一步的，所述数字测量器离旋转中心最近的侧端面为零位点，剩余端面以该零位点为基准，绕其中一个方向以0.05mm的级数依次递增。

本发明的有益效果：

1、本发明在原有导管夹具的基础上，增设数字控制装置和配管划线装置，数字控制装置和配管划线装置配合使用，由数字控制装置得出焊接收缩变量，并传递到配管划线装置中，由配管划线装置得出焊前焊缝位置，为无间隙焊接要求提供技术保障，实现导管整个制造过程对弯管工艺和焊接工艺的数字链连接和数字量控制；

2、本发明中，由于配管划线器的柔性要求高，分件比较多，一般的螺纹连接难以保证操作的连贯性，为保证多配合面之间的互配误差不会相互传递，损失系统精度，采用定位磁铁吸附固定避免间隙；并且配管划线装置可以分离出导管主体结构，保证后续夹具的使用便利，具有操作剪辑恩、装卸快速的优点；

3、本发明中，配管划线器的设计主要考虑在满足精确的划线功能基础，满足不同管径和不同套管、不同法兰盘、套管划线需求，需要柔性配合关系，设计结构是主定位面吸附在套管定位器上，通过调节水平滑动杆左右滑动调节焊缝距离，并通过定位螺栓定位压紧；通过划针上下滑动调节，适应不同的管径划线要求。整个划线器通过定位螺栓和压紧螺栓来满足不同方向上的两个柔性要求；

4、本发明结构稳定，使用方便快捷，可以保证焊接精度和产品质量的稳定。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的左视图；

图3为配管划线器的结构示意图；

图4为数字控制装置的俯视图；

图5为数字测量器的结构示意图；

其中，

1、套管定位器，2、管支座，3、数字测量器，4、配管划线装置，5、定位磁铁，6、划针，7、水平滑动杆，8、定位螺栓，9、压紧螺栓，10、磁铁一，11、磁铁二，12、止动螺钉，13、插销，14、导管，15、连接盘，16、管接头。

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一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例提供了如图1所示的一种导管焊接收缩量控制装置，用于焊接工艺中焊接收缩量的控制，在焊接前预留出导管14的收缩距离，防止多处管接头16移位造成的导管14整体连接精度低的问题。包括导管14和连接在导管14端部的管接头16，还包括数字控制装置和配管划线装置4，数字控制装置包括套管定位器1、管支座2和数字测量器3，套管定位器1一端设有连接盘15，套管定位器1通过所述连接盘15与管接头16同轴连接，管支座2用于支撑套管定位器1，套管定位器1中段插接在所述管支座2中，管支座2侧边设有止动螺钉12和插销13，所述止动螺钉12用于套管定位器1调整后的定位，插销13穿过管支座2和套管定位器1，用于确定数字测量器3的零位点；数字测量器3通过压紧螺钉转动连接在套管定位器1上，且其侧端面与管接头16的侧端面相配合，旋转所述数字测量器3可带动套管定位器1在管支座2内滑动；所述配管划线器固定在连接盘15上，用于在导管14与管接头16的相接处画出一圈焊缝线。

如图4所示，所述数字测量器3为旋转中心到边缘线距离逐渐递增的不规则多边形盘状结构，其每个边所在端面都与管接头16的端面相配合。

更具体地，如图5所示，数字测量器3的A面为零位点，当其处于零位时，套管定位器1上的插销13孔与管支座2上的插销13位置一致，为零件验收状态；旋转中心线与A端面的距离为20mm，旋转数字测量器3，可以进入B面、C面，每一个面代表一个控制变量值，控制器以0.05mm级数递增，共设有12级，可以读取0—0.6变量区间的焊接横向收缩值。

其工作原理为：当操作员根据经验旋转数字测量器3时，数字测量器3的旋转中心到管支座2端面的距离也会改变，套管定位器1也随着数字测量器3移动，从而带动其端部的管接头16向远离导管14的方向移动，止动螺钉12和压紧螺钉起辅助作用，保证读取值的稳定，使用完毕后，卸下压紧螺钉，取出数字测量器3，使控制器与检测主体分离。通过上述方法，可以在焊前控制焊接收缩量，在焊接前预留出导管14的收缩距离。

实施例2

本实施例基于实施例1的全部内容，不同之处在于：

进一步的，所述配管划线装置4与数字控制装置配合使用，由数字控制装置得出焊接收缩变量，并传递到配管划线装置4中，由配管划线装置4得出焊前焊缝位置，从而确定加工基准。配管划线装置4的作用是在导管上拓扑出焊缝线，由于焊缝线包括焊接收缩值，所以为保证配管划线器可以自动自适应焊接收缩值，配管划线器的主安装面选择在套管器上才能保证在调节焊接收缩值时能自适应随动，保证数字控制器读取精度的有效性；配管划线器的设计主要考虑在满足精确的划线功能基础，满足不同管径和不同套管、不同法兰盘、套管划线需求，需要柔性配合关系。

具体如图1-3所示，所述配管划线装置4安装在套管定位器1与管接头16连接处，包括定位磁铁5、划针6和划针6位移调节机构。由于配管划线器体积比较小，使用时操作者反复拿捏旋转，属于较复杂的强受力件；普通的机械结构难以承受这种使用状态，在长时间的使用过程中，配合件易松动影响配合关系，无法使用，因此采用磁吸附连接的方式。

所述定位磁铁5吸附在套管定位器1与管接头16连接处，包括磁铁一10和磁铁二11，所述磁铁一10吸附在套管定位器1的连接盘15端面上，磁铁二11吸附在连接盘15的侧面，磁铁二11的形状与连接盘15的外表面相配合。其中，磁块一作为主定位面吸附，兼具定位压紧的功能，磁块二为辅助吸附只起压紧作用，保证配管划线器不从套管定位器1上脱落。

如图3所示，所述划针6位移调节机构包括水平滑动杆7、定位螺栓8和压紧螺栓9，所述水平滑动杆7滑动连接在定位磁铁5上，定位螺栓8从侧边将水平滑动杆7锁紧；划针6垂直滑动连接在水平滑动杆7上，压紧螺栓9从侧边将划针6锁紧，划针6的针尖端部与导管14表面相接触。

其调节方法为：通过调节水平滑动杆7左右滑动调节焊缝距离，并通过定位螺栓8定位压紧，通过划针6上下滑动调节，适应不同的管径划线要求，整个配管划线器通过定位螺栓8和压紧螺栓9来满足不同方向上的两个柔性要求，操作者从划针6下压方向压紧划针6，传递力至划针6尖，旋转配管划线器，划出焊缝线。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.导管焊接收缩量控制装置，包括导管（14）和连接在导管（14）端部的管接头（16），其特征在于：还包括数字控制装置和配管划线装置（4），所述数字控制装置包括套管定位器（1）、管支座（2）和数字测量器（3），所述套管定位器（1）一端设有连接盘（15），套管定位器（1）通过所述连接盘（15）与管接头（16）同轴连接，所述管支座（2）用于支撑套管定位器（1）；数字测量器（3）转动连接在套管定位器（1）上，且其侧端面与管接头（16）的侧端面相配合，旋转所述数字测量器（3）可带动套管定位器（1）在管支座（2）内滑动；所述配管划线装置（4）固定在连接盘（15）上，用于在导管（14）与管接头（16）的相接处画出一圈焊缝线；所述配管划线装置（4）包括定位磁铁（5）、划针（6）和划针（6）位移调节机构，所述定位磁铁（5）吸附在所述连接盘（15）端面上，定位划针（6）的针尖端部与导管（14）表面相接触。

2.根据权利要求1所述的导管焊接收缩量控制装置，其特征在于：所述数字测量器（3）为不规则多边形盘状结构，其边缘线到旋转中心的距离逐渐递增。

3.根据权利要求1所述的导管焊接收缩量控制装置，其特征在于：所述划针（6）位移调节机构包括水平滑动杆（7）、定位螺栓（8）和压紧螺栓（9），所述水平滑动杆（7）滑动连接在定位磁铁（5）上，定位螺栓（8）从侧边将水平滑动杆（7）锁紧；划针（6）垂直滑动连接在水平滑动杆（7）上，压紧螺栓（9）从侧边将划针（6）锁紧。

4.根据权利要求1所述的导管焊接收缩量控制装置，其特征在于：所述定位磁铁（5）包括磁铁一（10）和磁铁二（11），所述磁铁一（10）和磁铁二（11）分别吸附在所述连接盘（15）的端面和侧面。

5.根据权利要求1所述的导管焊接收缩量控制装置，其特征在于：所述管支座（2）侧边设有止动螺钉（12）和插销（13），所述止动螺钉（12）用于套管定位器（1）调整后的定位，插销（13）穿过管支座（2）和套管定位器（1），用于确定数字测量器（3）的零位点。

6.根据权利要求2所述的导管焊接收缩量控制装置，其特征在于：所述数字测量器（3）离旋转中心最近的侧端面为零位点，剩余端面以该零位点为基准，绕其中一个方向以0.05mm的级数依次递增。

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