一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺

技术领域

本发明涉及焊接夹具技术领域，尤其涉及一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺。

背景技术

铝合金的密度小、塑形高，具有优良的导电性能和导热性能，其表面能生成致密的氧化膜保护层，在大气中具有较好的耐蚀性能。通过对铝合金进行热挤压成型、焊接和热处理强化后，使得铝合金具有良好的综合力学性能和耐海水腐蚀性能。

目前在对铝合金进行精密焊接时存在以下问题：

铝合金其在焊接过程中存在材料线膨胀系数大，焊接后易产生翘曲变形，焊接时，由于焊缝两边母材内部残余应力状态不同，极易导致生产的铝合金焊件出现不规则变形甚至报废；

因此，亟需重新设计一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺，来解决焊接变形的问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺，包括：

工作台，所述工作台顶部一侧竖直安装有支架，且支架为L型，所述支架横边底部设置有焊枪，且支架横边顶部竖直安装有气缸，所述气缸的输出轴安装于焊枪顶部中心处；

夹具，所述夹具有两个并分别设置于工作台顶部两端上方，且工作台内部设有用于同时移动两个夹具的移动机构，所述工作台底部设有用于转动两个夹具的转动机构，且每个夹具上均设有焊件夹紧机构，两个所述夹具之间设有焊件防变形机构。

作为本发明的进一步技术方案，所述工作台底部两侧均固定安装有支板，且工作台顶部两端均安装有光栅，所述工作台一对称侧面顶端均安装有对称设置的支杆，且两个支杆顶端均安装有操作面板。

作为本发明的进一步技术方案，所述移动机构包括：连接板和丝杠，所述连接板有两个，且两个连接板分别滑动于工作台内部两端，两个所述夹具远离的侧面均开设有环形槽，且两个环形槽内部均转动安装有圆环，两个所述圆环远离的侧面均四端均固定安装有U型板，且四个U型板下横边四端分别安装于两个连接板远离的侧面四端。

作为本发明的进一步技术方案，所述丝杠转动安装于工作台内部，且丝杆表面通过螺纹连接于两个连接板内部，所述丝杠连接两个连接板的螺纹方向相反，且工作台内部一侧水平安装有第三电机，所述第三电机的输出轴安装于丝杠一端中心处。

作为本发明的进一步技术方案，所述转动机构包括：转杆，所述转杆水平转动于工作台下方，且转杆表面固定套接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮一侧啮合有第二锥齿轮，且工作台底部水平安装有第一电机，所述第一电机的输出轴安装于第二锥齿轮一侧中心处，且工作台两侧均设有用于连接转杆的连接机构。

作为本发明的进一步技术方案，所述连接机构包括：皮带，所述皮带竖直转动于工作台一侧，且皮带内部两端分别设有第一滑轮和第二滑轮，所述转杆一端固定安装于第二滑轮一侧中心处，且第二滑轮另一侧转动安装有固定板，所述固定板另一端安装于工作台一侧，且第一滑轮一侧水平固定安装有套筒，所述套筒一端通过花键连接有套杆，且套杆另一端安装于夹具一侧中心处，所述工作台顶部一端竖直固定安装有限位板，且限位板一侧开设贯穿并和套筒相适配的圆槽，所述套筒转动安装于圆槽内部。

作为本发明的进一步技术方案，所述焊件夹紧机构包括：夹块和条形板，所述夹块有两个并对称设置，且两个夹块分别滑动于夹具一侧两端，所述夹具内部两端均滑动有滑板，且两个滑板远离的侧面四端均安装有U型杆，四个所述U型杆另外四端分别安装于两个夹块远离的侧面四端。

作为本发明的进一步技术方案，所述条形板滑动于夹具内部并位于两个滑板之间，且条形板一对称侧面四端均铰接有铰接杆，四个所述铰接杆另外四端分别铰接于两个滑板对立的侧面四端，且夹具内部转动安装有丝杆，所述丝杆表面通过螺纹连接于条形板内部，且夹具内部安装有第二电机，所述第二电机的输出轴安装于丝杆一端中心处。

作为本发明的进一步技术方案，所述焊件防变形机构包括：护罩，所述护罩有四个，且四个护罩呈环形等间距分布，每个所述护罩外侧两端均铰接有活动杆，且每个活动杆另外一端均铰接有安装板，八个所述安装板分别固定安装于每个夹具四侧，位于上方的所述护罩顶部开设有开口，且开口两端均开设有坡口。

本发明，一种铝合金精密焊接变形控制工艺，包括以下步骤：

S1：首先把铝合金焊件置于两个夹块之间；

S2：通过第二电机带动丝杆转动，丝杆转动会带动条形板移动，条形板移动会带动四个铰接杆移动，四个铰接杆移动会带动两个滑板移动，两个滑板移动会带动四个U型杆移动，四个U型杆移动会带动两个夹块移动；

S3：对铝合金焊件固定好后，通过第三电机带动丝杠转动，丝杠转动会带动连接板移动，连接板移动会带动U型板移动，U型板移动会带动圆环移动，圆环移动会带动两个夹具移动；

S4：另外两个夹具移动还会带动八个安装板移动，八个安装板移动会带动八个活动杆移动，八个活动杆移动会带动四个护罩移动，从而可使四个护罩同步对铝合金焊件进行限位；

S5：当两个铝合金焊件抵接时，通过第一电机带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮转动会带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮转动会带动转杆转动，转杆转动会带动两个第二滑轮转动，两个第二滑轮转动会带动两个皮带转动，两个皮带转动会带动两个第一滑轮转动，两个第一滑轮转动会带动两个套筒转动，两个套筒转动会带动两个套杆转动，两个套杆转动会带动两个夹具转动，两个夹具转动会带动两个被固定的铝合金焊件同步转动；

S6：接着通过气缸带动焊枪下降经过开口对两个抵接的铝合金焊件进行焊接，并且铝合金焊件在转动时，开口处的坡口还会对铝合金焊件上的焊渣进行刮除清理。

本发明的有益效果为：

1.本发明，通过护罩的设置，可对焊接后的铝合金焊件进行限位，防止了焊接后的铝合金焊接产生形变，降低了焊接质量的情况发生，当对铝合金焊件固定好后，通过第三电机带动丝杠转动，丝杠转动会带动连接板移动，连接板移动会带动U型板移动，U型板移动会带动圆环移动，圆环移动会带动两个夹具移动，从而可使两个被固定的铝合金焊件进行抵接方便焊接，另外两个夹具移动还会带动八个安装板移动，八个安装板移动会带动八个活动杆移动，八个活动杆移动会带动四个护罩移动，从而可使四个护罩同步对铝合金焊件进行限位，避免了焊接时出现形变的情况发生，并且对铝合金焊件的抵接和防形变限位同步进行，进而提高了对铝合金焊接时的质量和效率。

2.本发明，通过套筒、套杆和皮带的设置，可同时带动两个被固定的焊件同步转动，保证了对铝合金焊件焊接时的同步性，进一步的保证了对铝合金焊接焊接的质量，当两个铝合金焊件抵接时，通过第一电机带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮转动会带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮转动会带动转杆转动，转杆转动会带动两个第二滑轮转动，两个第二滑轮转动会带动两个皮带转动，两个皮带转动会带动两个第一滑轮转动，两个第一滑轮转动会带动两个套筒转动，两个套筒转动会带动两个套杆转动，两个套杆转动会带动两个夹具转动，两个夹具转动会带动两个被固定的铝合金焊件同步转动，接着通过气缸带动焊枪下降经过开口对两个抵接的铝合金焊件进行焊接，并且铝合金焊件在转动时，开口处的坡口还会对铝合金焊件上的焊渣进行刮除清理，进而提高了该设备的使用效果。

3.本发明，通过夹块的设置，可对铝合金焊件进行固定，保证了铝合金焊件在焊接时的稳定性，首先把铝合金焊件置于两个夹块之间，通过第二电机带动丝杆转动，丝杆转动会带动条形板移动，条形板移动会带动四个铰接杆移动，四个铰接杆移动会带动两个滑板移动，两个滑板移动会带动四个U型杆移动，四个U型杆移动会带动两个夹块移动，从而可对铝合金焊件进行固定，进而提高了该设备的实用性。

附图说明

图1为本发明提出的一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺的结构示意图；

图2为本发明提出的一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺的后视结构示意图；

图3为本发明提出的一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺的圆环和环形槽分离结构示意图；

图4为本发明提出的一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺的仰视结构示意图；

图5为本发明提出的一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺的固定板和圆槽结构示意图；

图6为本发明提出的一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺的夹具两侧剖视结构示意图；

图7为本发明提出的一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺的夹具转动结构示意图；

图8为本发明提出的一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺的护罩结构示意图；

图9为本发明提出的一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺的工作台剖视截面示意图；

图10为本发明提出的一种铝合金精密焊接变形控制装置及工艺的皮带及其连接结构示意图。

图中：1、工作台；2、支架；3、气缸；4、夹具；5、光栅；6、操作面板；7、U型板；8、套筒；9、套杆；10、皮带；11、夹块；12、U型杆；13、护罩；14、活动杆；15、限位板；16、圆环；17、环形槽；18、焊枪；19、转杆；20、第一锥齿轮；21、第二锥齿轮；22、第一电机；23、滑板；24、条形板；25、铰接杆；26、丝杆；27、第二电机；28、开口；29、坡口；30、连接板；31、丝杠；32、第三电机；33、第一滑轮；34、第二滑轮；35、固定板；36、支板；37、支杆；38、圆槽；39、安装板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

参照图1-10，一种铝合金精密焊接变形控制装置，包括：工作台1和夹具4，工作台1顶部一侧竖直安装有支架2，且支架2为L型，支架2横边底部设置有焊枪18，且支架2横边顶部竖直安装有气缸3，气缸3的输出轴安装于焊枪18顶部中心处，夹具4有两个并分别设置于工作台1顶部两端上方，且工作台1内部设有用于同时移动两个夹具4的移动机构，工作台1底部设有用于转动两个夹具4的转动机构，且每个夹具4上均设有焊件夹紧机构，两个夹具4之间设有焊件防变形机构，通过该设备的设置，可在对两个铝合金焊件抵接的同时，使四个护罩13对铝合金焊件抵接处进行防变形防护，保证了铝合金焊接时不会翘曲，提高了焊接时的质量。

参照图1和图2，在一个优选的实施方式中，工作台1底部两侧均固定安装有支板36，且工作台1顶部两端均安装有光栅5，工作台1一对称侧面顶端均安装有对称设置的支杆37，且两个支杆37顶端均安装有操作面板6，光栅5为现有的成熟技术，本文件未对其做出任何改进，因此，不在本文件做出过多的赘述。

参照图9和图3，在一个优选的实施方式中，移动机构包括：连接板30和丝杠31，连接板30有两个，且两个连接板30分别滑动于工作台1内部两端，两个夹具4远离的侧面均开设有环形槽17，且两个环形槽17内部均转动安装有圆环16，两个圆环16远离的侧面均四端均固定安装有U型板7，且四个U型板7下横边四端分别安装于两个连接板30远离的侧面四端，丝杠31转动安装于工作台1内部，且丝杆31表面通过螺纹连接于两个连接板30内部，丝杠31连接两个连接板30的螺纹方向相反，且工作台1内部一侧水平安装有第三电机32，第三电机32的输出轴安装于丝杠31一端中心处，通过移动机构的设置，用于使两个被固定的铝合金焊件抵接，通过环形槽17和圆环16的设置，使得对夹具4的移动和转动不会相互阻碍。

参照图7和图3，在一个优选的实施方式中，转动机构包括：转杆19，转杆19水平转动于工作台1下方，且转杆19表面固定套接有第一锥齿轮20，第一锥齿轮20一侧啮合有第二锥齿轮21，且工作台1底部水平安装有第一电机22，第一电机22的输出轴安装于第二锥齿轮21一侧中心处，且工作台1两侧均设有用于连接转杆19的连接机构，通过转动机构的设置，用于使两个夹具4带动两个被固定的铝合金焊件进行转动。

参照图10、图4和图5，在一个优选的实施方式中，连接机构包括：皮带10，皮带10竖直转动于工作台1一侧，且皮带10内部两端分别设有第一滑轮33和第二滑轮34，转杆19一端固定安装于第二滑轮34一侧中心处，且第二滑轮34另一侧转动安装有固定板35，固定板35另一端安装于工作台1一侧，且第一滑轮33一侧水平固定安装有套筒8，套筒8一端通过花键连接有套杆9，且套杆9另一端安装于夹具4一侧中心处，工作台1顶部一端竖直固定安装有限位板15，且限位板15一侧开设贯穿并和套筒8相适配的圆槽38，套筒8转动安装于圆槽38内部，通过连接机构的设置，用于使转杆19转动能够带动夹具4转动，通过套筒8和套杆9的设置，用于不影响夹具4的移动和转动。

参照图6、图3和图2，在一个优选的实施方式中，焊件夹紧机构包括：夹块11和条形板24，夹块11有两个并对称设置，且两个夹块11分别滑动于夹具4一侧两端，夹具4内部两端均滑动有滑板23，且两个滑板23远离的侧面四端均安装有U型杆12，四个U型杆12另外四端分别安装于两个夹块11远离的侧面四端，条形板24滑动于夹具4内部并位于两个滑板23之间，且条形板24一对称侧面四端均铰接有铰接杆25，四个铰接杆25另外四端分别铰接于两个滑板23对立的侧面四端，且夹具4内部转动安装有丝杆26，丝杆26表面通过螺纹连接于条形板24内部，且夹具4内部安装有第二电机27，第二电机27的输出轴安装于丝杆26一端中心处，通过焊件夹紧机构的设置，用于对待焊接的铝合金焊件进行固定，使得铝合金焊件在焊接时，不会随意晃动，提高了焊机的稳定性。

参照图4、图8和图3，在一个优选的实施方式中，焊件防变形机构包括：护罩13，护罩13有四个，且四个护罩13呈环形等间距分布，每个护罩13外侧两端均铰接有活动杆14，且每个活动杆14另外一端均铰接有安装板39，八个安装板39分别固定安装于每个夹具4四侧，位于上方的护罩13顶部开设有开口28，且开口28两端均开设有坡口29，通过焊件防变形机构的设置，用于对铝合金焊件焊接后的部位进行裹覆，保证了铝合金焊件焊接后不会出现变形的情况。

本发明，一种铝合金精密焊接变形控制工艺，包括以下步骤：

S1：首先把铝合金焊件置于两个夹块11之间；

S2：通过第二电机27带动丝杆26转动，丝杆26转动会带动条形板24移动，条形板24移动会带动四个铰接杆25移动，四个铰接杆25移动会带动两个滑板23移动，两个滑板23移动会带动四个U型杆12移动，四个U型杆12移动会带动两个夹块11移动；

S3：对铝合金焊件固定好后，通过第三电机32带动丝杠32转动，丝杠32转动会带动连接板30移动，连接板30移动会带动U型板7移动，U型板7移动会带动圆环16移动，圆环16移动会带动两个夹具4移动；

S4：另外两个夹具4移动还会带动八个安装板39移动，八个安装板39移动会带动八个活动杆14移动，八个活动杆14移动会带动四个护罩13移动，从而可使四个护罩13同步对铝合金焊件进行限位；

S5：当两个铝合金焊件抵接时，通过第一电机22带动第二锥齿轮21转动，第二锥齿轮21转动会带动第一锥齿轮20转动，第一锥齿轮20转动会带动转杆19转动，转杆19转动会带动两个第二滑轮34转动，两个第二滑轮34转动会带动两个皮带10转动，两个皮带10转动会带动两个第一滑轮33转动，两个第一滑轮33转动会带动两个套筒8转动，两个套筒8转动会带动两个套杆9转动，两个套杆9转动会带动两个夹具4转动，两个夹具4转动会带动两个被固定的铝合金焊件同步转动；

S6：接着通过气缸3带动焊枪18下降经过开口28对两个抵接的铝合金焊件进行焊接，并且铝合金焊件在转动时，开口28处的坡口29还会对铝合金焊件上的焊渣进行刮除清理。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：首先把铝合金焊件置于两个夹块11之间，通过第二电机27带动丝杆26转动，丝杆26转动会带动条形板24移动，条形板24移动会带动四个铰接杆25移动，四个铰接杆25移动会带动两个滑板23移动，两个滑板23移动会带动四个U型杆12移动，四个U型杆12移动会带动两个夹块11移动，从而可对铝合金焊件进行固定，对铝合金焊件固定好后，通过第三电机32带动丝杠32转动，丝杠32转动会带动连接板30移动，连接板30移动会带动U型板7移动，U型板7移动会带动圆环16移动，圆环16移动会带动两个夹具4移动，从而可使两个被固定的铝合金焊件进行抵接方便焊接，另外两个夹具4移动还会带动八个安装板39移动，八个安装板39移动会带动八个活动杆14移动，八个活动杆14移动会带动四个护罩13移动，从而可使四个护罩13同步对铝合金焊件进行限位，避免了焊接时出现形变的情况发生，并且对铝合金焊件的抵接和防形变限位同步进行，当两个铝合金焊件抵接时，通过第一电机22带动第二锥齿轮21转动，第二锥齿轮21转动会带动第一锥齿轮20转动，第一锥齿轮20转动会带动转杆19转动，转杆19转动会带动两个第二滑轮34转动，两个第二滑轮34转动会带动两个皮带10转动，两个皮带10转动会带动两个第一滑轮33转动，两个第一滑轮33转动会带动两个套筒8转动，两个套筒8转动会带动两个套杆9转动，两个套杆9转动会带动两个夹具4转动，两个夹具4转动会带动两个被固定的铝合金焊件同步转动，接着通过气缸3带动焊枪18下降经过开口28对两个抵接的铝合金焊件进行焊接，并且铝合金焊件在转动时，开口28处的坡口29还会对铝合金焊件上的焊渣进行刮除清理，进而提高了该设备的使用效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。