CN220296253U - 一种t型接头焊接工装夹具 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种T型接头焊接工装夹具，包括面板卡台、腹板卡台，所述面板卡台的面板内凹，且面板上设面板导热管；所述腹板卡台的腹板内凹，且腹板上设导热版，滑动轴贯穿腹板卡台两侧并插入面板卡台的滑动轴螺孔并拧紧，使面板卡台、腹板卡台呈90°组合固定。本实用新型通过设置面板卡台、腹板卡台，腹板卡台通过滑动轴与面板卡台固定组合，可通过固定铝合金试板进行焊接；面板卡台、腹板卡台上分别设导热管，在焊前预热可降低冷却速度，减少焊接时产生的应力以及焊接后产生的气孔及裂纹。

Description

一种T型接头焊接工装夹具

技术领域

本实用新型涉及焊接技术领域，尤其是一种用于T型接头焊接方法及装置。

背景技术

在传统船舶建造过程中，船板焊接一般采用钢板进行焊接，用液压机压制成型槽口使用对接焊，但随着材料的发展及铝合金的应用，在一些特殊要求的船舶制造中，为了预防压制型槽口圆弧面出现裂纹现象，要求槽型舱壁制作必须采用T型接头全焊透角焊缝焊接型式完成，同时，由于T型焊接对焊接板材的装配精度要求高、焊接角度要求高，这无疑增加了焊接的工作量和劳动强度及焊接质量的不可控性，另外，T型接头由于散热性不如对接接头，在焊接后易产生较大焊接应力所以，实用新型一种用于T型焊接接头的焊接方法及装置就显得尤为重要。

针对上述问题，公开号为CN115770977A的实用新型创造公开了一种焊接预热装置及设备，通过设置焊接装置，对焊接面的范围进行控制，从而对试样进行焊接，无需更换焊枪或焊接设备，使用更加方便，提高焊接效率，通过设置夹紧装置，便于对钢板与钢管进行夹紧，提高装置的使用范围，使焊接效果更好，避免焊接死角，通过设置升降装置便于对工作台的高度进行调解，使其更适合不同操作员。但焊接装置基本仍处于对对接焊缝进行夹持及预热，对T型接头的焊接方法及装置研究较少；对焊接式样的材料、尺寸有着一定限制，对铝合金相关焊接应用少。

为解决上述问题，公开号为CN106041378B实用新型创造公开了一种海工装备桩腿的预热焊接装置，包括焊接系统和底座平台，焊接系统包括用于套设在桩腿外周的筒状结构的电磁加热装置，电磁加热装置的周向布置有感应线圈，电磁加热装置的筒壁上设有开口槽且外壁设有自动焊接装置；底座平台设有用于驱动电磁加热装置相对桩腿旋转的驱动装置以及用于支撑电磁加热装置的导向支撑结构，底座平台可相对桩腿滑移。该申请采用电磁感应加热方式对桩腿进行预热，可以加热不同形状、直径的桩腿，通用性强，加热效率高，桩腿不存在内外温差的问题。但是针对铝合金T型接头焊接装置并未提及。因此，研究出一种能够针对大角度T型焊接时能避免焊接加工头大角度变化时出现空间受限及干涉等情况，通过调节该夹具装置调节角度，使焊接时更加方便，提高焊接稳定性，通过内部预热板能焊前对工件进行预热，焊前预热可降低冷却速度，减少焊接时产生的应力以及焊接后产生的气孔及裂纹是目前需要解决的重要问题之一。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提出一种可有效减少焊接时产生的应力以及焊接后产生的气孔及裂纹的T型接头焊接工装夹具。

基于上述目的，本实用新型提供了一种T型接头焊接工装夹具，包括面板卡台、腹板卡台，所述面板卡台的面板内凹，且面板上设面板导热管；所述腹板卡台的腹板内凹，且腹板上设导热版，滑动轴贯穿腹板卡台两侧并插入面板卡台的滑动轴螺孔并拧紧，使面板卡台、腹板卡台呈90°组合固定。

所述面板卡台包括固定机构，所述固定机构包括固定螺丝，所述固定螺丝通过螺孔通入面板卡台内凹的后端处，用于固定铝合金试板后端的水平位置。

所述固定机构包括面板气动顶针，所述面板气动顶针的顶针通入面板卡台内凹的前端处，用于固定铝合金试板前端位置。

所述腹板卡台包括固定螺帽，用于固定腹板卡台在滑动轴位置。

所述腹板卡台上端设腹板气动顶针，所述腹板气动顶针通入腹板的内凹位置，用于固定铝合金试板上部的位置。

所述滑动轴，其位于面板卡台与腹板卡台之间部分外缘设支撑弹簧。

包括夹具底座，所述夹具底座设转动轴，面板卡台固定于转动轴上。

所述转动轴与电机相连。

所述固定螺丝为两个以上。

所述面板导热管、腹板导热管呈S形排布。

本实用新型至少具有以下有益技术效果：

1.本实用新型通过设置面板卡台、腹板卡台，腹板卡台通过滑动轴与面板卡台固定组合，可通过固定铝合金试板进行焊接；

2.本实用新型通过面板卡台、腹板卡台上分别设导热管，在焊前预热可降低冷却速度，减少焊接时产生的应力以及焊接后产生的气孔及裂纹；

3.本实用新型通过将面板卡台固定于转动轴，通过转动轴控制面板卡台旋转，调节焊接位置，可任意角度对T型接头进行焊接；

4.本实用新型的面板导热管、腹板导热管呈S形排布，使热能有效分布，对铝合金试板加热更有效。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

在图中：

图1为本申请的铝合金T型接头焊接装置结构示意图；

图2为本申请的面板结构示意图；

图3为本申请的腹板结构示意图；

图4为本申请的焊接装置使用流程图；

图5为本申请焊接效果图；

图6为本申请实施例微观效果图；

其中：1.夹具底座、2.面板卡台、3.转动轴、4.滑动轴、5.腹板卡台、7.电机、8.固定螺丝、9.面板导热管、10.面板气动顶针、11.支撑弹簧、12.腹板导热管、13.固定螺帽、15.腹板气动顶针、16.滑动轴螺孔。

实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本实用新型实施例进一步详细说明。

需要说明的是，本实用新型实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称的非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本实用新型实施例的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备固有的其他步骤或单元。

实施例

如图1所示，一种T型接头焊接工装夹具，包括面板卡台2、腹板卡台5，所述面板卡台2的面板内凹，且面板上设面板导热管9；所述面板卡台2两端相对应位置设滑动轴螺孔16，滑动轴4贯穿腹板卡台5两侧并插入滑动轴螺孔16并拧紧；将需要焊接的第一铝合金试板固定于面板卡台2、第二铝合金试板固定于腹板卡台5，将固定有铝合金试板的面板卡台2和腹板卡台5呈90°组合固定；

接通电源，使面板导热管9、腹板导热管12分别对第一铝合金试板、第二铝合金试板进行预热，当试件温度达到100-150℃时断开导热管电源，并开始进行焊接，同步的，使用纯度为99.999%的氩气进行保护。

需要说明的是，为了保证焊接效果，需要对试板位置进行固定，如图2所示，所述面板卡台2包括固定机构，所述固定机构包括固定螺丝8，所述固定螺丝8通过螺孔通入面板卡台2内凹的后端处，用于固定第一铝合金试板后端的水平位置；所述固定机构包括面板气动顶针10，所述面板气动顶针10的顶针通入面板卡台2内凹的前端处，用于固定第一铝合金试板前端位置。

使用过程中，将第一铝合金试件的后端紧贴于面板卡台2中的固定螺丝8上，通过调节螺丝位置使试件两端保持水平，再使用面板气动顶针10夹紧第一铝合金试件前端，使试件位置固定，有效防止掉落。

如图3所示，腹板卡台5包括用于固定滑动轴4的固定螺帽13，所述腹板卡台5上端设腹板气动顶针15，所述腹板气动顶针15通入腹板的内凹位置，用于固定第二铝合金试板上部的位置。

需要说明的是，在一些实施例中，针对不同尺寸的铝合金试件，由于面板气动顶针10、腹板气动顶针15、固定螺丝8的行程有限，通过调节滑动轴4使得腹板卡台5内凹与面板卡台2的尺寸扩大，可有效容纳大尺寸试件并实现有效固定。

在一些实施例中，所述滑动轴4，其位于面板卡台2与腹板卡台5之间部分的外缘设支撑弹簧6，所述腹板卡台5的腹板呈内凹状且中间部分与面板卡台2设一定的距离，方便对其T型处焊接。

使用时，将将固定有铝合金试板的面板卡台2和腹板卡台5呈90°组合固定；通过滑动轴4调节面板卡台2和腹板的距离为0mm（即试件角接间隙）；将调整好的组合体安装到夹具底座1上，通过电机7调整组合角度为40-50°；接通导热管电源进行预热，使用测温仪观察当试件温度达到100-150℃时断开导热管电源，再开始进行焊接。

需要说明的是，在适用T型焊接的板材中，板材的宽度大于腹板和面板的宽度，同时支撑弹簧6采用大弹性模量、小线径的材料，因此在正常的T型焊接中可以实现面板卡台2与腹板卡台5的完美贴合。

实施例

如图4所示的一种用于铝合金T型接头焊接工装夹具应用方法，包括步骤：

步骤1、将第一铝合金试板放置于面板卡台2，调节固定螺丝8，使第一铝合金试板后端水平位置对齐，使用面板气动顶针10夹紧第一铝合金试件前端，使试板位置固定；

步骤2、将第二铝合金试板放置于腹板卡台5，使用腹板气动顶针15，使试板位置固定；

步骤3、调节固定螺帽13和支撑弹簧11，将固定有第一铝合金试板的面板卡台2和第二铝合金试板的腹板卡台5呈90°组合固定；

步骤4、通过调节固定螺帽13及支撑弹簧6，使腹板卡台5底面贴合面板卡台2；

步骤5、将面板卡台2安装于夹具底座1的转动轴3，控制电机7，使转动轴3带动面板卡台2旋转，使面板卡台2与底面呈45-50°夹角；

步骤6、接通电源，面板导热管9、腹板导热管12分别对第一铝合金试板、第二铝合金试板预热，当所述试板温度达到设定温度时，断开电源；

步骤7、开始焊接。

焊接工艺参数如下表所示。

激光功率kW

焊接速度m/min

离焦量mm

摆动形状

摆幅mm

频率hz

送丝速度m/min

专家模式

电弧电流A

电弧电压V

丝板夹角°

弧长修正%

工艺模式

9.5

1.2

+3

CW

2

250

7.5

AlSi5

159

20.3

35

0

C0880+P

实验结果如图5所示，通过使用本方法及装置，焊缝宏观成形良好，如图6所示，经过显微镜观察，未发现气孔、未熔合等缺陷，同时接头处两侧焊缝相接，达到焊接要求，说明使用本方法及装置达到了显著的焊接成果，不但大大降低了人力成本，而且大幅提高了焊接质量。

以上是本实用新型公开的示例性实施例，但是应当注意，在不背离权利要求限定的本实用新型实施例公开的范围的前提下，可以进行多种改变和修改。根据这里描述的公开实施例的方法权利要求的功能、步骤和/或动作不需以任何特定顺序执行。此外，尽管本实用新型实施例公开的元素可以以个体形式描述或要求，但除非明确限制为单数，也可以理解为多个。

应当理解的是，在本文中使用的，除非上下文清楚地支持例外情况，单数形式“一个”旨在也包括复数形式。还应当理解的是，在本文中使用的“和/或”是指包括一个或者一个以上相关联地列出的项目的任意和所有可能组合。上述本实用新型实施例公开实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本实用新型实施例公开的范围（包括权利要求）被限于这些例子；在本实用新型实施例的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，并存在如上的本实用新型实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。因此，凡在本实用新型实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型实施例的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种T型接头焊接工装夹具，其特征在于，包括面板卡台、腹板卡台，所述面板卡台的面板内凹，且面板上设面板导热管；所述腹板卡台的腹板内凹，且腹板上设导热版，滑动轴贯穿腹板卡台两侧插入面板卡台的滑动轴螺孔并拧紧，使面板卡台、腹板卡台呈90°组合固定。

2.根据权利要求1所述的一种T型接头焊接工装夹具，其特征在于，所述面板卡台包括固定机构，所述固定机构包括固定螺丝，所述固定螺丝通过螺孔通入面板卡台内凹的后端处，用于固定铝合金试板后端的水平位置。

3.根据权利要求2所述的一种T型接头焊接工装夹具，其特征在于，所述固定机构包括面板气动顶针，所述面板气动顶针的顶针通入面板卡台内凹的前端处，用于固定铝合金试板前端位置。

4.根据权利要求1所述的一种T型接头焊接工装夹具，其特征在于，所述腹板卡台包括固定螺帽，用于固定腹板卡台在滑动轴位置。

5.根据权利要求1所述的一种T型接头焊接工装夹具，其特征在于，所述腹板卡台上端设腹板气动顶针，所述腹板气动顶针通入腹板的内凹位置，用于固定铝合金试板上部的位置。

6.根据权利要求1所述的一种T型接头焊接工装夹具，其特征在于，所述滑动轴，其位于面板卡台与腹板卡台之间部分外缘设支撑弹簧。

7.根据权利要求1所述的一种T型接头焊接工装夹具，其特征在于，包括夹具底座，所述夹具底座设转动轴，面板卡台固定于转动轴上。

8.根据权利要求7所述的一种T型接头焊接工装夹具，其特征在于，所述转动轴与电机相连。

9.根据权利要求2所述的一种T型接头焊接工装夹具，其特征在于，所述固定螺丝为两个以上。

10.根据权利要求2所述的一种T型接头焊接工装夹具，其特征在于，所述面板导热管、腹板导热管呈S形排布。