CN218193243U - 一种提升激光焊质量的胀紧结构 - Google Patents

Abstract

一种提升激光焊质量的胀紧结构，设有法兰本体、夹紧定位块、管子本体和液压胀头；法兰本体的中心形成有锥形口，夹紧定位块靠近在法兰本体的一侧，管子本体一端从夹紧定位块的中心通口穿过后伸入锥形口中；液压胀头设有胀头爪，液压胀头配合在法兰本体远离夹紧定位块的一侧，胀头爪形成有胀紧台阶，胀头爪伸入处于锥形口中的管子本体的端口中，胀紧台阶对管子本体的端口进行胀紧以使管子本体的端口和锥形口贴合。本实用新型可以使管子本体的管壁胀紧后与法兰本体贴合的更紧密，激光焊缝质量提高显著，减少了因薄管材质蒸发引起的熔透泄露失效问题，降低废品率；提高激光焊接效率及激光束的利用率；结构简单，成本较低，提高激光焊焊缝质量。

Description

一种提升激光焊质量的胀紧结构

技术领域

本实用新型涉及一种胀紧结构，特别是涉及一种提升激光焊质量的胀紧结构。

背景技术

发动机的管路是发动机重要组成部分，是发动机各种流动介质的交通大道。发动机上的管路主要有燃油系统的“燃油管”、润滑系统的“滑油管”、液压系统的“液压管”和气源系统的“引气管”等。发动机管路系统设计制造要保证高可靠性、良好维修性以及足够的安全性。

现有技术中，发动机管路中，法兰与薄壁类的管子多采用固定直径的法兰孔胀紧装配方式。胀紧后，薄壁管子多与法兰内孔贴合质量不高，激光焊接时，激光束容易将薄壁管子材料直接蒸发，导致薄壁类的管子熔透，焊接质量不能保证，造成焊缝泄漏；且因为是内部焊接，激光焊接时，受激光头的限制，激光束的切入角过小，工件对激光束的吸收率降低，焊接效率也比较低。如何提升法兰与薄壁类的管子的激光焊质量具有现实的意义。

实用新型内容

为此，本实用新型提供一种提升激光焊质量的胀紧结构，解决发动机管路中法兰与薄壁类的管子焊接质量差及效率低的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种提升激光焊质量的胀紧结构，包括法兰本体、夹紧定位块、管子本体和液压胀头；所述法兰本体的中心形成有锥形口，所述夹紧定位块靠近在所述法兰本体的一侧，所述管子本体一端从所述夹紧定位块的中心通口穿过后伸入所述锥形口中；

所述液压胀头设有胀头爪，所述液压胀头配合在所述法兰本体远离所述夹紧定位块的一侧，所述胀头爪形成有胀紧台阶，所述胀头爪伸入处于所述锥形口中的所述管子本体的端口中，所述胀紧台阶对所述管子本体的端口进行胀紧以使所述管子本体的端口和所述锥形口贴合。

作为提升激光焊质量的胀紧结构的优选方案，通过激光焊接设备，采用激光束在所述管子本体的端口和所述锥形口贴合部位的锥斜面上形成焊缝。

作为提升激光焊质量的胀紧结构的优选方案，通过激光焊接设备发出的激光束和水平方向的夹角为45°，通过激光焊接设备发出的激光束和所述锥形口的内壁之间的夹角为54°。

作为提升激光焊质量的胀紧结构的优选方案，所述胀紧台阶对所述管子本体的端口进行胀紧前，所述法兰本体和所述管子本体之间采用间隙配合，配合间隙小于等于0.2mm。

作为提升激光焊质量的胀紧结构的优选方案，所述胀紧台阶对所述管子本体的端口进行胀紧后，所述管子本体的端口和所述锥形口贴合间隙不超过0.05mm。

作为提升激光焊质量的胀紧结构的优选方案，所述胀头爪呈环状分布在所述液压胀头的一端，所述胀头爪之间形成有胀缝。

作为提升激光焊质量的胀紧结构的优选方案，所述液压胀头配置有动力源，所述动力源采用液压驱动缸。

作为提升激光焊质量的胀紧结构的优选方案，所述夹紧定位块包括上夹紧块和下夹紧块，所述上夹紧块和所述下夹紧块之间形成有夹紧口。

本实用新型具有如下优点：设有法兰本体、夹紧定位块、管子本体和液压胀头；法兰本体的中心形成有锥形口，夹紧定位块靠近在法兰本体的一侧，管子本体一端从夹紧定位块的中心通口穿过后伸入锥形口中；液压胀头设有胀头爪，液压胀头配合在法兰本体远离夹紧定位块的一侧，胀头爪形成有胀紧台阶，胀头爪伸入处于锥形口中的管子本体的端口中，胀紧台阶对管子本体的端口进行胀紧以使管子本体的端口和锥形口贴合。本实用新型可以使管子本体的管壁胀紧后与法兰本体贴合的更紧密，激光焊缝质量提高显著，减少了因薄管材质蒸发引起的熔透泄露失效问题，降低废品率；可以有效地增加激光束与结合表面的夹角，提高工件对激光能量的吸收率，提高激光焊接效率及激光束的利用率；结构简单，成本较低，提高了激光焊焊缝的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其他的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的提升激光焊质量的胀紧结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的提升激光焊质量的胀紧结构中法兰本体和管子本体配合示意图；

图3为本实用新型实施例提供的提升激光焊质量的胀紧结构中激光束入射示意图。

图中，1、法兰本体；2、夹紧定位块；3、管子本体；4、液压胀头；5、锥形口；6、胀头爪；7、胀紧台阶；8、胀缝；9、上夹紧块；10、下夹紧块；11、动力源；12、夹紧口。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参见图1、图2和图3，本实用新型实施例提供一种提升激光焊质量的胀紧结构，包括法兰本体1、夹紧定位块2、管子本体3和液压胀头4；法兰本体1的中心形成有锥形口5，夹紧定位块2靠近在法兰本体1的一侧，管子本体3一端从夹紧定位块2的中心通口穿过后伸入锥形口5中；

其中，液压胀头4设有胀头爪6，液压胀头4配合在法兰本体1远离夹紧定位块2的一侧，胀头爪6形成有胀紧台阶7，胀头爪6伸入处于锥形口5中的管子本体3的端口中，胀紧台阶7对管子本体3的端口进行胀紧以使管子本体3的端口和锥形口5贴合。

本实施例中，通过激光焊接设备，采用激光束在管子本体3的端口和锥形口5贴合部位的锥斜面上形成焊缝。通过激光焊接设备发出的激光束和水平方向的夹角为45°，通过激光焊接设备发出的激光束和锥形口5的内壁之间的夹角为54°。

相较于定径圆孔压装，本实施例的法兰本体1与管子本体3采用锥形口5的胀紧有两个优势；第一，管子本体3和法兰本体1的贴合度更高，两工件间的间隙更小；管子本体3和法兰本体1在锥形面上配合紧密，使管子本体3贴合在锥形口5的法兰本体1的内孔上，法兰本体1和管子本体3通过激光焊接设备焊接在一起时，焊缝的质量更好；第二，法兰本体1和管子本体3接触的锥形斜面在后续的激光焊接工序中，当受到焊接设备激光头尺寸和管子本体3通径尺寸的限制时，激光束与焊接面的夹角调整量更大，有助于调整和布置法兰本体1、管子本体3与激光束的相对角度，寻找最佳激光焊接位置。

其中，法兰本体1和管子本体3的材料为现有适合激光焊接的材料，法兰本体1、管子本体3的材料对激光束的位置和切入角度比较敏感。

其中，法兰本体1的孔由定径变为变径，即锥形孔可以增加法兰本体1的开口锥度；管子本体3和法兰本体1的锥形口5胀紧装配后，增加了管子本体3和法兰本体1焊前装配的稳定性，减小管子本体3和法兰本体1间隙，为激光焊接焊线质量控制提供了保障；管子本体3和法兰本体1装配锥角，为激光束与焊接面的角度控制增加了空间，能够更好地提高激光能量的吸收率。

本实施例中，胀紧台阶7对管子本体3的端口进行胀紧前，法兰本体1和管子本体3之间采用间隙配合，配合间隙小于等于0.2mm。胀紧台阶7对管子本体3的端口进行胀紧后，管子本体3的端口和锥形口5贴合间隙不超过0.05mm。

具体的，法兰本体1配合管子本体3处，为保证管子本体3的圆度，管子本体3与法兰本体1为小间隙配合尺寸，配合间隙小于等于0.2mm。管子本体3胀紧后，法兰本体1的锥形口5和管子本体3紧密贴合，两零件间不能有超0.05mm的间隙，防止激光焊接时薄壁管子熔透泄露。

本实施例中，胀头爪6呈环状分布在液压胀头4的一端，胀头爪6之间形成有胀缝8。液压胀头4配置有动力源11，动力源11采用液压驱动缸。夹紧定位块2包括上夹紧块9和下夹紧块10，上夹紧块9和下夹紧块10之间形成有夹紧口12。

具体的，管子本体3与法兰本体1间隙配合后，放置于V型的上夹紧块9和下夹紧块10之间，定位夹紧后，液压胀头4轴向推进，胀头爪6胀开，将管子本体3的管口扩口变形，与法兰本体1的锥形口5紧贴为一体；然后，胀口装配好的组法兰本体1和管子本体3用激光焊接设备，由激光束在锥斜面上形成焊缝，进行形成管路端口结构。焊接后管路适用不限于气体管路和液体管路，焊接质量较高。

其中，法兰本体1和管子本体3胀紧装配后，激光焊接时的管子本体3轴向方向不限于水平布置，更优的布置方向为锥形口5的大径朝上，能有效防止法兰本体1和管子本体3间发生相对移动，提高激光焊接的焊缝质量。

其中，激光焊接时的激光切入角可根据焊接激光设备调整；最优选择不限于追求激光能量的吸收效率，根据需求不同，可根据实际情况调整，不限于本实施例披露的角度。

其中，根据法兰本体1和管子本体3的材料的不同，对激光束的吸收率也不同，随着激光束切入角的增加，确定材料的激光吸收率会有所增加；但吸收率不仅仅受限于材料和切入角，还与工件表面光洁度、焦点位置和焊接速度等因素有关，合理设置焊接设备的参数，也能够更好地提高激光焊接质量。

其中，将法兰本体1中心孔加工成锥形口5结构，通过应力计算，法兰本体1的强度没有受到影响，成本没有增加，且有利于法兰本体1对接时流体导向。而管子本体3在胀口前是定径管子，在胀口后改为变径管子；管子本体3的可胀口大小根据管子本体3材质和规格确定，要求胀口后管子本体3的管口不开裂，不断裂，无裂缝。

综上所述，本实用新型设有法兰本体1、夹紧定位块2、管子本体3和液压胀头4；法兰本体1的中心形成有锥形口5，夹紧定位块2靠近在法兰本体1的一侧，管子本体3一端从夹紧定位块2的中心通口穿过后伸入锥形口5中；液压胀头4设有胀头爪6，液压胀头4配合在法兰本体1远离夹紧定位块2的一侧，胀头爪6形成有胀紧台阶7，胀头爪6伸入处于锥形口5中的管子本体3的端口中，胀紧台阶7对管子本体3的端口进行胀紧以使管子本体3的端口和锥形口5贴合。本实施例的法兰本体1与管子本体3采用锥形口5的胀紧有两个优势；第一，管子本体3和法兰本体1的贴合度更高，两工件间的间隙更小；管子本体3和法兰本体1在锥形面上配合紧密，使管子本体3贴合在锥形口5的法兰本体1的内孔上，法兰本体1和管子本体3通过激光焊接设备焊接在一起时，焊缝的质量更好；第二，法兰本体1和管子本体3接触的锥形斜面在后续的激光焊接工序中，当受到焊接设备激光头尺寸和管子本体3通径尺寸的限制时，激光束与焊接面的夹角调整量更大，有助于调整和布置法兰本体1、管子本体3与激光束的相对角度，寻找最佳激光焊接位置。法兰本体1的孔由定径变为变径，即锥形孔可以增加法兰本体1的开口锥度；管子本体3和法兰本体1的锥形口5胀紧装配后，增加了管子本体3和法兰本体1焊前装配的稳定性，减小管子本体3和法兰本体1间隙，为激光焊接焊线质量控制提供了保障；管子本体3和法兰本体1装配锥角，为激光束与焊接面的角度控制增加了空间，能够更好地提高激光能量的吸收率。法兰本体1配合管子本体3处，为保证管子本体3的圆度，管子本体3与法兰本体1为小间隙配合尺寸，配合间隙小于等于0.2mm。管子本体3胀紧后，法兰本体1的锥形口5和管子本体3紧密贴合，两零件间不能有超0.05mm的间隙，防止激光焊接时薄壁管子熔透泄露。将法兰本体1中心孔加工成锥形口5结构，通过应力计算，法兰本体1的强度没有受到影响，成本没有增加，且有利于法兰本体1对接时流体导向。而管子本体3在胀口前是定径管子，在胀口后改为变径管子；管子本体3的可胀口大小根据管子本体3材质和规格确定，要求胀口后管子本体3的管口不开裂，不断裂，无裂缝。本实用新型可以使管子本体3的管壁胀紧后与法兰本体1贴合的更紧密，激光焊缝质量提高显著，减少了因薄管材质蒸发引起的熔透泄露失效问题，降低废品率；可以有效地增加激光束与结合表面的夹角，提高工件对激光能量的吸收率，提高激光焊接效率及激光束的利用率；结构简单，成本较低，提高了激光焊焊缝的质量。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种提升激光焊质量的胀紧结构，其特征在于，包括法兰本体(1)、夹紧定位块(2)、管子本体(3)和液压胀头(4)；所述法兰本体(1)的中心形成有锥形口(5)，所述夹紧定位块(2)靠近在所述法兰本体(1)的一侧，所述管子本体(3)一端从所述夹紧定位块(2)的中心通口穿过后伸入所述锥形口(5)中；

所述液压胀头(4)设有胀头爪(6)，所述液压胀头(4)配合在所述法兰本体(1)远离所述夹紧定位块(2)的一侧，所述胀头爪(6)形成有胀紧台阶(7)，所述胀头爪(6)伸入处于所述锥形口(5)中的所述管子本体(3)的端口中，所述胀紧台阶(7)对所述管子本体(3)的端口进行胀紧以使所述管子本体(3)的端口和所述锥形口(5)贴合。

2.根据权利要求1所述的一种提升激光焊质量的胀紧结构，其特征在于，通过激光焊接设备，采用激光束在所述管子本体(3)的端口和所述锥形口(5)贴合部位的锥斜面上形成焊缝。

3.根据权利要求2所述的一种提升激光焊质量的胀紧结构，其特征在于，通过激光焊接设备发出的激光束和水平方向的夹角为45°，通过激光焊接设备发出的激光束和所述锥形口(5)的内壁之间的夹角为54°。

4.根据权利要求1所述的一种提升激光焊质量的胀紧结构，其特征在于，所述胀紧台阶(7)对所述管子本体(3)的端口进行胀紧前，所述法兰本体(1)和所述管子本体(3)之间采用间隙配合，配合间隙小于等于0.2mm。

5.根据权利要求4所述的一种提升激光焊质量的胀紧结构，其特征在于，所述胀紧台阶(7)对所述管子本体(3)的端口进行胀紧后，所述管子本体(3)的端口和所述锥形口(5)贴合间隙不超过0.05mm。

6.根据权利要求1所述的一种提升激光焊质量的胀紧结构，其特征在于，所述胀头爪(6)呈环状分布在所述液压胀头(4)的一端，所述胀头爪(6)之间形成有胀缝(8)。

7.根据权利要求6所述的一种提升激光焊质量的胀紧结构，其特征在于，所述液压胀头(4)配置有动力源(11)，所述动力源(11)采用液压驱动缸。

8.根据权利要求1所述的一种提升激光焊质量的胀紧结构，其特征在于，所述夹紧定位块(2)包括上夹紧块(9)和下夹紧块(10)，所述上夹紧块(9)和所述下夹紧块(10)之间形成有夹紧口(12)。

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