CN210615494U - 一种用于铜块放热焊接的辅助装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于铜块放热焊接的辅助装置，涉及变电站施工设备技术领域。该辅助装置包括支撑平台，所述的支撑平台上设置有U型架和用于夹紧铜块的对中夹紧机构。对中夹紧机构在能够保证铜块的几何中心与支撑平台的几何中心重合，U型架的翼板和腹板上分别设置有横向压紧螺杆和竖向压紧螺杆，所述的竖向压紧螺杆内设置有用于容纳定位杆的沿轴向贯穿所述竖向压紧螺杆的定位孔。所述的支撑平台上对称设置有两根用于夹紧铜排的悬臂杆，且所述的悬臂杆相对于所述的支撑平台既可以上下滑动，也可以转动，方便了铜块的安装。通过使用该辅助装置不仅能够实现焊点在铜块上的准确定位，而且有利于提高接头质量，降低不合格率，减少用工量。

Description

一种用于铜块放热焊接的辅助装置

技术领域

本实用新型涉及变电站施工设备技术领域，具体地说是一种用于铜块放热焊接的辅助装置以及该辅助装置的操作方法。

背景技术

放热焊接是一种简单、高效率、高质量的金属连接方法，放热焊接俗称火泥熔接。放热焊接是通过铝热反应所产生的高温使金属之间完全熔融，以达到高质量的熔接效果。该焊接工艺可实现铜、铁、铝、钢等金属的同种材料焊接以及异种材料焊接，达到分子结合。

由于引下铜排与预埋铜块水平连接，接触面积大、长期使用可保证质量，不会出现开裂现象。因此，在对安装在混凝土基础上的电气设备接地时，采用依次连接设备的引下铜排、预埋铜块、引下铜排、接地辅网。其中基础接地预埋铜块通过铜排与辅助地网铜绞线连接，两端均采用放热焊接，设备的引下铜排与预埋铜块采用螺栓连接。

在对引下铜排和预埋铜块进行放热焊接时，目前采用的方式是，首先将模具和铜排放置在铜块上，并使铜排位于模具与铜块所形成的用于容纳铜排的扁平插槽内(如图18所示，用于铜块焊接的模具包括三部分，形成反应腔的左半部分、右半部分和用于封闭反应腔的上盖，其中用于容纳铜排的插槽是由模具和铜块共同形成的)。然后由一名焊接人员固定住模具，在模具一侧两名焊接人员双手抬起铜排(由于GIS基础高度原因，必须用6米长铜排焊接)，人工保持铜排与模具的用于容纳铜排的凹槽平面平齐，使铜排与模具的用于容纳铜排的凹槽紧密接触，然后向反应腔内倒入焊料，点火进行焊接。目前这种方式主要存在一下几方面的问题：

第一，在焊接的过程中，人工定位存在不稳定性，容易发生焊接接头不合格的情况，浪费人力物力。

第二，焊点在铜块上的位置是通过人工目测的方式确定，无法准确定位。

第三，需要多人配合操作，增加用工量。

另外，就模具而言，放热焊接必须使用特制的铸模来完成，铸模是采用耐高温、半永久性的石墨加工制造而成，这种模具能够承受金属熔化时的超高温，但是受到材料本身性质的限制，该模具的强度不高，容易发生磨损、碎裂。因此，为了延长模具的使用寿命，应尽量减小铜排与模具之间的作用力，但是由于人工控制具有严重的不确定性和不稳定性，无法保证这一点。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供了一种铜块放热焊接辅助装置，同时还公开了该辅助装置的操作方法，通过使用该辅助装置不仅能够实现焊点在铜排上的准确定位，而且有利于提高接头质量，降低不合格率，减少用工量。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种铜块放热焊接辅助装置，包括支撑平台，所述支撑平台的下侧面上位于几何中心处设置有螺杆，所述的支撑平台上位于所述螺杆的前后侧和左右侧分别设置有纵向滑槽和横向滑槽，所述的纵向滑槽和横向滑槽内分别滑动设置有纵向压紧块和横向压紧块；

所述的螺杆上从上往下依次设置有纵向压紧螺母、纵向拉紧套、横向压紧螺母和横向拉紧套，所述纵向拉紧套通过纵向连杆分别与所述的纵向压紧块相连，所述横向拉紧套通过横向连杆分别与所述的横向压紧块相连；

所述支撑平台的中部设置有沿横向布置的U型架，所述U型架的翼板和腹板上分别设置有横向压紧螺杆和竖向压紧螺杆，所述的竖向压紧螺杆内设置有用于容纳定位杆的沿轴向贯穿所述竖向压紧螺杆的定位孔；

所述的支撑平台上对称设置有两根沿纵向布置的悬臂杆，所述的悬臂杆上位于所述支撑平台的前、后两侧设置有第一螺柱，所述支撑平台的前、后两侧转动设置有转动块，所述的转动块上设置有用于容纳所述第一螺柱的通孔，所述的第一螺柱上设置有第一锁紧螺母；

两根所述的悬臂杆之间设置有基准板，且所述基准板的上侧面与所述悬臂杆的下侧面重合，所述的基准板上设置有压紧板。

进一步地，所述基准板的一端与其中一根所述的悬臂杆相铰接。

进一步地，所述基准板的另一端设置有弧形槽，另一根所述的悬臂杆上设置有与所述的弧形槽相配合的卡接柱。

进一步地，所述的压紧板上设置有第三螺柱，且所述的第三螺柱穿过所述的基准板延伸至所述基准板的下方，所述的第三螺柱上设置有第三锁紧螺母。

进一步地，所述的U型架与所述的支撑平台滑动连接，且所述的U型架和支撑平台之间设置有用于固定所述U型架的紧定螺钉。

进一步地，所述支撑平台的左、右两侧的侧面上设置有刻度标识。

进一步地，所述横向压紧螺杆和纵向压紧螺杆的内端固定设置有压紧块，所述横向压紧螺杆和纵向压紧螺杆的外端固定设置有手柄。

进一步地，所述压紧块的内侧面上设置有由石棉材料制作而成的缓冲隔热垫。

进一步地，所述悬臂杆的下侧面上设置有用于容纳所述压紧板的凹槽。

一种铜块放热焊接辅助装置的操作方法，包括以下步骤：

第一，翻转悬臂杆，使悬臂杆位于横向压紧块的外侧；

第二，放置待焊接的铜块，然后依次旋动纵向压紧螺母和横向压紧螺母，使纵向压紧块压紧在所述铜块的前、后侧面上，横向压紧块压紧在所述铜块的左、右侧面上；

第三，翻转悬臂杆，并旋紧第一锁紧螺母，使悬臂杆压紧在铜块上；

第四，转动基准板，使基准板上的弧形槽卡接在卡接柱上；

第五，抬起压紧板，将铜排放置在压紧板和基准板之间，然后在铜块上放置模具，并使铜排的端部位于所述模具与铜块所形成的铜排插槽内，然后拧紧第三锁紧螺母；

第六，调整U型架的位置并固定，然后向竖向压紧螺杆的定位孔内插入定位杆，并使定位杆的下端抵靠在铜排上；

第七，旋动横向压紧螺杆，使横向压紧螺杆的压紧块压紧在模具的左侧面和右侧面上；

第八，取出定位杆，然后向模具的反应腔内倒入焊料，盖合好上盖，然后旋动竖向压紧螺杆，使竖向压紧螺杆的压紧块压紧在模具的上侧面上；

第九，点火焊接。

本实用新型的有益效果是：

1、通过机械固定的方式实现铜排、铜块和模具之间的相对固定，不仅能够保证铜排与模具和铜块所形成的铜排插口之间保持平齐，而且能够避免在焊接的过程中发生移动错位，从而保证焊接质量，降低焊接的不合格率。

2、不仅能够严格保证焊点位于铜块的几何中心，且铜块的夹紧机构能够实现自动的对中定位，定位过程不需要操作工人进行测量等操作，操作简单，不容易出错，而且能够有效的提高工作效率。

3、实际工作过程中，悬臂杆以放置在支撑平台上的铜块为定位基准，从而使悬臂杆前端的基准板与铜块处于严格平齐的状态，不仅能够严格保证铜排与模具和铜块所形成的铜排插槽严格对齐，且能够适应不同厚度的铜块，具有良好的通用性。

4、操作过程简单，减少用工量。

附图说明

图1为辅助装置的一个方向的立体结构示意图；

图2为辅助装置的左视图；

图3为图2中的A-A剖视图；

图4为辅助装置的主视图；

图5为图4中的B-B剖视图；

图6为图4中的C-C剖视图；

图7为夹紧对中机构的立体结构示意图；

图8为辅助装置的另一个方向的立体结构示意图；

图9为图8中A部分的放大结构示意图；

图10为操作步骤图一；

图11为图10中B部分的放大结构示意图；

图12为操作步骤图二；

图13为操作步骤图三；

图14为操作步骤图四；

图15为操作步骤图五；

图16为操作步骤图六；

图17为操作步骤图七；

图18为模具的爆炸视图。

图中：1-支撑平台，11-支腿，12-螺杆，13-纵向滑槽，14-横向滑槽，21-纵向压紧块，22-横向压紧块，23-纵向拉紧套，24-横向拉紧套，25-纵向连杆，26-横向连杆，27-纵向压紧螺母，28-横向压紧螺母，3-U型架，31-横向压紧螺杆，32-竖向压紧螺杆，321-定位孔，33-压紧块，34-手柄，4-定位杆，51-悬臂杆，511-第一螺柱，512-第二螺柱，513-凹槽，52-第一锁紧螺母，53-转动块，54-基准板，541-弧形槽，55-第二锁紧螺母，56-压紧板，561-第三螺柱，57-第三锁紧螺母，6-模具，7-铜排，8-铜块。

具体实施方式

为了方便描述，现定义坐标系如图1所示，并以前后方向为纵向，左右方向为横向，上下方向为竖向。

如图1所示，一种铜块8放热焊接辅助装置包括一呈方形的支撑平台1，所述支撑平台1的四个角上设置有支腿11。如图7所示，所述支撑平台1的下侧面上位于几何中心处设置有一向下延伸的螺杆12，所述的支撑平台1上位于所述螺杆12的前、后两侧分别设置有沿纵向布置的纵向滑槽13，所述的支撑平台1上位于所述螺杆12的左、右两侧分别设置有沿横向布置的横向滑槽14。如图2、图3、图4和图6所示，所述的横向滑槽14和纵向滑槽13沿上下方向贯穿所述的支撑平台1。

如图3和图6所示，所述的纵向滑槽13内设置有可沿所述的纵向滑槽13前后滑动的纵向压紧块21，所述的横向滑槽14内设置有可沿所述的横向滑槽14左右滑动的横向压紧块22。所述的螺杆12上从上往下依次设置有纵向拉紧套23和横向拉紧套24，且所述的纵向拉紧套23、横向拉紧套24均与所述的螺杆12滑动连接。所述纵向拉紧套23的前、后两侧分别通过纵向连杆25与所述的纵向压紧块21相连，且所述纵向连杆25的一端与所述的纵向压紧块21相铰接，所述纵向连杆25的另一端与所述的纵向拉紧套23相铰接。同理，所述横向拉紧套24的左、右两侧分别通过横向连杆26与所述的横向压紧块22相连，且所述横向连杆26的一端与所述的横向压紧块22相铰接，所述横向连杆26的另一端与所述的横向拉紧套24相铰接。所述的螺杆12上位于所述纵向拉紧套23的上方设置有用于压紧所述纵向拉紧套23的纵向压紧螺母27，所述的螺杆12上位于所述的横向拉紧套24的上方设置有用于压紧所述横向拉紧套24的横向压紧螺母28。

工作时，通过纵向压紧螺母27、纵向拉紧套23、纵向连杆25和纵向压紧块21实现铜块8在前后方向的对中定位，通过横向压紧螺母28、横向拉紧套24、横向连杆26和横向压紧块22实现铜块8在左右方向的对中定位，二者配合实现铜块8在前、后、左、右方向上的对中定位，从而保证铜块8的几何中心与支撑平台1的几何中心重合。

作为一种具体实施方式，本实施例中所述的纵向压紧块21与横向压紧块22结构相同，均包括与纵向滑槽13或横向滑槽14相配合的滑动部，所述滑动部的下侧设置有耳板，所述滑动部的上侧设置有压紧部，且所述压紧部的宽度大于所述滑动部的宽度。

如图1所示，所述的支撑平台1上位于所述支撑平台1的中部设置有U型架3，且所述U型架3的开口端分别与所述的支撑平台1左、右两侧相连接。所述U型架3的翼板上设置有用于沿左右方向顶紧模具6的横向压紧螺杆31，所述U型架3的腹板上设置有沿上下方向顶紧模具6的竖向压紧螺杆32。所述横向压紧螺杆31和纵向压紧螺杆12的内端固定设置有压紧块33，所述横向压紧螺杆31和纵向压紧螺杆12的外端固定设置有手柄34。

进一步地，所述压紧块33的内侧面上设置有由石棉材料制作而成的缓冲隔热垫(图中未视出)。在这里设置缓冲隔热垫的目的主要有两方面，第一，避免刚性的压紧块33在进行夹紧时对模具6造成损伤；第二，阻断模具6与横向压紧螺杆31、纵向压紧螺杆12之间的热量传递，避免在拆卸时造成操作人员烫伤。

如图3所示，所述的竖向压紧螺杆32内设置有用于容纳定位杆4的定位孔321，且所述的定位孔321沿轴向贯穿所述的竖向压紧螺杆32。作为一种具体实施方式，设置于所述竖向压紧螺杆32上的手柄34和压紧块33均设置有用于通纳所述竖向压紧螺杆32的通孔，且通过焊接的方式与所述的竖向压紧螺杆32固定连接。

如图1所示，所述的支撑平台1上设置有两根沿纵向布置的悬臂杆51，且两根所述的悬臂杆51对称布置。如图5所示，所述的悬臂杆51上位于所述支撑平台1的前、后两侧分别设置有向下方延伸的第一螺柱511，所述的第一螺柱511上设置有转动块53，所述的转动块53上设置有用于容纳所述第一螺柱511的通孔，所述的悬臂杆51可相对于所述的转动块53上下滑动。所述转动块53的内侧面(以靠近支撑平台1的一侧为内侧)上设置有转轴，所述的支撑平台1的前侧面和后侧面上分别设置有用于容纳所述转轴的插孔，所述的转动块53可相对于所述的支撑平台1转动。所述的第一螺柱511上位于所述的转动块53的下方设置有第一锁紧螺母52。

如图8和图9所示，两根所述的悬臂杆51之间位于所述悬臂杆51的前端设置有基准板54，且所述基准板54的上侧面与所述悬臂杆51的下侧面重合。所述基准板54的一端与其中一根所述悬臂杆51上的铰接轴相铰接，所述基准板54的另一端设置有以所述的铰接轴为中心的弧形槽541，另一根所述的悬臂杆51上设置有与所述的弧形槽541相配合的卡接柱。所述基准板54的上方设置有压紧板56，所述的压紧板56上设置有第三螺柱561，且所述的第三螺柱561穿过所述的基准板54延伸至所述基准板54的下方，所述的第三螺柱561上设置有第三锁紧螺母57。

作为一种具体实施方式，本实施例中所述的铰接轴和卡接柱均为设置于所述悬臂杆51前端的第二螺柱512，所述的第二螺柱512上设置有用于压紧所述基准板54的第二锁紧螺母55。

在这里，采用螺柱结构的原因在于，在实际应用中随着磨损的发生，基准板54与悬臂杆51之间可能出现松动的问题，通过采用螺柱结构，可以通过旋动第二锁紧螺母55的方式将基准板54重新压紧在所述悬臂杆51的下侧面上，从而保证基准板54的上侧面与带焊接的铜块8的上侧面平齐。

进一步地，虽然大部分情况下要求焊点位于铜块8的几何中心的位置处，但是在一些特殊的情况下也可能出现焊点偏向一侧的情况，为了满足要求，如图3所示，所述的U型架3与所述的支撑平台1滑动连接。作为一种具体的实施方式，本实施例中所述支撑平台1的左、右两侧的端面上分别设置有沿前后方向贯穿所述支撑平台1的T型滑槽，所述U型架3的翼板的悬空端设置有与所述的T型滑槽相配合的T型滑块，且所述的T型滑块上设置有用于锁紧U型架3的紧定螺钉。

优选的，所述支撑平台1的左、右两侧的侧面上设置有刻度。

进一步地，由于所述基准板54的上侧面与所述悬臂杆51的下侧面重合，当转动基准板54时，位于基准板54上的压紧板56会与悬臂杆51之间发生干涉，为此，如图9所示，所述悬臂杆51的下侧面上设置有用于容纳所述压紧板56的凹槽513。

优选的，所述的第一锁紧螺母52和第三锁紧螺母57采用蝶形螺母。

一种铜块8放热焊接辅助装置的操作方法，包括以下步骤：

第一，翻转悬臂杆51，使悬臂杆51位于横向压紧块22的外侧，达到如图10和图11所示的状态。

第二，在支撑平台1上放置待焊接的铜块8，然后旋动纵向压紧螺母27，使纵向拉紧套23沿着螺杆12向下运动，并通过纵向连杆25带动两纵向压紧块21相向运动，直至所述的纵向压紧块21压紧在所述铜块8的前、后侧面上。然后旋动横向压紧螺母28，使横向拉紧套24沿着螺杆12向下运动，并通过横向连杆26带动两横向压紧块22相向运动，直至所述的横向压紧块22压紧在所述铜块8的左、右侧面上，达到如图12所示的状态。

第三，翻转悬臂杆51，使悬臂杆51压在所述铜块8的上侧面上，并旋紧第一锁紧螺母52，使悬臂杆51压紧在所述的铜块8上，达到如图13所示的状态。

第四，转动基准板54，使基准板54上的弧形槽541卡接在卡接柱上，达到如图14所示的状态。

第五，如图15所示，抬起压紧板56，将铜排7放置在压紧板56和基准板54之间，然后在铜块8上放置模具6，并使铜排7的端部位于所述模具6与铜块8所形成的铜排7插槽内，然后拧紧第三锁紧螺母57。

第六，根据施工要求中焊点的位置调整U型架3的位置，并拧紧紧定螺钉，实现U型架3与支撑平台1之间的位置固定。然后向竖向压紧螺杆32的定位孔321内插入定位杆4，直至定位杆4的下端抵靠在铜排7上，达到如图16所示的状态。

第七，旋动横向压紧螺杆31，使横向压紧螺杆31的压紧块33压紧在模具6的左侧面和右侧面上，达到如图17所示的状态。

第八，取出定位杆4，然后向模具6的反应腔内倒入焊料，并盖合好上盖，然后旋动竖向压紧螺杆32，使竖向压紧螺杆32的压紧块33压紧在模具6的上侧面上，达到如图1所示的状态。

第九，点火焊接。

Claims (9)

1.一种用于铜块放热焊接的辅助装置，其特征在于：包括支撑平台，所述支撑平台的下侧面上位于几何中心处设置有螺杆，所述的支撑平台上位于所述螺杆的前后侧和左右侧分别设置有纵向滑槽和横向滑槽，所述的纵向滑槽和横向滑槽内分别滑动设置有纵向压紧块和横向压紧块；

所述的螺杆上从上往下依次设置有纵向压紧螺母、纵向拉紧套、横向压紧螺母和横向拉紧套，所述纵向拉紧套通过纵向连杆分别与所述的纵向压紧块相连，所述横向拉紧套通过横向连杆分别与所述的横向压紧块相连；

所述支撑平台的中部设置有沿横向布置的U型架，所述U型架的翼板和腹板上分别设置有横向压紧螺杆和竖向压紧螺杆，所述的竖向压紧螺杆内设置有用于容纳定位杆的沿轴向贯穿所述竖向压紧螺杆的定位孔；

所述的支撑平台上对称设置有两根沿纵向布置的悬臂杆，所述的悬臂杆上位于所述支撑平台的前、后两侧设置有第一螺柱，所述支撑平台的前、后两侧转动设置有转动块，所述的转动块上设置有用于容纳所述第一螺柱的通孔，所述的第一螺柱上设置有第一锁紧螺母；

两根所述的悬臂杆之间设置有基准板，且所述基准板的上侧面与所述悬臂杆的下侧面重合，所述的基准板上设置有压紧板。

2.根据权利要求1所述的一种用于铜块放热焊接的辅助装置，其特征在于：所述基准板的一端与其中一根所述的悬臂杆相铰接。

3.根据权利要求2所述的一种用于铜块放热焊接的辅助装置，其特征在于：所述基准板的另一端设置有弧形槽，另一根所述的悬臂杆上设置有与所述的弧形槽相配合的卡接柱。

4.根据权利要求1所述的一种用于铜块放热焊接的辅助装置，其特征在于：所述的压紧板上设置有第三螺柱，且所述的第三螺柱穿过所述的基准板延伸至所述基准板的下方，所述的第三螺柱上设置有第三锁紧螺母。

5.根据权利要求1所述的一种用于铜块放热焊接的辅助装置，其特征在于：所述的U型架与所述的支撑平台滑动连接，且所述的U型架和支撑平台之间设置有用于固定所述U型架的紧定螺钉。

6.根据权利要求5所述的一种用于铜块放热焊接的辅助装置，其特征在于：所述支撑平台的左、右两侧的侧面上设置有刻度标识。

7.根据权利要求1所述的一种用于铜块放热焊接的辅助装置，其特征在于：所述横向压紧螺杆和纵向压紧螺杆的内端固定设置有压紧块，所述横向压紧螺杆和纵向压紧螺杆的外端固定设置有手柄。

8.根据权利要求7所述的一种用于铜块放热焊接的辅助装置，其特征在于：所述压紧块的内侧面上设置有由石棉材料制作而成的缓冲隔热垫。

9.根据权利要求1所述的一种用于铜块放热焊接的辅助装置，其特征在于：所述悬臂杆的下侧面上设置有用于容纳所述压紧板的凹槽。

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