CN220718254U - 一种用于t型接头激光焊接工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于T型接头激光焊接工装，包括底板、压头组件、两组直角支撑装置；底板中部上端面设有凹槽坡口，凹槽坡口表面涂有高反射率材料；凹槽坡口与一组待焊接件形成第一通风道，直角支撑装置内部设有平行于一组待焊件的第二通风道、平行于另一组待焊件的第三通风道，所述第一通风道、第二通风道和第三通风道均流入惰性气体。本实用新型的有益效果为：提供一种用于T型接头激光焊接工装，焊接工件定位精准、装夹方便可靠，通用性好，适用于任何厚度的焊接工件，夹具内部设计保护气通道，增加焊接熔池稳定性，极大提高焊接工件成型质量和成型精度。

Description

一种用于T型接头激光焊接工装

技术领域

本实用新型涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种用于T型接头激光焊接工装。

背景技术

T型焊接接头是金属焊接中常见的一种连接方式，用于连接两个不同金属板材或者金属材料的平面接触部分。T型焊接接头常用于结构强度要求较高的工程中，如航天航空、汽车船舶及桥梁等结构。常用的焊接方法包括电弧焊、氩弧焊、电阻焊和激光焊等，其中激光焊接具有能量密度高、热影响区小、适用范围广等优点。在T型焊接领域经常采用激光焊接方法，而T型头在装夹方面一直是困扰众多技术人员的难题。尤其是在薄板进行焊接时，受工件尺寸小的影响，T型接头装夹难、定位精度低、效率低，进而影响焊接效率和质量。金属材料在焊接过程中若缺乏惰性气体保护或惰性气体密度小等情形下，金属熔池容易飞溅、稳定性差，材料冷却成型后易出现咬边、焊瘤和高孔隙率等焊接缺陷，极大降低了焊接质量。因此，设计一种方便、高效、高精度且设有气体通道的T型接头焊接工装尤为重要。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于T型接头激光焊接工装，焊接工件定位精准、装夹方便可靠，通用性好，适用于任何厚度的焊接工件，夹具内部设计保护气通道，增加焊接熔池稳定性，极大提高焊接工件成型质量和成型精度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种用于T型接头激光焊接工装，包括底板，其特征在于，还包括压头组件、两组对称分布的直角支撑装置，所述直角支撑装置可拆卸安装于底板上，所述压头组件一端安装于底板上、另一端按压于直角支撑装置上；两组直角支撑装置之间设有可容纳一组待焊接件的第一待焊件容纳区域，所述直角支撑装置与底板之间设有可容纳一组待焊接件的第二待焊件容纳区域，所述第一待焊件容纳区域与第二待焊件容纳区域互相垂直呈T型；所述底板中部上端面设有凹槽坡口，所述凹槽坡口表面涂有高反射率材料；所述凹槽坡口与一组待焊接件形成第一通风道，所述直角支撑装置内部设有平行于一组待焊件的第二通风道、平行于另一组待焊件的第三通风道，所述第一通风道、第二通风道和第三通风道均流入惰性气体。

采用上述技术方案，通过凹槽坡口上涂有高反射率材料能将多余的激光束反射至T型焊接接头处，提高激光利用率；通过凹槽坡口与第一待焊接件形成的第一通风道，能将惰性气体充满T型接头底部，防止接头底部被氧化；通过第二通风道和第三通风道，可以将惰性气体射入T型接头焊接位置，提高焊接时金属熔池的稳定性；通过压头组件与直角支撑装置连接能提高定位装夹的可靠性；其中，第一待焊件容纳区域、第二待焊件容纳区域分别用来放置待焊接件，促使两待焊接件构成T型。

上述的一种用于T型接头激光焊接工装可进一步设置为：所述直角支撑装置为结构呈“┘”的金属件，两组直角支撑装置相互对称分布且结构呈“┘└”。

采用上述技术方案，具有上述特殊结构的直角支撑装置可实现与待焊接件紧密相连，从而提高装夹精度。

上述的一种用于T型接头激光焊接工装可进一步设置为：所述直角支撑装置在直角口位置中间部分设有的激光加工避位槽，所述激光加工避位槽长度大于待焊接件的宽度。

采用上述技术方案，设置激光加工避位槽，激光可直接照射于两待焊接件的待焊处，并且“激光加工避位槽长度大于待焊接件的宽度”可满足任意角度激光直射。

上述的一种用于T型接头激光焊接工装可进一步设置为：所述第二通风道、第三通风道均分别由1个进气口、1个储气室、若干个排气口构成，若干个排气口呈圆形且间隔均匀分布，所述排气口一端连接储气室、另一端与激光加工避位槽贯通，所述进气口、排气口均与储气室相互导通，所述第二通风道上的若干个排气口与第三通风道上的若干个排气口交替排列分布，若干个排气口位置对准两组待焊接件的焊接处。

采用上述技术方案，保证待焊接位置有充足的保护气。

上述的一种用于T型接头激光焊接工装可进一步设置为：所述第二通风道、第三通风道上的进气口为圆形，所述进气口直径大于排气口直径。

采用上述技术方案，保证储气室里有充足的保护气。

上述的一种用于T型接头激光焊接工装可进一步设置为：所述压头组件包括压板，所述压板一端按压于直角支撑装置上、中部联动有旋转摆臂、另一端联动有驱动摆臂，所述驱动摆臂位于远离压板的端部联动有安装于底板上的驱动电机。

采用上述技术方案，压头组件运动灵活且易定位，方便待焊接件与直角支撑装置拆取；其中驱动电机通过驱动摆臂控制压板的运动，从而实现对直角支撑装置的压紧与松开；其中旋转摆臂对压板进行限位，在压板对直角支撑装置作压紧工作时，压板在旋转摆臂的限位下可更稳定的按压于直角支撑装置上。

上述的一种用于T型接头激光焊接工装可进一步设置为：所述压板包括至少两组相互平行分布且结构一致的分压板，所述分压板位于朝向直角支撑装置的端部呈弧形。

采用上述技术方案，设置多组分压板，可增加直角支撑装置的受力点，从而防止直角支撑装置偏斜，提升结构稳定性。

上述的一种用于T型接头激光焊接工装可进一步设置为：所述底板两侧设有均匀分布的通孔，所述直角支撑装置两侧设有若干组定位孔。

采用上述技术方案，设置通孔，方便底板与其他装置连接；设置定位孔，方便直角支撑装置与底板可拆卸连接，同时便于调节直角支撑装置的位置，以便于适应不同厚度的待焊接件。

上述的一种用于T型接头激光焊接工装可进一步设置为：所述凹槽坡口的断面结构呈等腰梯形且等腰梯形的大端朝向待焊接件。

采用上述技术方案，增大惰性气体与两待焊接件的接触面积。

本实用新型的有益效果：

（1）通过第一通风道、第二通风道、第三通风道和相应的储气室，能在T型接头待焊接处射入充足的保护气，保护气在待焊接位置覆盖全面，能有效减少焊接孔隙、焊瘤、咬边等缺陷，极大提高焊接成型质量。

（2）通过底板、直角支撑装置与待焊接件紧密接触，底板和支撑装置还分别设有通孔、定位孔，能有效保证定位装夹的精度和可靠性，压头组件采用了连杆机构，装取工件快捷方便。大大提高T型焊接工装的工作效率和焊接成型精度

（3）在凹槽坡口处涂上了高反射材料，能将多余的激光束反射到T型焊接接头位置，提高激光利用率。

（4）通过设计的直角支撑架与压头组件配合使用，可以装夹任意厚度的待焊接工件，很好的解决了薄板焊接工件T型接头装夹难、定位精度低、效率低等问题，大大提高了T型焊接工装的通用性。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的结构示意图一；

图2为本实用新型实施例的结构示意图二；

图3为本实用新型实施例的压头组件结构示意图；

图4为本实用新型实施例的直角支撑装置透视示意图；

图5为本实用新型实施例放置两组待焊接件后的结构示意图一；

图6为本实用新型实施例放置两组待焊接件后的结构示意图二。

标号注释：底板1、通孔11、凹槽坡口12；压头组件2、压板21、旋转摆臂22、驱动摆臂23、驱动电机24；直角支撑装置3、定位孔31、第二通风道32、进气口321、储气室322、排气口323、第三通风道33、激光加工避位槽34；第一待焊件容纳区域4、第二待焊件容纳区域5、第一通风道6。

实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。

如图1至6所示的一种用于T型接头激光焊接工装，包括底板1，还包括压头组件2、两组对称分布的直角支撑装置3，直角支撑装置3可拆卸安装于底板1上，压头组件2一端安装于底板1上、另一端按压于直角支撑装置3上。底板1两侧设有均匀分布的通孔11，方便底板1与其他装置连接，直角支撑装置3两侧设有3组定位孔31，方便直角支撑装置3与底板1可拆卸连接，同时便于调节直角支撑装置3的位置，以便于适应不同厚度的待焊接件。

两组直角支撑装置3之间设有可容纳一组待焊接件的第一待焊件容纳区域4，直角支撑装置3与底板1之间设有可容纳一组待焊接件的第二待焊件容纳区域5，第一待焊件容纳区域4与第二待焊件容纳区域5互相垂直呈T型。

底板1中部上端面设有凹槽坡口12，凹槽坡口12表面涂有高反射率材料，通过凹槽坡口12上涂有高反射率材料能将多余的激光束反射至T型焊接接头处，提高激光利用率。凹槽坡口12的断面结构呈等腰梯形且等腰梯形的大端朝向待焊接件。增大惰性气体与两待焊接件的接触面积。

凹槽坡口12与一组待焊接件形成第一通风道6，直角支撑装置3内部设有平行于一组待焊件的第二通风道32、平行于另一组待焊件的第三通风道33，第一通风道6、第二通风道32和第三通风道33均流入惰性气体。通过凹槽坡口12与第一待焊接件形成的第一通风道6，能将惰性气体充满T型接头底部，防止接头底部被氧化；通过第二通风道32和第三通风道33，可以将惰性气体射入T型接头焊接位置，提高焊接时金属熔池的稳定性；通过压头组件2与直角支撑装置3连接能提高定位装夹的可靠性；其中，第一待焊件容纳区域4、第二待焊件容纳区域5分别用来放置待焊接件，促使两待焊接件构成T型。

直角支撑装置3为结构呈“┘”的金属件，两组直角支撑装置3相互对称分布且结构呈“┘└”。具有上述特殊结构的直角支撑装置3可实现与待焊接件紧密相连，从而提高装夹精度。

直角支撑装置3在直角口位置中间部分设有的激光加工避位槽34，激光加工避位槽34长度大于待焊接件的宽度。设置激光加工避位槽34，激光可直接照射于两待焊接件的待焊处，并且“激光加工避位槽34长度大于待焊接件的宽度”可满足任意角度激光直射。

第二通风道32、第三通风道33均分别由1个进气口321、1个储气室322、多个排气口323构成，多个排气口323呈圆形且间隔均匀分布，排气口323一端连接储气室322、另一端与激光加工避位槽34贯通，进气口321、排气口323均与储气室322相互导通，第二通风道32上的多个排气口323与第三通风道33上的多个排气口323交替排列分布，多个排气口323位置对准两组待焊接件的焊接处。保证待焊接位置有充足的保护气。

第二通风道32、第三通风道33上的进气口321为圆形，进气口321直径大于排气口323直径。保证储气室322里有充足的保护气。

压头组件2包括压板21，压板21一端按压于直角支撑装置3上、中部联动有旋转摆臂22、另一端联动有驱动摆臂23，驱动摆臂23位于远离压板21的端部联动有安装于底板1上的驱动电机24。压头组件2运动灵活且易定位，方便待焊接件与直角支撑装置3拆取；其中驱动电机24通过驱动摆臂23控制压板21的运动，从而实现对直角支撑装置3的压紧与松开；其中旋转摆臂22对压板21进行限位，在压板21对直角支撑装置3作压紧工作时，压板21在旋转摆臂22的限位下可更稳定的按压于直角支撑装置3上。

压板21包括两组相互平行分布且结构一致的分压板，分压板位于朝向直角支撑装置3的端部呈弧形。设置2组分压板，可增加直角支撑装置3的受力点，从而防止直角支撑装置3偏斜，提升结构稳定性。

工作原理：激光焊接是一种先进的焊接方法，激光焊接具有热影响区小、能量密度高、焊接效率高等优点。T型接头激光焊接一般采用双侧同步移动激光焊接方法，两侧热源对称，T型接头两侧热力耦合均匀，变形小，但目前适用的夹具较少，因此亟需一种专用的工装夹具。在激光焊接过程中，金属在高能量激光束照射时会熔化形成熔池，部分金属甚至气化，激光束走后金属熔池逐渐冷却，重新凝固形成焊缝。本实用新型提出的一种用于T型接头焊接工装，设计了直角支撑装置3，放置于板材两侧，起到了定位夹紧的作用，定位夹紧的可靠性直接影响焊接接头成型精度。直角支撑装置3设置了激光加工避位槽34，两侧激光束可通过避位孔直接照射在焊接位置，加工方便。同时，在直角支撑装置3上还设置了多个通风道，便于通入惰性气体保护焊接接头，焊接接头处通入惰性气体能有效抑制焊接孔洞、焊瘤等缺陷，提高焊接质量。

Claims (9)

1.一种用于T型接头激光焊接工装，包括底板，其特征在于：还包括压头组件、两组对称分布的直角支撑装置，所述直角支撑装置可拆卸安装于底板上，所述压头组件一端安装于底板上、另一端按压于直角支撑装置上；两组直角支撑装置之间设有可容纳一组待焊接件的第一待焊件容纳区域，所述直角支撑装置与底板之间设有可容纳一组待焊接件的第二待焊件容纳区域，所述第一待焊件容纳区域与第二待焊件容纳区域互相垂直呈T型；所述底板中部上端面设有凹槽坡口，所述凹槽坡口表面涂有高反射率材料；所述凹槽坡口与一组待焊接件形成第一通风道，所述直角支撑装置内部设有平行于一组待焊件的第二通风道、平行于另一组待焊件的第三通风道，所述第一通风道、第二通风道和第三通风道均流入惰性气体。

2.根据权利要求1所述的一种用于T型接头激光焊接工装，其特征在于：所述直角支撑装置为结构呈“┘”的金属件，两组直角支撑装置相互对称分布且结构呈“┘└”。

3.根据权利要求2所述的一种用于T型接头激光焊接工装，其特征在于：所述直角支撑装置在直角口位置中间部分设有的激光加工避位槽，所述激光加工避位槽长度大于待焊接件的宽度。

4.根据权利要求1所述的一种用于T型接头激光焊接工装，其特征在于：所述第二通风道、第三通风道均分别由1个进气口、1个储气室、若干个排气口构成，若干个排气口呈圆形且间隔均匀分布，所述排气口一端连接储气室、另一端与激光加工避位槽贯通，所述进气口、排气口均与储气室相互导通，所述第二通风道上的若干个排气口与第三通风道上的若干个排气口交替排列分布，若干个排气口位置对准两组待焊接件的焊接处。

5.根据权利要求4所述的一种用于T型接头激光焊接工装，其特征在于：所述第二通风道、第三通风道上的进气口为圆形，所述进气口直径大于排气口直径。

6.根据权利要求1所述的一种用于T型接头激光焊接工装，其特征在于：所述压头组件包括压板，所述压板一端按压于直角支撑装置上、中部联动有旋转摆臂、另一端联动有驱动摆臂，所述驱动摆臂位于远离压板的端部联动有安装于底板上的驱动电机。

7.根据权利要求6所述的一种用于T型接头激光焊接工装，其特征在于：所述压板包括至少两组相互平行分布且结构一致的分压板，所述分压板位于朝向直角支撑装置的端部呈弧形。

8.根据权利要求1所述的一种用于T型接头激光焊接工装，其特征在于：所述底板两侧设有均匀分布的通孔，所述直角支撑装置两侧设有若干组定位孔。

9.根据权利要求1所述的一种用于T型接头激光焊接工装，其特征在于：所述凹槽坡口的断面结构呈等腰梯形且等腰梯形的大端朝向待焊接件。