CN112404871A - 一种焊接变位装置及焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种焊接变位装置及焊接方法，包括基座，液压缸，升降台，操作台，铰接轴，固定架，转轴，步进马达，其中升降台通过第一液压缸连接在基座上，操作台通过铰接轴铰接在升降台边缘处，固定架固定连接在操作台上，转轴下端与固定架轴连接，步进马达连接在转轴上。本发明在使用时，加持于旋转盘上的工件既能够随旋转盘转动，又可以随铰接轴沿垂直平面转动，同时还可以升降调整位置，为焊接操作中工件的位置调整带来了更大便利。

Description

一种焊接变位装置及焊接方法
技术领域
本发明涉及机械装备制造技术领域，具体涉及一种焊接变位装置及焊接方法
背景技术
焊接是通过加热或加压，或两者并用，使两工件产生原子间结合的加,工工艺和联接方式。焊接应用广泛，既可用于金属，也可用于非金属。伴随着焊接技术的发展，焊接过程自动化、智能化是提高焊接质量稳定性的关键因素。
焊接变位装置，是指用来拖动待焊工件，使其待焊焊缝运动至理想位置进行施焊作业的设备。现有技术的焊接变位装置普遍只能够在一个平面内调整角度，如果工件的体积较大或结构较复杂则现有技术的焊接变位机往往不方便使用。现有技术中有研究者开发了既能在水平平面上转动又可以在垂直平面上转动的焊接变位机，然而由于仍然只是通过转动调整角度，因此大体积工件的部分位置仍难以达到理想的焊接位置。此外，由于可以在垂直平面内转动，因此在转动过程中工件更容易发生滑动，从而影响使用效果。
现在我国生产焊接变位机的厂家已经不少，大都不成规模。以焊接滚轮架为主导产品发展起来的企业，尚未形成。天津鼎盛公司工程机械有限公司、无锡市阳通机械设备有限公司、长沙海普公司、威达自动化焊接滚轮架设备公司等单位生产的变位机在国内占有较大市场。我国焊接变位机的发展和应用，近十年来，工程机械行业带了一个头。首先是大型企业和外资企业应用，外资企业达到了不落地焊接。目前，在股份制企业的技术改造中，逐渐向外资企业看齐，展望未来，我国焊接变位机会得到健康的发展。
焊接是制造业中最重要的工艺技术之一。它在机械制造、核工业、航空航天、能源交通、石油化工及建筑和电子等行业中的应用越来越广泛。随着科学技术的发展，焊接已从简单的构件连接方法和毛坯制造手段发展成为制造行业中一项基础工艺和生产尺寸精确的制成品的生产手段。同时焊接件的设计越来越大，对生产效率的要求也越来越高。传统的手工焊接已不能满足现代高技术产品制造的质量、效率要求。因此，保证焊接产品质量的稳定性、提高生产率和改善劳动条件已成为现代焊接制造工艺发展亟待解决的问题。通过焊接变位机工作台的回转和倾斜，使焊缝处于易焊位置。焊接变位与焊接操作机配合使用，实现焊接的机械化、自动化，提高焊接的效率和焊接质量。而设计焊接变位机正是相对于此产生的。
目前，电阻焊包括上下焊接电极的双面点焊和平行电极或平行电极焊头的单面点焊，现有技术的电阻焊都是在空气环境或惰性气体环境下进行焊接。由于电阻焊焊接电流很大，产生的电阻热很高，当以上下电极对被焊工件进行双面点焊时不可避免地造成焊点附近工件的形变，连续快速焊接还会因上下电极过热造成焊点粘连和损坏焊接电极的端面；当以平行电极或平行电极焊头进行单面点焊时，被焊工件的基底焊盘(如印刷电线路上的基底焊盘)往往是与绝缘衬板固连或镶嵌而成，平行电极焊头和被焊工件产生的电阻热过高，往往造成基底焊盘剥离。此外，在空气环境中，高温的平行电极焊头尖端极易被氧化和损坏。
发明内容
本发明的目的主要提供一种焊接变位装置，解决了现有技术中存在的焊接变位机对工件的位置、角度调整范围较小的问题。
本发明的目的还在于提供一种焊接变位焊接方法。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种焊接变位装置，包括基座，液压缸，升降台，操作台，铰接轴，固定架，转轴，步进马达，其中升降台通过第一液压缸连接在基座上，操作台通过铰接轴铰接在升降台边缘处，固定架固定连接在操作台上，转轴下端与固定架轴连接，步进马达连接在转轴上。
本发明的特点还在于：
基座材质为橡胶。
操作台表面具有胶黏剂。
液压缸的数量为4个。
一种焊接变位焊接方法，采用一种焊接变为装置，并采用激光电弧复合焊接工艺，具体包括以下步骤：
步骤1，通过液压缸(2)作用实现了台面的升降，从而实现了工件的上下运动，调整到满意的位置时用固定架(6)将工件进行固定；
步骤2，固定好工件后，在氧气保护下用脉冲激光器在母材的焊接表面上熔化待焊焊道表面形成激光预处理焊道；
步骤3，根据被焊工件准备工件水箱、焊接电极和水；
步骤4，把被焊工件放置到工件水箱中，并把被焊工件的搭接接头定位在正对焊接电极的位置上，在工件水箱中加水浸没被焊工件；
步骤5，通过焊接电极对被水浸没的被焊工件进行水下焊接，并完全覆盖激光预处理焊道。
本方法的特点还在于：
步骤2中激光预处理焊道的熔深不小于1mm，熔宽不大于2mm。
步骤2中的脉冲激光器采用峰值功率2～5kw、光斑直径0.5～1mm的YAG脉冲激光器。
步骤5中的焊接方法是明弧焊接方法、或埋弧焊接方法、或气体保护焊接方法、或等离子弧焊接方法。
本发明有益效果在于：
1、本发明通过旋转体和固定杆的配合作用，促使连杆随着旋转体转动，焊缝处于易焊位置，有助于提高焊接质量、缩短焊接辅助时间的特点。
2、本发明的旋转体上设置有开槽，适用于焊接不同尺寸的连杆，具有适用范围广的特点。
3、本发明利用控制装置调节动力部的转动方向、开启和关闭，改善劳动条件，具有安全系数高、有效提高生产效率的特点。
4、本发明具有定位精准、操作简单的特点。
5、本发明还公开了一种电阻焊水下焊接方法。本发明把电阻焊在空气环境焊接扩展到水下焊接，有效解决了电阻焊散热的技术难题，具有促进电阻焊行业科技进步的意义。
附图说明
图1为本发明一种焊接变位装置结构示意图。
图中，1.基座，2.液压缸，3.升降台，4.操作台，5.铰接轴，6.固定架，7.转轴，8.步进马达。
具体实施方案
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种焊接变位装置，如图1所示，包括基座1，液压缸2，升降台3，操作台4，铰接轴5，固定架6，转轴7，步进马达8，其中升降台3通过第一液压缸2连接在基座1上，操作台4通过铰接轴5铰接在升降台3边缘处，固定架6固定连接在操作台4上，转轴7下端与固定架6轴连接，步进马达8连接在转轴7上。
基座1材质为橡胶。
操作台4表面具有胶黏剂。
液压缸2的数量为4个。
一种焊接变位焊接方法，采用一种焊接变为装置，并采用激光电弧复合焊接工艺，具体包括以下步骤：
步骤1，通过液压缸(2)作用实现了台面的升降，从而实现了工件的上下运动，调整到满意的位置时用固定架(6)将工件进行固定；
步骤2，固定好工件后，在氧气保护下用脉冲激光器在母材的焊接表面上熔化待焊焊道表面形成激光预处理焊道；
步骤3，根据被焊工件准备工件水箱、焊接电极和水；
步骤4，把被焊工件放置到工件水箱中，并把被焊工件的搭接接头定位在正对焊接电极的位置上，在工件水箱中加水浸没被焊工件；
步骤5，通过焊接电极对被水浸没的被焊工件进行水下焊接，并完全覆盖激光预处理焊道。
步骤2中激光预处理焊道的熔深不小于1mm，熔宽不大于2mm。
步骤2中的脉冲激光器采用峰值功率2～5kw、光斑直径0.5～1mm的YAG脉冲激光器。
步骤5中的焊接方法是明弧焊接方法、或埋弧焊接方法、或气体保护焊接方法、或等离子弧焊接方法。
本发明焊接变位机工作台的回转运动，多采用直流电动机驱动，无级变速工作台的倾斜运动有两种驱动方式：一种是电动机经减速器减速后通过扇形齿轮带动工作台倾斜或通过螺旋副使工作台倾斜；另一种是采用液压缸直接推动工作台倾斜。这两种驱动方式都有应用，在小型变位机上以电动机驱动为多。工作台的倾斜速度多为恒定的，但对应用于空间曲线焊接及空间曲面堆焊的变位机，则是无级调速的。另外，在驱动系统的控制回路中，应有行程保护、过载保护、断电保护及工作台倾斜角度指示等功能。
工作台的回转运动应具有较宽的调速范围，国产变位机的调速比一般为1:33左右；国外产品一般为1:40，有的甚至达1:200。工作台回转时，速度应平稳均匀，在最大载荷下的速度波动不得超过5％。另外，工作台倾斜时，特别是向上倾斜时，运动应自如，即使在最大载荷下，也不应产生抖动。
焊件变位机械和焊机变位机械要有较宽的调速范围，稳定的焊接运行速度，以及良好的结构刚度。
对尺寸和形状各异的焊件，要有一定的适用性。
在传动链中，应具有一级反行程自锁传动，以免动力源突然切断时，焊件因重力作用而发生事故。
与焊接机器人和精密焊接作业配合使用的焊件变位机械，视焊件大小和工艺方法的不同，其到位精度(点位控制)和运行轨迹精度(轮廓控制)应控制在0.1～2mm之间，最高精度应可达0.01mm。
回程速度要快，但应避免产生冲击和振动。
有良好的接电、接水、接气设施，以及导热和通风性能。
整个结构要有良好的密闭性，以免焊接飞溅物的损伤，对散落在其上的焊渣、药皮等赃物，应易被清除。
焊接变位机械要有联动控制接口和相应的自保护功能，以便集中控制和相互协调动作。
工作台面上应刻有安装基线，并设有安装槽孔，能方便地安装各种定位器和夹紧机构。
兼做装配用的焊件变位机械，其工作台面要有较高的强度和抗冲击性能。
用于电子束焊、等离子弧焊、激光焊和钎焊的焊件变位机械，应满足导电、隔磁、绝缘等方面的要求。
本发明通过旋转体和固定杆的配合作用，促使连杆随着旋转体转动，焊缝处于易焊位置，有助于提高焊接质量、缩短焊接辅助时间的特点；本发明的旋转体上设置有开槽，适用于焊接不同尺寸的连杆，具有适用范围广的特点；本发明利用控制装置调节动力部的转动方向、开启和关闭，改善劳动条件，具有安全系数高、有效提高生产效率的特点；本发明具有定位精准、操作简单的特点。
由于本发明的底座由固定底座和模块底座组成，固定底座的尺寸、模块底座的数量及尺寸根据客户的需要进行选择，可快速的组装成任意尺寸的底座，这样底座加工简单、运输方便，尤其底座的尺寸比较长，能大幅降低底座的加工成本；固定底座位于底座的两端，模块底座位于底座的中间，固定底座的顶面与模块底座的顶面保持一致，固定底座通过锁紧销与模块底座连接，固定底座和模块底座相应地位置设有孔，锁紧销通过孔将固定底座和模块底座连接在一起，整个底座安装方便，同时也便于拆缷，所以本发明的柔性焊接变位机安装方便、成本低，同时，可根据客户的需要，可快速的组装成任意尺寸的底座。
本发明提供的焊接变位装置由于驱动机构能够驱动所述回转台转动，使得该焊接变位装置具有多个用于焊接工件的工位，因而能够根据实际需要自动在多个工位上切换操作，如此有效利用了生产空间，提高了工件焊接效率，降低了人力资源成本。
本发明还公开了一种电阻焊水下焊接方法。本发明把电阻焊在空气环境焊接扩展到水下焊接，有效解决了电阻焊散热的技术难题，具有促进电阻焊行业科技进步的意义。

Claims (8)

1.一种焊接变位装置，其特征在于，包括基座(1)，液压缸(2)，升降台(3)，操作台(4)，铰接轴(5)，固定架(6)，转轴(7)，步进马达(8)，其中升降台(3)通过第一液压缸(2)连接在基座(1)上，操作台(4)通过铰接轴(5)铰接在升降台(3)边缘处，固定架(6)固定连接在操作台(4)上，转轴(7)下端与固定架(6)轴连接，步进马达(8)连接在转轴(7)上。
2.根据权利要求1所述的一种焊接变位装置，其特征在于，所述基座(1)材质为橡胶。
3.根据权利要求1所述的一种焊接变位装置，其特征在于，所述操作台(4)表面具有胶黏剂。
4.根据权利要求1所述的一种焊接变位装置，其特征在于，所述液压缸(2)的数量为4个。
5.一种焊接变位焊接方法，其特征在于，采用一种焊接变为装置，并采用激光电弧复合焊接工艺，具体包括以下步骤：
步骤1，通过液压缸(2)作用实现了台面的升降，从而实现了工件的上下运动，调整到满意的位置时用固定架(6)将工件进行固定；
步骤2，固定好工件后，在氧气保护下用脉冲激光器在母材的焊接表面上熔化待焊焊道表面形成激光预处理焊道；
步骤3，根据被焊工件准备工件水箱、焊接电极和水；
步骤4，把被焊工件放置到工件水箱中，并把被焊工件的搭接接头定位在正对焊接电极的位置上，在工件水箱中加水浸没被焊工件；
步骤5，通过焊接电极对被水浸没的被焊工件进行水下焊接，并完全覆盖激光预处理焊道。
6.根据权利要求5所述的一种焊接变位焊接方法，其特征在于，所述步骤2中激光预处理焊道的熔深不小于1mm，熔宽不大于2mm。
7.根据权利要求5所述的一种焊接变位焊接方法，其特征在于，所述步骤2中的脉冲激光器采用峰值功率2～5kw、光斑直径0.5～1mm的YAG脉冲激光器。
8.根据权利要求5所述的一种焊接变位焊接方法，其特征在于，所述步骤5中的焊接方法可采用明弧焊接方法、或埋弧焊接方法、或气体保护焊接方法、或等离子弧焊接方法。
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