CN116352237A - 一种环形铝合金零件氩弧焊水冷工装及其工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种环形铝合金零件氩弧焊水冷工装及其工作方法。水冷工装包括上水冷板和下水冷板，上水冷板和下水冷板沿圆周方向均匀开设多组螺栓通孔，将待焊接零件和环形板夹在中间后由螺栓旋紧固定；所述上水冷板和下水冷板内部分别有上密封水道腔和下密封水道腔，通过软管与冷却水装置连通。本发明对于焊接量较大且焊接后尺寸精度要求较高的零件，一方面上水冷板和下水冷板通过螺栓紧固压紧待焊接零件，可减小焊接变形。另一方面水冷夹持工装，在压紧固定零件的同时，增加冷却速度，防止零件过热，以减小焊接变形，从而保证零件整体尺寸精度。工装整体结构简单，控制变形效果良好。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别涉及一种环形铝合金零件氩弧焊水冷工装及其工作方法。
背景技术
铝合金是目前广泛应用的轻金属材料之一，具有密度低、比强度高、加工性能好、导电、导热性能良好、耐蚀性及可焊性良好等优点，在航空航天、建筑、交通、机电等行业均有广泛的应用。对于铝合金零件的焊接，常用焊接方法为钨极氩弧焊，其具有操作便捷、焊接质量好、焊缝美观等优点，是生产中广泛采用的焊接方法之一。铝合金零件在钨极氩弧焊时，如果焊接量较大，由于焊接热量较高，焊接后零件会产生较大变形，对零件尺寸精度影响很大。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种环形铝合金零件氩弧焊水冷工装及其工作方法，适用于环形铝合金焊接零件采用氩弧焊焊接时，焊接量较大且焊接后尺寸精度要求较高的情况，焊接过程中通过工装夹紧固定，同时工装内通入冷却水，可有效减小焊接变形，使零件尺寸精度满足要求。
具体技术方案如下：
一种环形铝合金零件氩弧焊水冷工装，所述环形铝合金零件包括环形的待焊接底座和环形板，环形板同心焊接在待焊接底座上，在径向方向上有焊接位置一和焊接位置二；所述水冷工装包括上水冷板和下水冷板，上水冷板和下水冷板沿圆周方向均匀开设多组螺栓通孔，将待焊接零件和环形板夹在中间后由螺栓旋紧固定；所述上水冷板和下水冷板内部分别有上密封水道腔和下密封水道腔，通过软管与冷却水装置连通。
所述上水冷板为环形结构，包括同心的环形内压板和外压板及多组连接块，内压板和外压板径向上由连接块焊接且形成的环形间隙为焊缝避让环，内压板中心开设焊缝避让孔，焊缝避让环和焊缝避让孔分别为焊接位置一和焊接位置二避让。
所述上密封水道腔包括同心的内密封水道腔和外密封水道腔，由不同直径的三道上环形水槽和三个环形的上盖板构成；较小的两个上环形水槽开设于内压板底面，且与较小的两个上盖板对应焊接形成内密封水道腔；最大的上环形水槽开设于外压板底面，且与最大的上盖板对应焊接形成外密封水道腔。
所述下水冷板为环形结构，包括支撑板和环形的下盖板，支撑板的上表面开设下环形水槽，与下盖板对应焊接形成下密封水道腔。
所述内压板上开设两个上进水孔和两个上出水孔，分别与两个内密封水道腔相通；外压板开设一个上进水孔和一个上出水孔，与外密封水道腔相通；上进水孔和上出水孔通过软管与冷却水装置连通。
所述支撑板的外侧面开设两个下进出水孔，与下密封水道腔相通，下进出水孔通过软管与冷却水装置连通，实现进水和出水。
所述上水冷板的材质为不锈钢，下水冷板的材质为铝合金。
所述上环形水槽和下环形水槽的开设深度为焊接上盖板和下盖板后，上盖板和下盖板恰与待焊接底座和环形板贴合。
所述上盖板和下盖板焊接后机械加工除去焊缝保证平整。
一种环形铝合金零件氩弧焊水冷工装的工作方法，具体包括如下步骤：
(1)首先将环形板同心装配在待焊接底座上；装配好的组件置于下水冷板的上表面，下盖板与待焊接底座贴合；
(2)然后将上水冷板盖在环形板和待焊接底座上表面，保证焊缝避让环和焊缝避让孔分别避让焊接位置一和焊接位置二，防止与焊枪干涉；
(3)接着将上水冷板和下水冷板螺栓通孔对正后，由螺栓旋紧固定夹紧环形板和待焊接底座，防止焊接时变形；
(4)再将上进水孔和上出水孔通过软管与冷却水装置连通，为上密封水道腔冷却；将下进出水孔通过软管与冷却水装置连通，为下密封水道腔冷却；
(5)最后开启冷却水装置，实现冷却水的进水和出水循环，正常对焊接位置一和焊接位置二进行焊接操作，避免零件过热，进一步减小焊接变形。
与现有技术相比，本发明具有如下有益技术效果：
本发明用于铝合金零件采用氩弧焊焊接时，焊接后尺寸精度要求较高的情况，可有效减小焊接变形，使零件尺寸精度满足要求。对于焊接量较大且焊接后尺寸精度要求较高的零件，一方面上水冷板和下水冷板通过螺栓紧固压紧待焊接零件，可减小焊接变形。另一方面水冷夹持工装，在压紧固定零件的同时，增加冷却速度，防止零件过热，以减小焊接变形，从而保证零件整体尺寸精度。工装整体结构简单，控制变形效果良好。
附图说明
图1为本发明待焊接的环形铝合金零件结构示意图；
图2为本发明水冷工装结构示意图；
图3为本发明水冷工装剖视图；
图4为本发明上水冷板结构示意图；
图5为本发明上盖板结构示意图；
图6为本发明上环形水槽结构示意图；
图7为本发明上盖板和上环形水槽配合示意图；
图8为本发明下水冷板结构示意图；
图9为本发明下水冷板下表面结构示意图；
图10为本发明下盖板结构示意图；
图11为本发明下环形水槽结构示意图；
图中，1、上水冷板；2、下水冷板；3、内压板；4、外压板；5、上盖板；6、连接块；7、焊缝避让孔；8、上环形水槽；9、内密封水道腔；10、外密封水道腔；11、上进水孔；12、上出水孔；13、螺栓通孔；14、焊缝避让环；15、支撑板；16、下盖板；17、下环形水槽；18、下密封水道腔；19、下进出水孔；20、待焊接底座；21、冷却水装置；22、焊接位置一；23、焊接位置二；24、环形板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行进一步明，但本发明的保护范围不仅限于附图和具体实施例。
本发明环形铝合金零件氩弧焊水冷工装，环形铝合金零件包括环形的待焊接底座20和环形板24，环形板24同心焊接在待焊接底座20上，在径向方向上有焊接位置一22和焊接位置二23；所述水冷工装包括上水冷板1和下水冷板2，上水冷板1和下水冷板2沿圆周方向均匀开设多组螺栓通孔13，将待焊接零件20和环形板24夹在中间后由螺栓旋紧固定；所述上水冷板1和下水冷板2内部分别有上密封水道腔和下密封水道腔18，通过软管与冷却水装置21连通。
上水冷板1为环形结构，包括同心的环形内压板3和外压板4及多组连接块6，内压板3和外压板4径向上由连接块6焊接且形成的环形间隙为焊缝避让环14，内压板3中心开设焊缝避让孔7，焊缝避让环14和焊缝避让孔7分别为焊接位置一22和焊接位置二23避让。
上密封水道腔包括同心的内密封水道腔9和外密封水道腔10，由不同直径的三道上环形水槽8和三个环形的上盖板5构成；较小的两个上环形水槽8开设于内压板3底面，且与较小的两个上盖板5对应焊接形成内密封水道腔9；最大的上环形水槽8开设于外压板4底面，且与最大的上盖板5对应焊接形成外密封水道腔10。
下水冷板2为环形结构，包括支撑板15和环形的下盖板16，支撑板15的上表面开设下环形水槽17，与下盖板16对应焊接形成下密封水道腔18。
内压板3上开设两个上进水孔11和两个上出水孔12，分别与两个内密封水道腔9相通；外压板4开设一个上进水孔11和一个上出水孔12，与外密封水道腔10相通；上进水孔11和上出水孔12通过软管与冷却水装置21连通。
支撑板15的外侧面开设两个下进出水孔19，与下密封水道腔18相通，下进出水孔19通过软管与冷却水装置21连通，实现进水和出水。
上水冷板1的材质为不锈钢，下水冷板2的材质为铝合金。
上环形水槽8和下环形水槽17的开设深度为焊接上盖板5和下盖板16后，上盖板5和下盖板16恰与待焊接底座20和环形板24贴合。
上盖板5和下盖板16焊接后机械加工除去焊缝保证平整。
本发明环形铝合金零件氩弧焊水冷工装的工作方法，具体包括如下步骤：
(1)首先将环形板24同心装配在待焊接底座20上；装配好的组件置于下水冷板2的上表面，下盖板16与待焊接底座20贴合；
(2)然后将上水冷板1盖在环形板24和待焊接底座20上表面，保证焊缝避让环14和焊缝避让孔7分别避让焊接位置一22和焊接位置二23，防止与焊枪干涉；
(3)接着将上水冷板1和下水冷板2螺栓通孔13对正后，由螺栓旋紧固定夹紧环形板24和待焊接底座20，防止焊接时变形；
(4)再将上进水孔11和上出水孔12通过软管与冷却水装置21连通，为上密封水道腔冷却；将下进出水孔19通过软管与冷却水装置21连通，为下密封水道腔18冷却；
(5)最后开启冷却水装置21，实现冷却水的进水和出水循环，正常对焊接位置一22和焊接位置二23进行焊接操作，避免零件过热，进一步减小焊接变形。
Claims (10)
1.一种环形铝合金零件氩弧焊水冷工装，其特征在于：所述环形铝合金零件包括环形的待焊接底座(20)和环形板(24)，环形板(24)同心焊接在待焊接底座(20)上，在径向方向上有焊接位置一(22)和焊接位置二(23)；所述水冷工装包括上水冷板(1)和下水冷板(2)，上水冷板(1)和下水冷板(2)沿圆周方向均匀开设多组螺栓通孔(13)，将待焊接零件和环形板(24)夹在中间后由螺栓旋紧固定；所述上水冷板(1)和下水冷板(2)内部分别有上密封水道腔和下密封水道腔(18)，通过软管与冷却水装置(21)连通。
2.根据权利要求1所述的环形铝合金零件氩弧焊水冷工装，其特征在于：所述上水冷板(1)为环形结构，包括同心的环形内压板(3)和外压板(4)及多组连接块(6)，内压板(3)和外压板(4)径向上由连接块(6)焊接且形成的环形间隙为焊缝避让环(14)，内压板(3)中心开设焊缝避让孔(7)，焊缝避让环(14)和焊缝避让孔(7)分别为焊接位置一(22)和焊接位置二(23)避让。
3.根据权利要求1所述的环形铝合金零件氩弧焊水冷工装，其特征在于：所述上密封水道腔包括同心的内密封水道腔(9)和外密封水道腔(10)，由不同直径的三道上环形水槽(8)和三个环形的上盖板(5)构成；较小的两个上环形水槽(8)开设于内压板(3)底面，且与较小的两个上盖板(5)对应焊接形成内密封水道腔(9)；最大的上环形水槽(8)开设于外压板(4)底面，且与最大的上盖板(5)对应焊接形成外密封水道腔(10)。
4.根据权利要求1所述的环形铝合金零件氩弧焊水冷工装，其特征在于：所述下水冷板(2)为环形结构，包括支撑板(15)和环形的下盖板(16)，支撑板(15)的上表面开设下环形水槽(17)，与下盖板(16)对应焊接形成下密封水道腔(18)。
5.根据权利要求2所述的环形铝合金零件氩弧焊水冷工装，其特征在于：所述内压板(3)上开设两个上进水孔(11)和两个上出水孔(12)，分别与两个内密封水道腔(9)相通；外压板(4)开设一个上进水孔(11)和一个上出水孔(12)，与外密封水道腔(10)相通；上进水孔(11)和上出水孔(12)通过软管与冷却水装置(21)连通。
6.根据权利要求4所述的环形铝合金零件氩弧焊水冷工装，其特征在于：所述支撑板(15)的外侧面开设两个下进出水孔(19)，与下密封水道腔(18)相通，下进出水孔(19)通过软管与冷却水装置(21)连通，实现进水和出水。
7.根据权利要求1所述的环形铝合金零件氩弧焊水冷工装，其特征在于：所述上水冷板(1)的材质为不锈钢，下水冷板(2)的材质为铝合金。
8.根据权利要求1所述的环形铝合金零件氩弧焊水冷工装，其特征在于：所述上环形水槽(8)和下环形水槽(17)的开设深度为焊接上盖板(5)和下盖板(16)后，上盖板(5)和下盖板(16)恰与待焊接底座(20)和环形板(24)贴合。
9.根据权利要求8所述的环形铝合金零件氩弧焊水冷工装，其特征在于：所述上盖板(5)和下盖板(16)焊接后机械加工除去焊缝保证平整。
10.一种环形铝合金零件氩弧焊水冷工装的工作方法，其特征在于：具体包括如下步骤：
(1)首先将环形板(24)同心装配在待焊接底座(20)上；装配好的组件置于下水冷板(2)的上表面，下盖板(16)与待焊接底座(20)贴合；
(2)然后将上水冷板(1)盖在环形板(24)和待焊接底座(20)上表面，保证焊缝避让环(14)和焊缝避让孔(7)分别避让焊接位置一(22)和焊接位置二(23)，防止与焊枪干涉；
(3)接着将上水冷板(1)和下水冷板(2)螺栓通孔(13)对正后，由螺栓旋紧固定夹紧环形板(24)和待焊接底座(20)，防止焊接时变形；
(4)再将上进水孔(11)和上出水孔(12)通过软管与冷却水装置(21)连通，为上密封水道腔冷却；将下进出水孔(19)通过软管与冷却水装置(21)连通，为下密封水道腔(18)冷却；
(5)最后开启冷却水装置(21)，实现冷却水的进水和出水循环，正常对焊接位置一(22)和焊接位置二(23)进行焊接操作，避免零件过热，进一步减小焊接变形。
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|---|---|---|---|
| CN202211503010.8A CN116352237A (zh) | 2022-11-28 | 2022-11-28 | 一种环形铝合金零件氩弧焊水冷工装及其工作方法 |
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| CN116352237A true CN116352237A (zh) | 2023-06-30 |
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| CN (1) | CN116352237A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116586795A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-08-15 | 烟台大学 | 一种基于lahw的厚板铝合金协调变形应力装置及方法 |
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2022
- 2022-11-28 CN CN202211503010.8A patent/CN116352237A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116586795A (zh) * | 2023-07-17 | 2023-08-15 | 烟台大学 | 一种基于lahw的厚板铝合金协调变形应力装置及方法 |
| CN116586795B (zh) * | 2023-07-17 | 2023-09-26 | 烟台大学 | 一种基于lahw的厚板铝合金协调变形应力装置及方法 |
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