一种角接结构件免拼点组合结构及角接结构件焊接方法技术

本发明专利技术公开了一种角接结构件免拼点组合结构及角接结构件焊接方法。免拼点组合结构包括：设置在底板边缘的连接孔、设置在立板侧面的连接头，以及楔块，所述连接头为工字型或T型，所述连接头设置为可以插入所述连接孔，使得立板的侧面能够与底板的底面完全贴合，同时连接头与底板上表面之间留有空隙，所述楔块中间设有开槽，所述楔块设置为可以插入连接头与底板上表面之间的空隙，以用于将底板和立板完全固定住，当楔块插入所述空隙后，所述连接头的竖向部分位于所述开槽内。本发明专利技术通过设置在板材上的接头交插及锁定来固定角接结构件，实现了免拼点焊接，不仅节省了成本，还能够获得质量可靠的焊接结构件。质量可靠的焊接结构件。质量可靠的焊接结构件。

【技术实现步骤摘要】
一种角接结构件免拼点组合结构及角接结构件焊接方法


[0001]本专利技术涉及一种角接结构件免拼点组合结构及角接结构件焊接方法，属于规则焊缝焊接


技术介绍

[0002]箱型臂架是工程机械常见规则结构件之一，随着结构轻量化要求越来越高，设计人员通常选择将主承载板材的厚度加大，次承载板材的厚度减小来实现直臂箱型结构质量的整体降低。因此很多箱型臂架采用四单板角接的形式进行焊接制造。由于长直结构件在焊接过程中会存在较大的局部应力和应变，所以为了保证各单板在焊接过程中保持固定，长直角焊缝在焊前需要通过大量的点固焊缝来保证焊接过程中结构的稳定性。
[0003]四单板会构成四条角焊缝，这种结构的焊接量十分巨大，一般采用自动化焊接方式。由于焊接速度一般提前设定，所以焊接过程中无法向焊工那样对点固焊缝进行特殊处理。为了避免焊后在拼点处形成局部凸起、影响外观，通常需要在焊前将点固焊缝人工打磨平整，即两板仅通过焊点根部进行连接固定。
[0004]焊接过程一般都备受企业关注，为了提升焊接效率，各种前沿的焊接技术已逐步应用于各种规则结构件的焊接生产，包括双丝焊、激光
‑
MAG复合焊等。这些高效焊接方法一般具有大熔深、大熔覆速率的特点，因此可以显著提升焊接效率，获得引人注目的焊接效率。
[0005]在JIT价值流图分析中，将整个产品生产周期分为增值时间和非增值时间，对于规则结构件焊接生产而言，前期拼点方式越落后、花费的人力、物力以及时间越多，其非增值时间就会越多，增值时间占的比重也就越少，这会直接影响企业的效益。因此，尽可能地缩短非增值时间是“增效益”的重要途径！各国焊接手册中都多次提及切割之于焊接的重要性。现如今，激光切割技术一直都在不断地更新，切割精度、厚度、速度以及切割面质量等关键参数都得到了很大的提升。随着多轴机械手以及以SCANLAB为代表的扫描激光设备的加入，激光切割更是如虎添翼，各种精细的切割路径都可以轻而易举地实现。这些新功能都为焊接技术更新提供了有力的支撑。
[0006]以长为10m的四单板角接直臂、单人操作为例，现有焊接前期工序如下：（1）将箱型臂架的底板放入拼点工装，之后依次放入内部支撑工装、两侧板及上盖板，调整四板之间的位置，保证两端对齐、无偏移，该过程预计15min；（2）在保证外围工装夹紧的状态下，按顺序进行点焊，点固焊缝长50mm，点焊间距为200~500mm，以400mm为例，则需要100个点固焊缝、预估40min；（3）使用角磨机将点固的焊点进行打磨处理，整个过程预估40min；（4）吊送至焊接专机进行焊接，焊接过程预估30min。。
[0007]上述工序在实施过程中存在以下缺点：（1）从价值流的角度来看，虽然很多高效焊接方法已经应用于该类箱型臂架长直
规则焊缝的焊接过程，但是其前期“拼点
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打磨”工序耗时严重（非增值时间），既降低了整体的生产效率，也没有把应用高效焊接方法的优势完全发挥出来（增值时间）。所以“拼点
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打磨”也成为了大长规则结构件焊接生产效率提升的一大痛点！（2）拼点工人的质量意识一般比较差，存在“盲焊”现象，导致点固焊缝经常出现根部熔合性差以及焊前已开裂现象；（3）虽然采用大量的点固焊缝去拼接，但是起到实质作用的只有焊缝根部（上部都被打磨掉了），因此造成大量的浪费。同时由于角焊缝不同于对接焊缝的无遮挡，很多打磨会直接伤及立板的母材，容易造成质量隐患。
[0008]（4）需要配置专用的拼点工装，增加了机物料消耗成本。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种角接结构件免拼点组合结构及角接结构件焊接方法，以解决角接结构件焊接时采用点固焊缝导致的“质量差”、“成本高”以及“效率低”等问题。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下技术方案：一方面，一种角接结构件免拼点组合结构，包括：设置在底板边缘的连接孔、设置在立板侧面的连接头，以及楔块，所述连接头为工字型或T型，所述连接头设置为可以插入所述连接孔，使得立板的侧面能够与底板的底面完全贴合，同时连接头与底板上表面之间留有空隙，所述楔块中间设有开槽，所述楔块设置为可以插入连接头与底板上表面之间的空隙，以用于将底板和立板完全固定住，当楔块插入所述空隙后，所述连接头的竖向部分位于所述开槽内。
[0011]当所述连接头为工字型时，所述连接头包括固定区、配合区以及连接固定区和配合区的延伸区，所述连接头的厚度等于立板的厚度，所述配合区与底板的连接孔间隙配合，所述固定区的宽度AB不大于连接孔的长度ST，所述配合区的伸出长度HI不大于底板的厚度，所述延伸区的伸出长度DE满足（DE+HI
‑
h1）>PQ，其中，h1为底板的厚度，PQ为楔块的最小高度。
[0012]进一步地，所述配合区的宽度HG等于连接孔的长度ST，厚度与连接孔的宽度SU相同。
[0013]进一步地，所述楔块开槽的槽宽大于连接头中延伸区的宽度KD，同时小于连接头中KC和LD的尺寸，其中KC为延伸区的宽度KD与延伸区到固定区边缘的距离DC之和，LD为延伸区的宽度KD与延伸区到固定区另一边缘的距离LK之和。
[0014]进一步地，所述楔块的底面设置为能够与底板上表面相贴合，所述楔块的上表面为斜面，斜面角度为5~15
°
。
[0015]当所述连接头为T型时，所述连接头包括固定区和与固定区连接的延伸区，所述连接头的厚度与立板的厚度、连接孔的宽度SU均相同，所述固定区的宽度AB不大于连接孔的长度ST，所述延伸区的伸出长度DE满足（DE
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h1）>PQ，其中h1为底板的厚度，PQ为楔块的最小高度。
[0016]进一步地，所述楔块的开槽槽宽大于连接头中延伸区的宽度GD，同时小于连接头中GC和HD的尺寸，其中GC为延伸区的宽度GD与延伸区到固定区边缘的距离DC之和，HD为延伸区的宽度GD与延伸区到固定区另一边缘的距离HG之和。
[0017]进一步地，所述连接头通过在立板侧面端部进行切割而成。
[0018]另一方面，一种角接结构件焊接方法，利用前述的角接结构件免拼点组合结构实现，该方法包括：在底板边缘沿长度方向切割出若干连接孔，在立板侧面端部对应位置切割出与连接孔数量相等的连接头；将底板的连接孔分别套入立板对应位置的连接头，并使立板和底板相贴合；将与连接孔数量相等的楔块分别对应插入各连接头与底板之间的空隙，使各连接头的竖向部分位于各楔块的开槽内，使用冲击楔块的方式使底板和立板之间完全贴合；将拼合完成后的底板和立板进行焊接；待焊接完成后，敲击去除各楔块，切除位于底板外侧的部分连接头，然后对连接头竖向部分两侧的空间进行补焊。
[0019]进一步地，当连接头为T型时，在连接孔套入连接头后，还包括：调整底板和立板的位置使得两板端部对齐，然后通过点焊对两板进行纵向固定。
[0020]进一步地，所述连接孔和连接头在底板和立板的长度方向上均匀分布。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种角接结构件免拼点组合结构，其特征在于，包括：设置在底板（1）边缘的连接孔（3）、设置在立板（2）侧面的连接头（4），以及楔块（5），所述连接头（4）为工字型或T型，所述连接头（4）设置为可以插入所述连接孔（3），使得立板（2）的侧面能够与底板的底面完全贴合，同时连接头（4）与底板（1）上表面之间留有空隙，所述楔块（5）中间设有开槽，所述楔块（5）设置为可以插入连接头（4）与底板（1）上表面之间的空隙，以用于将底板（1）和立板（2）完全固定住，当楔块（5）插入所述空隙后，所述连接头（4）的竖向部分位于所述开槽内。2.根据权利要求1所述的一种角接结构件免拼点组合结构，其特征在于，当所述连接头（4）为工字型时，所述连接头（4）包括固定区（41）、配合区（43）以及连接固定区（41）和配合区（43）的延伸区（42），所述连接头（4）的厚度等于立板（2）的厚度，所述配合区（43）与底板（1）的连接孔（3）间隙配合，所述固定区（41）的宽度AB不大于连接孔（3）的长度ST，所述配合区（43）的伸出长度HI不大于底板（1）的厚度，所述延伸区（42）的伸出长度DE满足（DE+HI
‑
h1）>PQ，其中，h1为底板（1）的厚度，PQ为楔块（5）的最小高度。3.根据权利要求2所述的一种角接结构件免拼点组合结构，其特征在于，所述配合区（43）的宽度HG等于连接孔（3）的长度ST，厚度与连接孔（3）的宽度SU相同。4.根据权利要求3所述的一种角接结构件免拼点组合结构，其特征在于，所述楔块（5）开槽的槽宽大于连接头（4）中延伸区（42）的宽度KD，同时小于连接头（4）中KC和LD的尺寸，其中KC为延伸区（42）的宽度KD与延伸区（42）到固定区（41）边缘的距离DC之和，LD为延伸区（42）的宽度KD与延伸区（42）到固定区（41）另一边缘的距离LK之和。5.根据权利要求1所述的一种角接结构件免拼点组合结构，其特征在于，所述楔块（5）的底面设置为能够与底板（1）上表面相贴合，所述楔块（5）的上表面为斜面，斜面角度为5~15
°
。6.根据权利要求1所述的一种角接结构件免拼点组合结构，其特征在于，当所述连接头（4）为T型时，所述连接头（4）包括固定区（41
’
）和与固定区（41
’
）连接的延伸区（42
’
），所述连接头（4）的厚度与立板（2...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪昂，张立平，王灿，
申请(专利权)人：江苏徐工工程机械研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：