一种能够减小对接焊缝角变形的装置及方法，它涉及一种焊接装置及方法，装置：合页轴的两端分别与侧支架铰接，两个压紧杆分别设置在前板和后板的上面，液压缸的上端与压紧杆固定连接，液压缸的下端与连接销铰接，丝杠的下端与步进电机连接，升降传动板与丝杠螺纹连接，升降传动板的两侧各铰接一个顶板支撑杆，一个顶板支撑杆的上端与前板铰接、另一个顶板支撑杆的上端与后板铰接，顶板角度传感器设置在合页式反变形顶板的下面，合页管的管壁上设有数个出气孔，合页管通过导气管与保护气瓶连通。方法：一、设定补偿角α数值；二、预置前板和后板的补偿角α；三、装卡两块待焊板材；四、对预置了补偿角α的待焊板材进行对接焊。本发明专利技术用于板材对接。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，它涉及一种焊接装置及方法，装置：合页轴的两端分别与侧支架铰接，两个压紧杆分别设置在前板和后板的上面，液压缸的上端与压紧杆固定连接，液压缸的下端与连接销铰接，丝杠的下端与步进电机连接，升降传动板与丝杠螺纹连接，升降传动板的两侧各铰接一个顶板支撑杆，一个顶板支撑杆的上端与前板铰接、另一个顶板支撑杆的上端与后板铰接，顶板角度传感器设置在合页式反变形顶板的下面，合页管的管壁上设有数个出气孔，合页管通过导气管与保护气瓶连通。方法：一、设定补偿角α数值；二、预置前板和后板的补偿角α；三、装卡两块待焊板材；四、对预置了补偿角α的待焊板材进行对接焊。本专利技术用于板材对接。【专利说明】
本专利技术涉及一种焊接装置及方法，具体涉及一种能够减小对接焊缝角变形的装置 及方法。
技术介绍
焊接在各行业应用比较广泛，但焊接后的产品变形一直没有好的装置与方法进行 避免，焊接变形可导致产品尺寸精度的大幅度降低与偏差、性能降低、报废或失效。焊接变 形主要分三个阶段发生：第一阶段发生在焊接进行时，此时板件之间受夹具夹紧固定后进 行焊接连接，焊接应力和热膨胀为这阶段主要变形；第二阶段从焊接完成后开始，此时焊接 件进入从高温至常温的冷却过程，冷收缩时焊接应力的释放为这阶段变形原因；第三阶段 经历时间最长，在完全冷却后由于板件的接合方式不同，最终各异的结构将导致局部应力 的残留。 图10所示为板材对接焊缝的角变形示意图，由该图可知，板材对接焊后具有明显 的角变形β。为了尽量减小对接焊缝角变形的影响，一般采用焊后进行整形来调整相关变 形尺寸，然而，焊后矫形不但需要消耗大量的人力和物力，而且，矫正的精度有限，加工效率 较低，有时甚至会导致产品报废。因此，如何更简便有效地减小对接焊缝角变形变得较为迫 切。 目前，针对不锈钢薄板的焊接角变形问题，中国专利号为200910153657. 0、申请日 为2009年10月26日的专利技术专利公开了一种可进行变形控制的不锈钢薄板焊接方法，该专 利提出：在焊前，先用两根平行的扁钢将两组不锈钢薄板需要焊接的一侧分别垫起，两组不 锈薄钢板分别以扁钢作为支点，将两组不锈薄钢板已加工完坡口的一端相对接，其另一端 与工作台面接触，实现焊前反变形。该方法操作简便，并且能够在一定程度上减小不锈钢薄 板的焊接角变形，但是，该方法无法实现对两组板材焊前反变形角度的连续精确调节，难以 实现对板材和扁钢间相对位置的准确控制；并且，由于该方法并未设计焊缝背面气保护装 置，因此，无法在焊接过程中实现对焊缝背面的气保护；此外，该方法采用中间放有重力块 的压板对板材进行固定，无法实现对板材的快速装夹，加工效率底。
技术实现思路
本专利技术为解决现有焊前反变形方法，无法实现对反变形角度的精确控制以及在焊 接过程中无法实现对焊缝背面的气保护的问题，而提出了一种能够减小对接焊缝角变形的 装置及方法。 装置：一种能够减小对接焊缝角变形的装置包括底座、合页式顶板、步进电机、丝 杠、升降传动板、控制箱、顶板角度传感器、固定板、前连接座、后连接座、保护气瓶、导气管、 两个压紧杆、两个圆柱滑轨、两个顶板支撑杆、两个侧支架、四个液压缸和四个连接销，合页 式顶板由前板、后板和合页管组成，前板和后板对称设置在合页管的前后侧，且前板和后板 通过合页管铰接，两个侧支架分别设置在合页管的两端，且合页管与侧支架铰接，每个侧支 架的下端固定在底座上，两个压紧杆分别设置在前板和后板的上面，每个压紧杆的一端对 应连接一个液压缸，液压缸的上端与压紧杆固定连接，液压缸的下端与连接销铰接，连接销 固定安装在侧支架上，步进电机设置在底座与合页式顶板之间，步进电机固定在底座上，两 个圆柱滑轨对称设置在步进电机的两侧，每个圆柱滑轨的下端固定在底座上，每个圆柱滑 轨上端固定在固定板上，丝杠的下端与步进电机连接，丝杠的上端通过轴承支撑在固定板 中，升降传动板设置在固定板与步进电机之间，升降传动板与丝杠螺纹连接，升降传动板的 两端分别套装在两个圆柱滑轨上，两个顶板支撑杆对称设置在丝杠的前后侧，前板下面的 顶板支撑杆下端与升降传动板铰接，前板下面的顶板支撑杆上端与前连接座铰接，前连接 座固定在前板的下面，后板下面的顶板支撑杆下端与升降传动板铰接，后板下面的顶板支 撑杆上端与后连接座铰接，后连接座固定在后板的下面，控制箱通过数据线与步进电机连 接，顶板角度传感器设置在合页式顶板的下面，且顶板角度传感器固定在侧支架上，合页管 为空心管，合页管的管壁上设有数个出气孔，合页管的一端为封闭端，合页管的另一端通过 导气管与保护气瓶连通，前板和后板的合页上设有与出气孔正对的通气孔。 方法：该方法是通过以下步骤实现的： 步骤一、设定补偿角α数值：将预先设定的补偿角α数值输入顶板角度传感器 中； 步骤二、预置前板和后板的补偿角α :利用控制箱、步进电机、传动丝杠、升降传 动板、两侧顶板支撑杆、顶板角度传感器将前板和后板的补偿角α精确调节为设定的补偿 角α数值，设定两倍的补偿角α的数值大小与对接接头的实际角变形β相等，变形方向 相反； 步骤三、装卡两块待焊板材：利用压紧杆和液压缸将两块待焊板材分别压紧于前 板和后板上，并确保待焊边沿相互对紧，两块待焊板材间的待焊位置线与合页管的轴线上、 下重合； 步骤四、对预置了补偿角α的待焊板材进行对接焊：调整激光焊接头角度使激光 束坚直打在待焊板材的待焊位置线上，安装并调整送丝管和保护气嘴角度，使其与激光束、 待焊位置线位于同一平面上，最后对板材进行连续的激光焊接，焊接过程中需持续通入保 护气。 本专利技术与现有方法相比具有以下有益效果： 一、在板材焊接之前，利用本专利技术能够减小对接焊缝角变形的装置对板材进 行预置补偿角α，将板材17液压夹紧于合页式顶板上，利用丝杠和步进电机精确控制 合页式反变形顶板的补偿角α，然后对板材进行对接焊。本专利技术的装置及方法与专利 200910153657. 0相比较，能够有效抑制板材对接焊缝的角变形，并能够实现对板材的快速 装卡和对反变形角度的连续精确调节，可以实现对焊缝背面的气保护。 二、本专利技术对板材厚度（薄板、厚板）和所采用的焊接方法没有严格的限制，如激 光焊、弧焊、厚板多层多道焊均可，普适性强。 三、本专利技术提出的预置补偿角度装置能够与所选择的焊接系统进行整合，装夹板 材并预置补偿角度后即可进行焊接，与焊后矫形方法相比，能够明显提高生产效率并实现 对焊后角变形的精确控制。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术一种能够减小对接焊缝角变形的装置的整体结构立体图； 图2是图1的侧仰视立体图； 图3是图1的K向视图； 图4是前板2-1或后板2-2的立体图； 图5是图4的I局部放大图； 图6是合页管2-3的立体图； 图7是【具体实施方式】七中步骤三将压紧杆3压紧在待焊板材17上的位置示意图； 图8是【具体实施方式】七中步骤四调整激光头角度使激光束坚直（或呈一定角度） 打在待焊板材17的待焊位置线上示意图； 图9是【具体实施方式】七中步骤四安装并调整送丝管和保护气嘴角度，使其与激光 束、待焊位置线位于同一平面上示意图； 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能够减小对接焊缝角变形的装置，所述装置包括底座(1)、合页式顶板(2)、步进电机(5)、丝杠(6)、升降传动板(8)、控制箱(10)、顶板角度传感器(11)、固定板(14)、前连接座(15)、后连接座(16)、保护气瓶(21)、导气管(22)、两个压紧杆(3)、两个圆柱滑轨(7)、两个顶板支撑杆(9)、两个侧支架(12)、四个液压缸(4)和四个连接销(13)，其特征在于：合页式顶板(2)由前板(2‑1)、后板(2‑2)和合页管(2‑3)组成，前板(2‑1)和后板(2‑2)对称设置在合页管(2‑3)的前后侧，且前板(2‑1)和后板(2‑2)通过合页管(2‑3)铰接，两个侧支架(12)分别设置在合页管(2‑3)的两端，且合页管(2‑3)与侧支架(12)铰接，每个侧支架(12)的下端固定在底座(1)上，两个压紧杆(3)分别设置在前板(2‑1)和后板(2‑2)的上面，每个压紧杆(3)的一端对应连接一个液压缸(4)，液压缸(4)的上端与压紧杆(3)固定连接，液压缸(4)的下端与连接销(13)铰接，连接销(13)固定安装在侧支架(12)上，步进电机(5)设置在底座(1)与合页式顶板(2)之间，步进电机(5)固定在底座(1)上，两个圆柱滑轨(7)对称设置在步进电机(5)的两侧，每个圆柱滑轨(7)的下端固定在底座(1)上，每个圆柱滑轨(7)的上端固定在固定板(14)上，丝杠(6)的下端与步进电机(5)连接，丝杠(6)的上端通过轴承支撑在固定板(14)中，升降传动板(8)设置在固定板(14)与步进电机(5)之间，升降传动板(8)与丝杠(6)螺纹连接，升降传动板(8)的两端分别套装在两个圆柱滑轨(7)上，两个顶板支撑杆(9)对称设置在丝杠(6)的前后侧，前板(2‑1)下面的顶板支撑杆(9)下端与升降传动板(8)铰接，前板(2‑1)下面的顶板支撑杆(9)上端与前连接座(15)铰接，前连接座(15)固定在前板(2‑1)的下面，后板(2‑2)下面的顶板支撑杆(9)下端与升降传动板(8)铰接，后板(2‑2)下面的顶板支撑杆(9)上端与后连接座(16)铰接，后连接座(16)固定在后板(2‑2)的下面，控制箱(10)通过数据线与步进电机(5)连接，顶板角度传感器(11)设置在合页式顶板(2)的下面，且顶板角度传感器(11)固定在侧支架(12)上，合页管(2‑3)为空心管，合页管(2‑3)的管壁上设有数个出气孔(2‑3‑1)，合页管(2‑3)的一端为封闭端，合页管(2‑3)的另一端通过导气管(22)与保护气瓶(21)连通，前板(2‑1)和后板(2‑2)的合页上设有与出气孔(2‑3‑1)正对的通气孔(2‑4)。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：陶汪，韩冰，张澐龙，陈彦宾，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。