【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接，具体涉及一种铝合金焊接工装及铝合金超长焊缝焊接工艺。
技术介绍
1、铝合金具有大的比强度、高的塑性、良好的耐腐蚀性能以及优异的机械加工性能、较高的回收率等特点，被广泛应用于航天、船舶、汽车、轨道车辆等交通运输业产品的生产领域。铝合金结构件的制备通常采用焊接工艺，由于铝合金材料的热膨胀系数较高，焊接过程中，尤其是电弧焊接，铝合金零件的变形较大，因此传统铝合金焊接工艺通常采用点接触形式的工装，以减小工装与工件的接触面积；因为采用面接触时，工装会快速带走工件的热量，加速熔池的凝固，不利于焊缝气孔的排除。
2、但是对于焊缝特别长，如超过1000mm，且较厚的铝合金零件，如果采用点接触形式的工装进行焊接，焊接产生的热量无法及时散出，热量的积聚会导致零件变形，从而使零件表面不平整，产生尺寸变化等缺陷。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术提供一种铝合金焊接工装及铝合金超长焊缝焊接工艺。
2、本专利技术采用的技术方案是：
3、一种铝合金焊接工装，包括底座和安装在底座上的第一支撑组件、第二支撑组件、第一仿形定位件、第二仿形定位件、侧面压紧组件、头部压紧组件、尾部压紧组件及仿形压紧组件；
4、第一支撑组件设有第一支撑面，第一支撑面用于定位支撑第一铝合金零件；第二支撑组件设有第二支撑面，第二支撑组件用于定位支撑第二铝合金零件且使第二铝合金零件的底面完全贴合在第二支撑面上；第二铝合金零件呈平板状，水平环绕在第一铝合金零件的周围，
5、第一仿形定位件设有与第一铝合金零件头部仿形的第一仿形面，仿形压紧组件设有由仿形压紧气缸推动运动的仿形块，仿形块设有与第一铝合金零件尾部仿形的第二仿形面；仿形块与第一仿形定位件同轴线设置，仿形压紧组件和第一仿形定位件配合用于限定第一铝合金零件在平面内移动；
6、第二仿形定位件设有与第二铝合金零件的头部仿形的第三仿形面，第二仿形定位件与第一仿形定位件的中心线位于同一竖直面，第二仿形定位件和第一铝合金零件配合用于限定第二铝合金零件在平面内移动；
7、头部压紧组件和尾部压紧组件配合用于将第一铝合金零件的压紧并贴合在第一支撑面上；
8、侧面压紧组件用于将第二铝合金零件压紧并贴合在第二支撑面上；侧面压紧组件设有若干个与第二铝合金零件仿形的压紧板，所述压紧板、第一支撑面及第二支撑面均由导热系数大于铝合金的材料制成。
9、进一步地，还包括第三支撑组件，第三支撑组件包括安装在在底座上侧面的前侧、后侧、左侧和右侧的四个滑动组件，所述滑动组件包括滑轨、滑板、驱动滑板沿滑轨移动的滑动气缸，以及固定在滑板上的第二定位块，所有第二定位块的上侧面形成第一支撑面。
10、进一步地，第一支撑组件包括若干个固定安装在底座上侧面的第一定位块，所有第一定位块的上侧面形成第一支撑面。
11、进一步地，第二支撑组件包括第一支撑平板和第二支撑平板，第一支撑平板和第二支撑平板的上侧面形成第二支撑面；第一支撑平板和第二支撑平板的内侧面分别设置为与第一铝合金零件左右两侧面仿形的第一弧形面和第二弧形面。
12、进一步地，侧面压紧组件设有若干个，对称分布在第一、第二铝合金零件的两侧，每一侧面压紧组件都包括侧面压紧角座、侧面压臂、侧面压紧气缸及压紧板，压紧板固定在侧面压臂的一端，侧面压臂的另一端转动安装在侧面压紧角座上、由侧面压紧气缸驱动转动下压。
13、进一步地，头部压紧组件包括头部压紧角座、头部压臂、头部压紧气缸及头部压紧板，头部压紧板固定在头部压臂的一端，头部压臂的另一端转动安装在头部压紧角座上、由头部压紧气缸驱动转动下压。
14、进一步地，尾部压紧组件包括尾部压紧角座、尾部压臂、尾部压紧气缸及尾部压紧块，尾部压紧块固定在尾部压臂的一端，尾部压臂的另一端转动安装在尾部压紧角座上、由尾部压紧气缸驱动转动下压。
15、进一步地，底座包括支腿和座体，座体由底板、顶板及四块侧板组成，底板、顶板及四块侧板围成的空腔内用于放置信号线及电缆，座体的四角设有吊环，座体的侧面设有电箱、阀箱及控制面板，座体顶板设有安装孔和过线孔。
16、一种铝合金超长焊缝焊接工艺，使用上述任意一种铝合金焊接工装，具体包括以下步骤：
17、(1)将第一铝合金零件放置到底座上，并使其底面支撑在第一支撑组件上，头部抵靠第一仿形定位件的第一仿形面；
18、(2)将第二铝合金零件套装在第一铝合金零件上，并使起其底面支撑在第二支撑组件上，头部抵靠第二仿形定位件的第三仿形面；第二铝合金零件与第一铝合金零件之间形成超长环形焊缝；
19、(3)启动仿形压紧气缸，仿形块伸出向前推动第一铝合金零件，使其头部抵紧第一弧形面，尾部抵紧仿形块的第二仿形面；
20、(4)启动侧面压紧组件的侧面压紧气缸，压紧板由侧面压紧气缸带动转动下压，将第二铝合金零件压紧在第二支撑面上；
21、(5)分别启动头部压紧组件和尾部压紧组件的头部压紧气缸和尾部压紧气缸，头部压紧组件的头部压紧板和尾部压紧组件的尾部压紧块分别由头部压紧气缸和尾部压紧气缸带动转动下压，将第一铝合金零件压紧在第一支撑面上；
22、(6)开始对第一铝合金零件和第二铝合金零件之间的超长环形焊缝进行焊接。
23、进一步地，当第二铝合金零件与第一铝合金零件之间形成超长环形焊缝在尾部开口时，采用3段焊接的方式，第1段焊缝从零件尾部一侧开始焊接，第2段焊缝从零件尾部另一侧开始焊接，第3段焊缝连接第1段焊缝和第2段焊缝。
24、本专利技术的有益效果：
25、1、通过采用由导热性能优良的材料制成的支撑板和若干压紧板，支撑板和压紧板贴合夹持铝合金零件，可以使得焊接过程中产生的热量快速地传递出去，从而有效减小焊接变形，同于由于超长焊缝的焊接热量大，又不至于使铝合金零件快速冷却，从而影响零件性能。
26、2、通过采用同轴设置的第一仿形定位件、第二仿形定位件和仿形块夹紧铝合金零件，可实现装夹时铝合金零件的自动导正定心，确保铝合金零件的定位装夹不会发生偏转，影响焊接质量。
27、3、常规的焊接工艺沿着焊接轨迹从起点走到终点，当整个焊缝为半封闭环形结构(头部封闭，尾部开口)，单侧焊接时，焊接应力的存在会将零件拉至首先焊接的一侧，从而导致另一侧尚未焊接的零件间间隙过大；在焊接另一侧时会出现各种焊接不良，如焊剂沿间隙流至焊接背面，焊缝塌陷，出现气孔，焊缝大小不一致，焊缝咬边，零件尺寸不良等。本专利技术通过采用3段焊接的方式，可以有效避免以上各种焊接不良现象的发生，提高焊接质量。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种铝合金焊接工装，其特征在于，包括底座(6)和安装在底座(6)上的第一支撑组件、第二支撑组件、第一仿形定位件(41)、第二仿形定位件(42)、侧面压紧组件、头部压紧组件(51)、尾部压紧组件(52)及仿形压紧组件(8)；
2.根据权利要求1所述的一种铝合金焊接工装，其特征在于，还包括第三支撑组件，第三支撑组件包括安装在在底座(6)上侧面的前侧、后侧、左侧和右侧的四个滑动组件，所述滑动组件包括滑轨、滑板、驱动滑板沿滑轨移动的滑动气缸，以及固定在滑板上的第二定位块，所有第二定位块的上侧面形成第一支撑面。
3.根据权利要求1或2所述的一种铝合金焊接工装，其特征在于，第一支撑组件包括若干个固定安装在底座(6)上侧面的第一定位块，所有第一定位块的上侧面形成第一支撑面。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金焊接工装，其特征在于，第二支撑组件包括第一支撑平板和第二支撑平板，第一支撑平板和第二支撑平板的上侧面形成第二支撑面；第一支撑平板和第二支撑平板的内侧面分别设置为与第一铝合金零件左右两侧面仿形的第一弧形面和第二弧形面。
5.根据权利要求1所
6.根据权利要求1所述的一种铝合金焊接工装，其特征在于，头部压紧组件(51)包括头部压紧角座(511)、头部压臂(512)、头部压紧气缸(513)及头部压紧板(514)，头部压紧板(514)固定在头部压臂(512)的一端，头部压臂(512)的另一端转动安装在头部压紧角座(511)上、由头部压紧气缸(513)驱动转动下压。
7.根据权利要求1所述的一种铝合金焊接工装，其特征在于，尾部压紧组件(52)包括尾部压紧角座(521)、尾部压臂(522)、尾部压紧气缸(523)及尾部压紧块(524)，尾部压紧块(524)固定在尾部压臂(522)的一端，尾部压臂(522)的另一端转动安装在尾部压紧角座(521)上、由尾部压紧气缸(523)驱动转动下压。
8.根据权利要求1所述的一种铝合金焊接工装，其特征在于，底座(6)包括支腿和座体，座体由底板、顶板及四块侧板组成，底板、顶板及四块侧板围成的空腔内用于放置信号线及电缆，座体的四角设有吊环，座体的侧面设有电箱、阀箱及控制面板，座体顶板设有安装孔和过线孔。
9.一种铝合金超长焊缝焊接工艺，其特征在于，使用权利要求1～8任意一项所述的一种铝合金焊接工装，具体包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种铝合金超长焊缝焊接工艺，其特征在于，当第二铝合金零件与第一铝合金零件之间形成超长环形焊缝在尾部开口时，采用3段焊接的方式进行焊接，第1段焊缝从零件尾部一侧开始焊接，第2段焊缝从零件尾部另一侧开始焊接，第3段焊缝连接第1段焊缝和第2段焊缝。
...【技术特征摘要】
1.一种铝合金焊接工装，其特征在于，包括底座(6)和安装在底座(6)上的第一支撑组件、第二支撑组件、第一仿形定位件(41)、第二仿形定位件(42)、侧面压紧组件、头部压紧组件(51)、尾部压紧组件(52)及仿形压紧组件(8)；
2.根据权利要求1所述的一种铝合金焊接工装，其特征在于，还包括第三支撑组件，第三支撑组件包括安装在在底座(6)上侧面的前侧、后侧、左侧和右侧的四个滑动组件，所述滑动组件包括滑轨、滑板、驱动滑板沿滑轨移动的滑动气缸，以及固定在滑板上的第二定位块，所有第二定位块的上侧面形成第一支撑面。
3.根据权利要求1或2所述的一种铝合金焊接工装，其特征在于，第一支撑组件包括若干个固定安装在底座(6)上侧面的第一定位块，所有第一定位块的上侧面形成第一支撑面。
4.根据权利要求1所述的一种铝合金焊接工装，其特征在于，第二支撑组件包括第一支撑平板和第二支撑平板，第一支撑平板和第二支撑平板的上侧面形成第二支撑面；第一支撑平板和第二支撑平板的内侧面分别设置为与第一铝合金零件左右两侧面仿形的第一弧形面和第二弧形面。
5.根据权利要求1所述的一种铝合金焊接工装，其特征在于，侧面压紧组件设有若干个，对称分布在第一、第二铝合金零件的两侧，每一侧面压紧组件都包括侧面压紧角座(311)、侧面压臂(312)、侧面压紧气缸(313)及压紧板(314)，压紧板(314)固定在侧面压臂(312)的一端，侧面压臂(312)的另一端转动安装在侧面压紧角座(311)上、由侧面压紧气缸(313)驱动转动下压。...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄海敏，戴新丰，崔万武，张峰，
申请(专利权)人：无锡华光汽车部件科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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。