CN114136782B - 一种用于箱体点焊焊点定力矩撬检的检验方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于箱体点焊焊点定力矩撬检的检验方法，通过数显力矩扳手对点焊区进行起撬试验，记录合格点的耐受力矩值；工作人员通过校准仪的检测平台上记录数显力矩扳手力矩值达到耐受力矩值的压力数据；将数显力矩扳手更换为机械力矩扳手；通过调节机械定力矩扳手限力许用值，实现量化检测数据。本发明所述的检验方法，通过数显力矩扳手测定检测力矩值，然后转换为机械扳手进行操作，即方便操作，也有效解决了焊点质量撬检检测标准的统一性和可量化性问题，提高了作业效率。

Description

一种用于箱体点焊焊点定力矩撬检的检验方法

技术领域

本发明属于箱体点焊检测技术领域，尤其是涉及一种用于箱体点焊焊点定力矩撬检的检验方法。

背景技术

目前，焊接技术广泛应用于工业生产的各个领域，点焊作为焊接的一种方式也被广泛运用。以箱体上点焊件的焊接为例，为保证箱体上关键点焊件焊接区的焊接质量，需对点焊区域进行撬检试验以便合理评价焊点质量。由于点焊件种类及点焊形式存在差异，如何定量化对点焊区域进行撬检成为核心技术难点。目前多采用撬棍利用人工方式进行撬检观察及检测，凭视觉感观或撬检力度等人为判断，个别利用应变片等方式进行检测。无论人工方式还是应变片等方式，均存在因操作个体、操作经验或人为因素等方面的原因而无法实现对点焊区焊接质量的定量化检测。

目前，利用起撬工具(如撬棍)采用人工作业方式，不同操作者对点焊区域起撬力度和对起撬至焊接区的判定原则均存在差异，进而造成对焊点质量的评价原则不一致，难以做到评判标准的统一性和科学性。即便统一操作者针对同一形式的点焊件进行多次往复撬检作业，也难以做到作业过程中施力的一致性及对检测结果评价的统一性。同样，对于采用应变片的方式进行焊接区检测，也存在由于人为因素而导致对焊点质量评价的不统一性，且作业过程繁琐、效率不高。同时，由于点焊件起撬部位和箱体表面贴合紧密，起撬工具刃口前端极易折断或磨损，整体更换起撬工具不仅提高了经济成本，也给检测作业带来不便。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种用于箱体点焊焊点定力矩撬检的检验方法，以解决现有技术点焊件起撬检验难以量化，检测质量人为因素较高，检测数据不可控的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种用于箱体点焊焊点定力矩撬检的检验方法，包括如下步骤：

S1、工作人员将起撬组件的一端固定连接至数显力矩扳手的一端，将起撬组件的另一端插入合格点焊区，通过按压数显力矩扳手的另一端对点焊区进行起撬试验；

S2、工作人员记录合格点焊区起撬试验的耐受力矩值；

S3、工作人员将数显力矩扳手固定安装至力校准仪的检测平台上，调节力校准仪手轮对起撬组件的一端逐步施压，当数显力矩扳手力矩值达到耐受力矩值时停止施压，记录力校准仪显示适用压力值；

S4、工作人员将起撬组件一端固定的数显力矩扳手更换为机械力矩扳手，并将机械力矩扳手固定安装至力校准仪的检测平台上；

S5、工作人员通过调节机械定力矩扳手限力许用值，实现当力校准仪对起撬组件的一端施压达到步骤3所述的适用压力值时机械定力矩扳发出报警声。

进一步的，所述起撬组件包括快换撬头、转接头和定位螺钉，转换接头的一端通过定位螺钉固定连接至快换撬头的一端，转接头的另一端可拆卸连接至力矩扳手的一端。

进一步的，所述换撬头的材质是碳素工具钢T8A，换撬头的热处理硬度HRC60～64。

进一步的，所述快换撬头的操控角度为α，α的角度范围为15-75°。

进一步的，所述快换撬头的刃部倾角是β，β的角度范围是10-30°。

进一步的，所述快换撬头的刃部支点为倒圆角，倒圆角半径为R。

相对于现有技术，本发明所述的一种用于箱体点焊焊点定力矩撬检的检验方法具有以下有益效果：通过数显力矩扳手测定检测力矩值，然后转换为机械扳手进行操作，即方便操作，也有效解决了焊点质量撬检检测标准的统一性和可量化性问题；通过量化力矩有效解决了起撬过程中力值的恒定可控性问题；具有易损件的通用性和可快换性，提高了作业效率，且降低了检测用具成本，提高了装置的使用率。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的起撬组件和数显力矩扳手装配的示意图；

图2为本发明实施例所述的起撬组件和机械力矩扳手装配的示意图；

图3为本发明实施例所述的起撬组件、数显力矩扳手和力校准仪装配的示意图；

图4为本发明实施例所述的快换撬头刃部与待测点焊件贴合的示意图；

图5为本发明实施例所述的快换撬头刃部与待测点焊件起撬的示意图；

图6为本发明实施例所述的起撬组件下压起撬点焊件的示意图；

附图标记说明：

1-快换撬头；11-刃部；2-转换头；3-定位螺钉；4-数显力矩扳手；5-机械力矩扳手；6-A面；7-B面；8-C面；9-力校准仪；10-点焊件。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-5所示，一种用于箱体点焊焊点定力矩撬检的检验方法，包括如下步骤：S1、工作人员将起撬组件的一端固定连接至数显力矩扳手4的一端，将起撬组件的另一端插入合格点焊区，通过按压数显力矩扳手4的另一端对点焊区进行起撬试验，起撬组件包括快换撬头1、转接头和定位螺钉3，转换接头的一端通过定位螺钉3固定连接至快换撬头1的一端，转接头的另一端可拆卸连接至力矩扳手的一端；

S2、工作人员记录合格点焊区起撬试验的耐受力矩值；

S3、工作人员将数显力矩扳手4固定安装至力校准仪9的检测平台上，调节力校准仪9手轮对起撬组件的一端逐步施压，当数显力矩扳手4力矩值达到耐受力矩值时停止施压，记录力校准仪9显示适用压力值；

S4、工作人员将起撬组件一端固定的数显力矩扳手4更换为机械力矩扳手5，并将机械力矩扳手5固定安装至力校准仪9的检测平台上；

S5、工作人员通过调节机械定力矩扳手限力许用值，实现当力校准仪9对起撬组件的一端施压达到步骤3所述的适用压力值时机械定力矩扳发出报警声。

在实施时起撬组件中的转接头设计有现有技术的快插接口，同时数显力矩扳手4和机械力矩扳手5均为现有技术，且数显力矩扳手4和机械力矩扳手5的连接口径相同并均可以快速插接至快接插口内，如图1所示，工作人员首先选用数显力矩扳手4与起撬组件连接组成数显式撬检装置，对点焊试验件进行起撬试验，保证起撬至点焊区域满足检测要求时的最大数显力矩值不超过数显力矩扳手4最大量程且在合理量程范围内，并记录此时力矩值及作业工况。

如图2所示，将数显式起撬装置的力矩扳手手柄固定夹持在力校准仪9的一侧，并将数显式起撬装置中的快换撬头1置于力校准仪9的检测平台上，力校准仪9是现有技术，调节力校准仪9的手轮使检测压柱缓慢压紧快换撬头1刃部11前端并逐步增力，当数显力矩扳手4力矩值达到起撬试验最大记录值时停止操作，观察力校准仪9的显示面板压力值，保证压力值不超过力校准仪9的最大量程且在量程范围内。

对数显力矩扳手4进行调校，使在力校准仪9上进行压力校准过程中，在数显力矩扳手4最大量程范围内数显值8力校准仪9的压力值保持数值的一致性，进而实现利用数显式撬检装置对焊点起撬压力进行检测的目的，待对数显力矩扳手4调校完毕后即可利用数显式撬检装置进行撬检工艺试验并对每类产品进行数据记录。随后，换用机械定力矩扳手与起撬组件连接组成机械式撬检装置，将机械式撬检装置夹持在力校准仪9的一侧并利用力校准仪9对其进行力的校准。通过调节机械定力矩扳手限力许用值，实现当力校准仪9达到某类产品对应的数显撬检力值时，机械定力矩扳发出报警声，说明此时机械定力矩扳设置的限力许用值与数显力矩扳手4达到同一标定压力值。此时，即可将机械式撬检装置应用于对应种类的点焊产品的撬检检测。

如图6所示，根据实际生产需要，在机械力矩扳手5把手端下压力恒定的前提下，可实现在一定起撬角度(θ)范围内对快换撬头1刃部11前端沿产品表面法向的恒力控制。

快换撬头1操控角度α设定为30°，刃部11倾角为β和刃部11长度L，且快换撬头1采用碳素工具钢T8A，热处理硬度HRC60～64，进行表面处理(H.Y)。以“几”字形点焊件10为例，设定快换撬头1刃部11长度L＝18mm，约为焊核中心距边缘距离，即(120-50)/4，设定β＝20°，撬检支点设置在标准力矩扳手的理论距离(以12D型号扳手为例，S＝53mm)处的力臂理论面上，如附图1力臂理论面经过A面6与C面8交线。为保证撬检过程中不对产品造成压痕，在支点位置进行倒圆角R(取R＝2mm)，半径R圆需满足同时与A面6和C面8相切，待倒圆角的圆心确定后从1快换撬头1与2转接头对接面处引入B面7与R圆相切在一定起撬角度θ(θ＝15°)范围内，可实现1快换撬头1刃部11前端到实际支点沿产品表面法向投影的力臂长度(N)近似为定值。

如图4所示，在焊接贴合状态(起撬角度φ＝0°)的快换撬头1的实际力支点到刃部11前端的距离D与刃部11长度理论值L存在如下关系：

如图5所示，在起撬角度为时，快换撬头刃部11前端到实际支点沿产品表面法向投影的力臂长度N为：

综合(1)、(2)式可得

结合实际设计中确定的上述公式中的相关参数值，并结合撬检实际工况及数值分析计算、算例验证等方式，最终确定最大翘起角度。

经过实际算例分析，在起撬过程中的力臂值N与A面贴合产品表面初始起撬状态的力臂值D比较，最大误差可控制在1％范围内。

在起撬角度为时，支点到把手端施力点的力臂M满足如下关系：

其中S、K为定值，因S和K值较圆角R大很多，R圆角部分在起撬过程中对力臂值M影响比例较小。在力矩扳手把手端下压力恒定的前提下，下压力力臂可近似视为定值，故下压力矩在该工况下保持恒定。进而可有效保证在撬检过程中1快换撬头刃部前端沿产品表面法向的恒力(f)控制。如附图3所示，满足

F×M＝f×N (5)

对进行过标定的机械力矩扳手，随着把手端下压力的逐步增大，当快换撬头刃部前端撬起力(f)达到标定数值时，机械扳手瞬间自动卸力并发出报警声，进而实现对产品撬检力的量化控制，通过数显力矩扳手测定检测力矩值，然后转换为机械扳手进行操作，即方便操作，也有效解决了焊点质量撬检检测标准的统一性和可量化性问题；通过量化力矩有效解决了起撬过程中力值的恒定可控性问题；具有易损件的通用性和可快换性，提高了作业效率，且降低了检测用具成本，提高了装置的使用率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种用于箱体点焊焊点定力矩撬检的检验方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、工作人员将起撬组件的一端固定连接至数显力矩扳手(4)的一端，将起撬组件的另一端插入合格点焊区，通过按压数显力矩扳手(4)的另一端对点焊区进行起撬试验；

S2、工作人员记录合格点焊区起撬试验的耐受力矩值；

S3、工作人员将数显力矩扳手(4)固定安装至力校准仪(9)的检测平台上，调节力校准仪(9)手轮对起撬组件的一端逐步施压，当数显力矩扳手(4)力矩值达到耐受力矩值时停止施压，记录力校准仪(9)显示的适用压力值；

S4、工作人员将起撬组件一端固定的数显力矩扳手(4)更换为机械力矩扳手(5)，并将机械力矩扳手(5)固定安装至力校准仪(9)的检测平台上；

S5、工作人员通过调节机械定力矩扳手限力许用值，实现当力校准仪(9)对起撬组件的一端施压达到步骤3所述的适用压力值时机械定力矩扳发出报警声。

2.根据权利要求1所述的一种用于箱体点焊焊点定力矩撬检的检验方法，其特征在于：起撬组件包括快换撬头(1)、转接头和定位螺钉(3)，转换接头的一端通过定位螺钉(3)固定连接至快换撬头(1)的一端，转接头的另一端可拆卸连接至力矩扳手的一端。

3.根据权利要求2所述的一种用于箱体点焊焊点定力矩撬检的检验方法，其特征在于：快换撬头(1)的材质是碳素工具钢T8A，快换撬头(1)的热处理硬度HRC60～HRC64。

4.根据权利要求2所述的一种用于箱体点焊焊点定力矩撬检的检验方法，其特征在于：快换撬头(1)的刃部(11)支点为倒圆角，倒圆角半径为R。