CN210677337U - 一种用于带筋板的曲面板搅拌摩擦焊焊接工装 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种用于带筋板的曲面板搅拌摩擦焊焊接工装，包括：焊接基座和焊接框架，所述焊接框架为若干交错连接的支撑板，所述的支撑板底部固定于焊接基座，所述的支撑板顶部为曲线结构，所述的支撑板内部开设槽口，所述基座的四周设置固定座，所述的固定座上设置若干夹钳，所述基座相对的两侧夹钳之间均设置可拆卸的上压板。本实用新型实现对产品空间曲线焊缝位置的压紧；可根据实际焊接情况拆卸压板，配合五轴搅拌摩擦焊设备，选择横向或纵向焊接，从而解决了带有交叉筋板的复杂曲面搅拌摩擦焊接的难题。
Description
技术领域
本实用新型公开了一种用于带筋板的曲面板搅拌摩擦焊焊接工装，涉及焊接工装技术领域。
背景技术
搅拌摩擦焊技术自问世以来，已经在各个制造领域显示出广阔的应用前景，在工程上也得到了广泛的应用。目前，从英国焊接研究所获得FSW工艺非独家使用许可已经接近200家结构和组织，工业企业在使用许可持有者里占大多数，他们在不同的国家和地区从事着 FSW工艺的生产和研发。在铁道车辆制造方面，FSW技术得到了很好的应用。日本轻金属公司将FSW技术应用于地铁车辆的制造，完成的焊缝总长度超过3km，获得了良好的接头连接质量。日本住友公司采用 FSW 技术用于日本新干线车辆的制造，事实证明，FSW技术的焊接质量完全能够满足车辆制造的技术要求。由于其自身对刚性及焊接夹具等一些的刚性装夹及支撑的要求，搅拌摩擦焊技术更多的是应用于平面直线或平面曲线的焊接。相比于熔焊而言，FSW技术表现出的高质高效的特性是熔焊无法比拟的。
复杂曲面板的全位置焊接是FSW技术应用的瓶颈之一，这其中焊接工装的设计加工是其中的难点之一。轨道车辆行业司机室一般由多块变曲率的蒙皮板组成，内部存在交叉筋板的设计，其接头轨迹对搅拌摩擦焊来说，存在着巨大的挑战。
实用新型内容
本实用新型针对上述背景技术中的缺陷，提供一种用于带筋板的曲面板搅拌摩擦焊焊接工装，实现了复杂空间曲面的固定，方便焊接。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种用于带筋板的曲面板搅拌摩擦焊焊接工装，包括：焊接基座和焊接框架，所述焊接框架为若干交错连接的支撑板，所述的支撑板底部固定于焊接基座，所述的支撑板顶部为曲线结构，所述的支撑板内部开设槽口，所述的支撑板用于支撑整个曲面板，支撑板的曲面曲率与曲面板对应位置的曲率相同，所述的槽口用于支撑曲面板下部的待焊接的筋板，所述基座的四周设置固定座，所述的固定座上设置若干夹钳，所述的夹钳从基座四周方向上固定曲面板，所述基座相对的两侧夹钳之间均设置可拆卸的上压板，所述的上压板从曲面板的上方实现固定和压紧。
进一步的，所述的焊接基座呈阶梯式设置，最下层的焊接基座前端两侧均设置两个错位限位块，每个限位块呈圆柱状，两侧圆柱状限位块限制曲面板左右和前后移动，实现四周限位。
进一步的，所述焊接框架的支撑板呈横纵交错设计，纵横交错设计符合曲面板的筋板位置设置。
进一步的，所述的上压板采用至少三段式压条设计，每段压条上均匀设置螺纹孔，压条连接处使用插销螺钉进行铰接，压板多段式设计，更适合曲面板曲率较大的情况，可通过多个压条实现整个曲面板的压紧，通过压条上的螺纹孔，采用螺栓向下顶紧，实现沿产品空间焊缝曲线压紧。
进一步的，所述的支撑板上方设置定位销孔和锁紧螺栓，将筋板放置在支撑板之间的槽口内，筋板上设有相应的定位销孔，通过支撑板和筋板的定位销孔首先对筋板实现定位支撑，再通过锁紧螺栓将筋板固定与槽口内，保证筋板的上部边缘与槽口开口边缘高度一致。
进一步的，所述上压板的位置与支撑板的位置相对应，上压板的宽度尺寸小于支撑板，用于防止曲面板被压溃。
有益效果：本实用新型采用分段可拆卸式压板解决了横纵交叉焊缝焊接难题；采用仿型支撑板对曲面板的焊缝位置进行了精确的支撑和固定；采用固定夹钳、带螺纹孔的压板及限位块对产品进行固定和夹紧；本实用新型工装可配合五轴搅拌摩擦焊设备，解决了产品横纵筋板焊接时压板干涉的问题，实现了复杂空间曲面的焊接，对于搅拌摩擦焊技术在复杂曲面接头的工程化应用具有重要的意义。
附图说明
图1是本实用新型焊接产品结构示意图；
图2是本实用新型的焊接基座结构示意图；
图3是图2中A处局部放大示意图；
图4是图2中A处另一种局部放大示意图；
图5是上压板结构示意图；
图6是一种实施例图；
图7是另一种实施例图。
具体实施方式
下面结合附图对技术方案的实施作进一步的详细描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
如图1~2所示，一种用于带筋板的曲面板搅拌摩擦焊焊接工装，包括：焊接基座3和焊接框架，所述焊接框架为若干交错连接的支撑板6，所述的支撑板6底部固定于焊接基座3，所述的支撑板6顶部为曲线结构，所述的支撑板6内部开设槽口，所述的支撑板6用于支撑整个曲面板11，支撑板6的曲面曲率与曲面板11对应位置的曲率相同，所述的槽口用于支撑曲面板11下部的待焊接的筋板12，所述基座的四周设置固定座，所述的固定座上设置若干夹钳5，所述的夹钳5从基座四周方向上固定曲面板11，所述基座相对的两侧夹钳5之间均设置可拆卸的上压板2，所述的上压板2从曲面板11的上方实现固定和压紧。
所述的焊接基座3呈阶梯式设置，最下层的焊接基座3前端两侧均设置两个错位限位块4，每个限位块4呈圆柱状，两侧圆柱状限位块4限制曲面板11左右和前后移动，实现四周限位。
所述焊接框架的支撑板6呈横纵交错设计，纵横交错设计符合曲面板11的筋板12位置设置。
所述的上压板2采用至少三段式压条设计，每段压条上均匀设置螺纹孔24，压条连接处使用插销螺钉进行铰接，压板多段式设计，更适合曲面板11曲率较大的情况，可通过多个压条实现整个曲面板11的压紧，通过压条上的螺纹孔24，采用螺栓向下顶紧，实现沿产品空间焊缝曲线压紧。
如图3~4所示，所述的支撑板6上方设置定位销孔8和锁紧螺栓7，将筋板12放置在支撑板6之间的槽口内，通过定位销孔8首先对筋板12实现定位支撑，再通过锁紧螺栓7将筋板12固定与槽口内，保证筋板12的上部边缘与槽口开口边缘高度一致。
所述上压板2的位置与支撑板6的位置相对应，上压板2的宽度尺寸小于支撑板6，用于防止曲面板11被压溃。
本实施例工作过程具体如下，将工装的上压板2拆下，打开夹钳5，然后把曲面板11的筋板12装入摩擦焊工装内部；将曲面板11的筋板12紧靠支撑板6槽口一侧的固定限位块61，固定限位块61与槽口另一侧的移动限位块62之间通过销孔定位将筋板12定位，然后通过螺栓锁紧支撑板6槽口内的筋板12；将曲面板11放置在支撑板6上，曲面板11的四周依靠限位块4进行定位，再通过夹钳5固定，同时通过上压板2确保曲面板11与下方的筋板12紧密贴合，间隙控制在0.3mm以内，最后通过摩擦焊接头从曲面板11上部摩擦焊接，在搅拌和摩擦的双重作用下，曲面板11的材料快速达到塑化状态，产生流动和再结晶，使筋板12和曲面板11之间的界面消失，使曲面板11与筋板12焊接成为带筋板12的曲面板11的一体结构。
如图5~7所示，本实用新型首先可先进行纵向的焊接，纵向焊接完成后，将中间段压条2-1拆下，保留上部压条2-2及下部压条2-3，再装入横向上压板压紧后，再进行横向焊接，防止了横纵筋板焊接是的相互干涉，提高焊接质量和效率。
本实用新型采用分段可拆卸式压板解决了横纵交叉焊缝焊接难题；采用仿型支撑板对曲面板的焊缝位置进行了精确的支撑和固定；采用固定夹钳、带螺纹孔的压板及限位块对产品进行固定和夹紧；本实用新型工装可配合五轴搅拌摩擦焊设备，解决了产品横纵筋板焊接时压板干涉的问题，实现了复杂空间曲面的焊接，对于搅拌摩擦焊技术在复杂曲面接头的工程化应用具有重要的意义
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种用于带筋板的曲面板搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于，包括：焊接基座和焊接框架，所述焊接框架为若干交错连接的支撑板，所述的支撑板底部固定于焊接基座，所述的支撑板顶部为曲线结构，所述的支撑板内部开设槽口，所述基座的四周设置固定座，所述的固定座上设置若干夹钳，所述基座相对的两侧夹钳之间均设置可拆卸的上压板。
2.根据权利要求1所述的一种用于带筋板的曲面板搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于，所述的焊接基座呈阶梯式设置，最下层的焊接基座前端两侧均设置两个错位限位块，每个限位块呈圆柱状。
3.根据权利要求1所述的一种用于带筋板的曲面板搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于，所述焊接框架的支撑板呈横纵交错设计。
4.根据权利要求1所述的一种用于带筋板的曲面板搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于，所述的上压板采用至少三段式压条设计，每段压条上均匀设置螺纹孔。
5.根据权利要求1所述的一种用于带筋板的曲面板搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于，所述的支撑板上方设置定位销孔和锁紧螺栓。
6.根据权利要求4所述的一种用于带筋板的曲面板搅拌摩擦焊焊接工装，其特征在于，所述上压板的位置与支撑板的位置相对应，上压板的宽度尺寸小于支撑板。
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