CN113319508B - 一种焊接工装及包括该焊接工装的焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及钣金机架的焊接领域，尤其是涉及一种焊接工装，包括工装底板，工装底板上设置有多个横向基准部和多个竖向基准部，横向基准部用于与钣金机架的底板和横梁进行固定，竖向基准部用于与钣金机架的竖梁和横梁进行固定，横向基准部和竖向基准部均设置有定位锁紧孔，定位锁紧孔用于与横梁、竖梁或底板进行可拆卸锁紧定位，以保证竖梁与横梁之间的尺寸精度处于可快速调整的状态。竖梁与横梁之间都是以焊接工装作为定位基准，在竖梁和横梁之间不存在误差累积的问题。调整好之后能够直接对竖梁、横梁以及底板进行焊接，而不用在焊接完一个零件后就进行一次焊接质量检查，从而在保证焊接精度的同时提高整体钣金机架的焊接效率。

Description

一种焊接工装及包括该焊接工装的焊接工艺

技术领域

本申请涉及钣金机架的焊接领域，尤其是涉及一种焊接工装及包括该焊接工装的焊接工艺。

背景技术

机架是在一些中大型箱式设备中起到内部支撑和安装基础的结构件。在医疗行业，机架主要包括两种类别，型材机架和钣金机架。型材机架通常采用铝型材等一些现有型材作为主要的材料进行拼接组装，从而形成机架结构，其具有结构简单，加工速度快，通用性好等优点。钣金机架通常采用钣金材料，经过下料、折弯后形成底板、横梁以及竖梁，再将底板、横梁以及竖梁按照设计要求焊接在一起，从而形成机架结构。钣金机架具有定制化高、功能全面等优点。随着医疗行业的日益发展，定制化的钣金机架受到越来越多的市场关注。

在钣金加工行业，对于钣金机架这种内部框架的组焊是一个重要环节，钣金机架的底板、横梁以及竖梁在焊接过程中如何保证钣金机架的尺寸精度是加工过程中不可忽视的一个问题。参照图1，相关技术手段中，钣金机架的底板1’经过加工完成后，首先将第一竖梁21’的一端按照定位位置焊接于底板1’上表面，再将第二竖梁22’的一端按照定位位置焊接于底板1’上表面，然后在第一竖梁21’和第二竖梁22’之间进行对角线孔距测量，将对角线L1的长度和对角线L2的长度进行比较，确定第一竖梁21’以及第二竖梁22’的垂直度。如果焊接出现精度误差，则使用直角尺和橡胶锤等工具对第一竖梁21’和第二竖梁22’进行检测和校形，直到第一竖梁21’和第二竖梁22’焊接后的尺寸符合设计的公差要求，其他竖梁的焊接方法如上述过程所示。将竖梁都焊接完成后，再将横梁焊接到竖梁上，横梁的焊接以检测过程与竖梁类似，也是采用孔距对角线测量法对横梁进行检测，将对角线L3的长度与设计尺寸进行比较，如果焊接出现精度误差，则使用直角尺和橡胶锤等工具对第一横梁31’和第二横梁32’进行检测和校形，直到横梁焊接后的尺寸符合设计的公差要求。在一些特别结构的情况下，需要先将横梁与竖梁进行阻焊，再将组焊件焊接到底板1’上。

针对上述相关技术，一个钣金机架往往包括多条竖梁与多条横梁，每一根竖梁以及横梁进行焊接后，需要对竖梁以及横梁进行尺寸检查，如果不在焊接过程中同时进行焊接尺寸检查，由于竖梁和横梁的焊接尺寸都以底板为尺寸基准，则在先焊接的加工误差会累积到在后焊接的零件上，容易导致整体钣金机架焊接精度不高的问题，而对焊接过程的每一步都进行焊接质量检查，则焊接效率将受到影响。

发明内容

为了在保证焊接精度的同时提高整体钣金机架的焊接效率，本申请提供一种焊接工装及包括该焊接工装的焊接工艺。

第一方面，本申请提供一种焊接工装，采用如下的技术方案：

一种焊接工装，包括工装底板，工装底板上设置有多个横向基准部和多个竖向基准部，横向基准部用于与钣金机架的底板和横梁进行固定，竖向基准部用于与钣金机架的竖梁和横梁进行固定，横向基准部和竖向基准部均设置有定位锁紧孔，定位锁紧孔用于与横梁、竖梁或底板进行可拆卸锁紧定位。

通过采用上述技术方案，焊接工装的横向基准部和竖向基准部能够将钣金机架的底板、竖梁以及横梁通过定位锁紧孔进行定位并锁紧，以保证竖梁与横梁之间的尺寸精度处于可快速调整的状态。在此过程中，竖梁与横梁都是以焊接工装作为定位基准。相比于先将竖梁焊接到底板上，再将横梁焊接到竖梁上，从而导致加工误差出现累积，本技术方案中的定位基准都为焊接工装，因此在竖梁和横梁之间不存在误差累积的问题。当竖梁与横梁之间的尺寸调整到公差范围之内后，再将焊接工装与底板进行定位锁紧，在此过程中，竖梁、横梁以及底板之间都是通过定位锁紧孔可拆卸锁紧固定，相比于将竖梁以及横梁焊接完成再进行校形，通过定位锁紧孔可拆卸锁紧固定的方式在焊接之前能调整好竖梁、横梁以及底板之间的相对位置关系，调整好之后能够直接对竖梁、横梁以及底板进行焊接，而不用在焊接完一个零件后就进行一次焊接质量检查，从而在保证焊接精度的同时提高整体钣金机架的焊接效率。

可选的，该焊接工装由钣金材料制成，工装底板设置有折弯加强筋。

通过采用上述技术方案，由于钣金机架的材料都为钣金材料，将焊接工装同样由钣金材料制成，能够更加方便、成本更低地加工出该焊接工装，相比于使用机加工的方式成产该焊接工装，使用钣金加工的方式具有加工周期短、取材方便、周转成本低等优点，该焊接工装能够与钣金机架的零件同批次进行下料，从而能够更加方便地生产出该焊接工装。

折弯加强筋能够加强该焊接工装的刚性，一方面，由于焊接工装采用钣金材料进行加工，钣金材料通常为薄钢板，使用薄钢板加工出的焊接工装存在刚性不足的问题，在使用过程中容易出现变形，且由于焊接工装作为竖梁与横梁的定位基准，因此焊接工装的平面度需要得到保证，折弯加强筋能够加强焊接工装的整体刚性，以使得焊接工装的平面精度得到保证。

可选的，工装底板设置有用于标识加工位置的工位标识区。

钣金机架各个面上的竖梁以及横梁都需要使用焊接工装进行先定位，再焊接，因此在钣金机架的生产过程中，往往不是仅仅需要用到一个焊接工装。当需要使用到多个焊接工装时，钣金机架上各个面上的焊接工装往往外观类似，很难区分各个焊接工装所对应的加工位置，需要根据焊接工装上的定位锁紧孔之间的孔距区分各个焊接工装，此过程耗时很长，从而导致焊接过程中效率降低。本技术方案通过在焊接工装上设置工位标识区，以使得各个焊接工装之前能够很快区分开来，同时，焊接工装对应的使用位置也能通过图纸很快确认，从而能够提高焊接过程中的焊接效率。

可选的，工装底板设置有多个用于减轻该焊接工装重量的减重槽，相邻两个减重槽之间具有用于手工握持的握持部。

通过采用上述技术方案，焊接工装在焊接过程中需要经常进行移动和拆装，因此减重槽能够在保证焊接工装的功能不受影响的情况下减轻焊接工装的整体质量。两个减重槽之间具有用于手工握持的握持部，从而能够在减轻该焊接工装质量的同时，提高该焊接工装的使用便利性。

第二方面，本申请提供一种包含上述焊接工装的焊接工艺，采用如下的技术方案：

一种焊接工艺，包含上述的焊接工装，包括以下加工步骤：

S1.在焊接工装的竖向基准部安装竖梁和横梁并进行锁紧，在横向基准部安装横梁并进行锁紧，以构成待焊组；

S2.将待焊组与底板或其他横梁进行定位锁紧；

S3.将待焊组与底板或其他横梁进行锁紧定位。

通过采用上述技术方案，将竖梁以及横梁安装于焊接工装的竖向基准部，将横梁安装于横向基准部，从而构成待焊组，通过使用焊接工装，相比于先将竖梁焊接到底板上，再将横梁焊接到竖梁上，从而导致加工误差出现累积，待焊组上的竖梁以及横梁都是以焊接工装作为定位基准，竖梁与横梁之间不会出现加工误差的累积。将待焊组与底板或其他横梁进行定位锁紧后，再将待焊组与底板或者其他横梁进行锁紧定位，相比于将竖梁以及横梁焊接完成再进行校形，待焊组中竖梁与横梁之间的位置尺寸已经进行了定位锁紧，不用在焊接完一个零件后就进行一次焊接质量检查，从而在保证焊接精度的同时提高整体钣金机架的焊接效率。

可选的，步骤S1包括：

S11.在竖向基准部上安装竖梁和横梁并进行锁紧；

S12.在横向基准部上安装横梁并进行锁紧；

S13.将待焊组上的横梁以及竖梁进行尺寸检查，并根据需要进行相应的位置调整。

通过采用上述技术方案，由于横向基准部需要与底板或者横梁进行安装，焊接工装最终需要以底板为尺寸基准，因此，先在竖向基准部上安装竖梁和横梁并进行锁紧，再在横向基准部上安装横梁并进行锁紧，再对待焊组进行尺寸检查，根据需要进行相应的调整，从而保证了竖梁以及横梁相对于焊接工装的位置精度，再将待焊组安装于底板或横梁上时，竖梁以及横梁之间的位置误差都进行过调整，在焊接之前不需要再进行焊接尺寸检查。

可选的，步骤S2包括：

通过焊接工装上的工位标识区，对照工艺图纸找到钣金机架对应的焊接位置,判断该焊接工装在钣金机架上为竖直安装还是水平安装；

若该焊接工装为竖直安装，则将待焊组先与底板进行定位锁紧，再将待焊组与其他横梁进行定位锁紧；

若该焊接工装为水平安装，则将待焊组与已经固定好的横梁或竖梁进行定位锁紧，再将待焊组与其他横梁进行定位锁紧。

通过采用上述技术方案，钣金机架各个面上的竖梁以及横梁都需要使用焊接工装进行先定位再定位，需要通过焊接工装上的工位标识区，对照工艺图纸找到钣金机架对应的焊接位置,判断该焊接工装在钣金机架上为竖直安装还是水平安装，因为如果焊接工装为竖直安装，则竖直安装的焊接工装需要首先固定在底板上，如果焊接工装为水平安装，说明上述焊接工装的安装基础是已经固定好的横梁或者竖梁，因此，水平安装的焊接工装应该在竖直安装的焊接工装固定好之后再进行安装，以保证水平安装的焊接工装具有稳定的安装基础，保证焊接加工的尺寸精度。

可选的，步骤S3包括：

通过焊接工装上额的工位标识区对照工艺图纸找到钣金机架对应的焊接位置，判断该焊接工装在钣金机架上为竖直安装还是水平安装；

若该焊接工装为竖直安装，则先将待焊组中的竖梁与底板进行焊接，之后再将待焊组中的横梁与待焊组的竖梁进行焊接；

若该焊接工装为水平安装，则将待焊组中的各个横梁进行相互焊接，再将焊接完成的横梁与竖梁进行焊接。

通过采用上述技术方案，同样地，如果焊接工装为竖直安装，则竖直安装的焊接工装需要首先固定在底板上，如果焊接工装为水平安装，说明上述焊接工装的安装基础是已经固定好的横梁或者竖梁，因此，需要先将竖直方向焊接工装上的竖梁进行焊接，再将同一待焊组中的横梁焊接到竖梁上，再以焊接好的竖梁或者横梁为焊接基础，将水平方向焊接工装上的横梁进行相互焊接，为了避免竖梁与横梁之间的相互干涉，需要遵循由下而上，由内到外的焊接原则，保证焊接尺寸精度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.一种焊接工装，该焊接工装能够作为竖梁与和横梁的定位基准，从而保证竖梁与横梁之间不会出现加工误差累积的问题，相比于先将竖梁焊接到底板上，再将横梁焊接到竖梁上，从而导致加工误差出现累积，本技术方案能够提高钣金机架的加工精度。并且，该焊接工装的横向基准部和竖向基准部能够将钣金机架的底板、竖梁以及横梁通过定位锁紧孔进行定位并锁紧，以保证竖梁与横梁之间的尺寸精度处于可快速调整的状态。相比于将竖梁以及横梁焊接完成再进行校形，通过定位锁紧孔可拆卸锁紧固定的方式在焊接之前能调整好竖梁、横梁以及底板之间的相对位置关系，而不用在焊接完一个零件后就进行一次焊接质量检查，从而在保证焊接精度的同时提高整体钣金机架的焊接效率；

2.一种焊接工艺，通过使用焊接工装，将竖梁以及横梁安装于焊接工装的竖向基准部，将横梁安装于横向基准部，从而构成待焊组，待焊组作为一个整体，待焊组上的竖梁以及横梁都是以焊接工装作为定位基准，竖梁与横梁之间不会出现加工误差的累积。将待焊组与底板或其他横梁进行定位锁紧后，再将待焊组与底板或者其他横梁进行锁紧定位，相比于将竖梁以及横梁焊接完成再进行校形，待焊组中竖梁与横梁之间的位置尺寸已经进行了定位锁紧，不用在焊接完一个零件后就进行一次焊接质量检查，从而在保证焊接精度的同时提高整体钣金机架的焊接效率。

附图说明

图1背景技术中钣金机架的部分结构示意图；

图2是本申请实施例中焊接工装的结构示意图，其展示的是在焊接工艺中竖直安装的其中一种焊接工装的结构；

图3是本申请实施例中焊接工装的安装结构；

图4是本申请实施例中焊接工装的结构示意图，其展示的是在焊接工艺中水平安装的其中一种焊接工装的结构。

附图标记说明：1’、底板；21’、第一竖梁；22’、第二竖梁；31’、第一横梁；32’、第二横梁；

1、工装底板；11、横向基准部；12、竖向基准部；13、定位锁紧孔；14、工位标识区；15、减重槽；16、握持部；2、折弯加强筋；3、底板；41、前左竖梁；42、前中竖梁；43、前右竖梁；44、后左竖梁；45、后中竖梁；46、后右竖梁；47、前上横梁；48、右上横梁；91、竖向焊接工装；92、水平焊接工装。

具体实施方式

以下结合附图2-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种焊接工装。参照图2，一种焊接工装，包括工装底板1，工装底板1的四周设置有折弯加强筋2，在本实施例中，该焊接工装由钣金材料制成，由于钣金机架的材料都为钣金材料，将焊接工装同样由钣金材料制成，能够更加方便、成本更低地加工出该焊接工装，相比于使用机加工的方式成产该焊接工装，使用钣金加工的方式具有加工周期短、取材方便、周转成本低等优点，该焊接工装能够与钣金机架的零件同批次进行下料，从而能够更加方便地生产出该焊接工装。折弯加强筋2与工装底板1一体成型，折弯加强筋2能够加强焊接工装的整体刚性，以使得焊接工装的平面精度得到保证。

参照图2，焊接工装具有长度方向和宽度方向，工装底板1上设置有多个横向基准部11和多个竖向基准部12，在本实施例中，横向基准部11设置为两个，两个横向基准部11分布于焊接工装长度方向的上下两侧，竖向基准部12设置为三个，三个竖向基准部12等间距竖直分布于焊接工装的宽度方向上。横向基准部11用于与钣金机架的底板和横梁进行固定，竖向基准部12用于与钣金机架的竖梁和横梁进行固定，横向基准部11和竖向基准部12均设置有用于与横梁、竖梁或底板进行可拆卸锁紧定位的定位锁紧孔13，定位锁紧孔13根据钣金机架的竖梁或者横梁上开设的螺纹孔进行布置，焊接工装通过锁紧螺钉固定在钣金机架上。

参照图2，工装底板1上设置有用于标识加工位置的工位标识区14，工位标识区14是通过激光雕刻机在焊接工装上进行打标加工形成。通过激光雕刻机打标加工出的工位标识区14，具有防止标识损坏、抗污能力强等优点。当需要钣金机架上需要使用到多个焊接工装时，钣金机架上各个面上的焊接工装往往外观类似，很难区分各个焊接工装所对应的加工位置，需要根据焊接工装上的定位锁紧孔13之间的孔距区分各个焊接工装，此过程耗时很长，从而导致焊接过程中效率降低。通过在焊接工装上设置工位标识区14，以使得各个焊接工装之前能够很快区分开来，同时，焊接工装对应的使用位置也能通过图纸很快确认，从而能够提高焊接过程中的焊接效率。

参照图2，由于焊接工装在焊接过程中需要经常进行移动和拆装，工装底板1设置有多个用于减轻该焊接工装重量的减重槽15，以使得减重槽15能够在保证焊接工装的功能不受影响的情况下减轻焊接工装的整体质量，从而提高该焊接工装的轻便性。在本实施例中，减重槽15设置为两个，两个减重槽15之间设置有用于手工握持的握持部16，从而能够在减轻该焊接工装质量的同时，提高该焊接工装的使用便利性。

本申请实施例还公开一种包含上述焊接工装的焊接工艺。

一种焊接工艺，包含上述的焊接工装，在本实施例中，结合具体的钣金机架，详细说明钣金机架在焊接过程中的工艺步骤。

参照图2和图3，一种焊接工艺，包括如下工艺步骤：

在焊接工装的竖向基准部安装竖梁，在横向基准部安装横梁并进行锁紧，在本实施例中，由于横向基准部需要与底板3或者横梁进行安装，焊接工装最终需要以底板3为尺寸基准。

先将前左竖梁41、前中竖梁42以及前右竖梁43通过螺栓锁紧的方式安装于竖向焊接工装91的竖向基准部上，再将前上横梁47通过螺栓锁紧于竖向焊接工装91上方的横向基准部上，以构成待焊组。

将待焊组上的前上横梁47、前左竖梁41、前中竖梁42以及前右竖梁43之间的位置关系进行尺寸检查，并根据需要进行相应的位置调整，从而保证上述竖向焊接工装91上前上横梁47、前左竖梁41、前中竖梁42、前右竖梁43的位置精度。

通过对照工艺图纸找到上述竖向焊接工装91在钣金机架上对应的位置,判断该竖向焊接工装91在钣金机架上为竖直安装还是水平安装。通过图纸，判断出该竖向焊接工装91为竖直安装；将竖向焊接工装91下方的横向基准部通过螺栓锁紧于底板3上，此时，前上横梁47、前左竖梁41、前中竖梁42以及前右竖梁43之间的位置关系已经通过上述竖向焊接工装91完成锁紧定位，在焊接之前不需要再进行焊接尺寸检查。

判断竖向焊接工装91为竖直安装，将待焊组与底板3进行组装，则竖直安装的竖向焊接工装91需要以底板3作为尺寸基准，因此，先将前左竖梁41、前中竖梁42以及前右竖梁43分别焊接于底板3上，再将前上横梁47分别与前左竖梁41、前中竖梁42以及前右竖梁43进行焊接固定。

通过使用竖向焊接工装91，相比于先将竖梁焊接到底板3上，再将横梁焊接到竖梁上，从而导致加工误差出现累积，待焊组上的竖梁以及横梁都是以竖向焊接工装91作为定位基准，竖梁与横梁之间不会出现加工误差的累积。并且待焊组中前左竖梁41、前中竖梁42以及前右竖梁43与前上横梁47之间的位置尺寸已经进行了定位锁紧，不用在焊接完一个零件后就进行一次焊接质量检查，从而在保证焊接精度的同时提高整体钣金机架的焊接效率。

至此，完成了前上横梁47、前左竖梁41、前中竖梁42以及前右竖梁43的焊接固定，依照相同的工艺方法，将后左竖梁44、后中竖梁45以及后右竖梁46焊接固定于底板3上。

参照图3和图4，使用另外一种水平安装的水平焊接工装92，在该水平焊接工装92的竖向基准部上通过螺栓锁紧的方式安装右上横梁48，构成待焊组，将待焊组上的右上横梁48与该水平焊接工装92的定位锁紧孔进行尺寸检查，判断该水平焊接工装92为水平安装，说明上述水平焊接工装92的安装基础是已经固定好的前上横梁47，因此，水平安装的水平焊接工装92应该在竖直安装的水平焊接工装92固定好之后再进行安装，以保证水平安装的水平焊接工装92具有稳定的安装基础，保证焊接加工的尺寸精度。

将上述待焊组中横向基准部的定位锁紧孔分别与后左竖梁44、后中竖梁45以及后右竖梁46上的螺纹孔进行定位对齐，并使用螺栓进行锁紧，以使得水平安装的水平焊接工装92的安装位置准确。将上述待焊组中的右上横梁48与已经焊接固定完成的前上横梁47进行焊接固定，从而完成右上横梁48的焊接。

同样地，如果焊接工装为竖直安装，则竖直安装的焊接工装需要首先固定在底板3上，如果焊接工装为水平安装，说明上述焊接工装的安装基础是已经固定好的横梁或者竖梁，因此，需要先将竖直方向焊接工装上的竖梁进行焊接，再将同一待焊组中的横梁焊接到竖梁上，再以焊接好的竖梁或者横梁为焊接基础，将水平方向焊接工装上的横梁进行相互焊接，为了避免竖梁与横梁之间的相互干涉，需要遵循由下而上，由内到外的焊接原则，保证焊接尺寸精度。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种焊接工艺，其特征在于，包括以下加工步骤：

S1.在焊接工装的竖向基准部(12)安装竖梁和横梁并进行锁紧，在横向基准部(11)安装横梁并进行锁紧，以构成待焊组；

S2.将所述待焊组与底板(3)或其他横梁进行定位锁紧；步骤S2包括：

通过焊接工装上的工位标识区(14)，对照工艺图纸找到钣金机架对应的焊接位置,判断该焊接工装在钣金机架上为竖直安装还是水平安装；

若该焊接工装为竖直安装，则将所述待焊组先与底板(3)进行定位锁紧，再将所述待焊组与其他横梁进行定位锁紧；

若该焊接工装为水平安装，则将所述待焊组与已经固定好的横梁或竖梁进行定位锁紧，再将所述待焊组与其他横梁进行定位锁紧；

S3.将所述待焊组与底板(3)或其他横梁进行锁紧定位。

2.根据权利要求1所述的一种焊接工艺，其特征在于，步骤S1包括：

S11.在竖向基准部(12)上安装竖梁和横梁并进行锁紧；

S12.在横向基准部(11)上安装横梁并进行锁紧；

S13.将待焊组上的横梁以及竖梁进行尺寸检查，并根据需要进行相应的位置调整。

3.根据权利要求1所述的一种焊接工艺，其特征在于，步骤S3包括：

通过焊接工装上额的工位标识区(14)对照工艺图纸找到钣金机架对应的焊接位置，判断该焊接工装在钣金机架上为竖直安装还是水平安装；

若该焊接工装为竖直安装，则先将待焊组中的竖梁与底板(3)进行焊接，之后再将待焊组中的横梁与待焊组的竖梁进行焊接；

若该焊接工装为水平安装，则将所述待焊组中的各个横梁进行相互焊接，再将焊接完成的横梁与竖梁进行焊接。

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