一种基于焊接辅助装置的箱体焊接方法及焊接辅助装置

本申请是申请号为2022102150718专利申请的分案申请(原申请的申请日为2022年3月7日，发明名称为一种焊接辅助装置及箱体焊接方法)。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种基于焊接辅助装置的箱体焊接方法及焊接辅助装置。

背景技术

双层试验箱用于汽车电池等进行温度、湿度等环境模拟试验；双层试验箱可以节省试验箱的占地空间，提升试验样品的数量。现有的双层试验箱的箱体主要包括上板、下板、左板、右板、上隔板和下隔板，其中，上板、下板、左板和右板组成框体结构，上隔板和下隔板平行间隔焊接至左板和右板之间，所述箱体的制作流程为：用激光对钣金切割/开孔；钣金折弯；钣金对接与焊接；打磨烤漆。在钣金对接和焊接环节中，整个箱体由于焊接应力收缩，容易导致箱体缩腰(参见图1)，无法满足产品设计要求。

为了解决焊接应力收缩导致箱体缩腰问题，目前的解决方案为在焊接前先在箱体腰部上隔板和下隔板之间焊接一个支撑筋，在完成箱体两侧的焊缝后再移除该支撑筋，此作业方式导致浪费焊接物料和能源，支撑筋焊接和移除花费额外工时，此外，还存在支撑筋移除后在箱体表面焊接处造成凸凹不平。

因此，亟待需要一种基于焊接辅助装置的箱体焊接方法及焊接辅助装置以解决上述问题。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种焊接辅助装置，以解决现有技术中通过焊接支撑筋产生的问题，通过采用焊接辅助装置以及合适的焊接方法，可以减少箱体焊接时的焊接应力变形，提升作业效率和焊接质量。

本发明的另一个目的在于提供一种基于焊接辅助装置的箱体焊接方法，通过应用上述焊接辅助装置，能够避免箱体腰部收缩，缩短箱体加工时长，提高箱体表面质量。

为实现上述目的，提供以下技术方案：

第一方面，提供一种基于焊接辅助装置的箱体焊接方法，用于辅助箱体的焊接，所述箱体包括框体、上隔板和下隔板，所述框体包括依次垂直连接的上板、右板、下板和左板，所述上隔板和所述下隔板平行间隔固定于所述框体内，且所述上隔板与所述上板平行设置，所述焊接辅助装置包括：

支撑主体；

第一正面限位组件，固定于所述支撑主体的正面上，用于所述左板的正面端面宽度方向限位配合；

第二正面限位组件，固定于所述支撑主体的正面上，用于所述右板的正面端面宽度方向限位配合；

所述箱体焊接方法包括如下步骤：

S100、组装上板、左板和右板，并点焊所述上板与所述左板之间的固定连接边X1，点焊所述上板与所述右板之间的固定连接边X2；

S200、组装上隔板和下隔板，并点焊所述上隔板与所述左板之间的固定连接边X5，点焊所述上隔板与所述右板之间的固定连接边X6，点焊所述下隔板与所述左板之间的固定连接边X7，点焊所述下隔板与所述右板之间的固定连接边X8；

S300、安装焊接辅助装置，所述第一正面限位组件与所述左板的正面端面限位配合，所述第二正面限位组件与所述右板的正面端面限位配合；

S400、组装下板、左板和右板，并点焊所述下板与所述右板之间的固定连接边X3，点焊所述下板与所述左板之间的固定连接边X4；

S500、依次满焊焊接固定连接边X1～X4的正面，依次满焊焊接固定连接边X5～X6的正面，依次满焊焊接固定连接边X7～X8的正面；

S600、焊接缝冷却后取下所述焊接辅助装置。

作为所述基于焊接辅助装置的箱体焊接方法的可选方案，所述第一正面限位组件包括第一正面限位件和第二正面限位件，所述第一正面限位件和所述第二正面限位件平行间隔且垂直固定于所述支撑主体上，所述第一正面限位件和所述第二正面限位件之间的间距与所述左板的正面端面的宽度相等。

作为所述基于焊接辅助装置的箱体焊接方法的可选方案，所述第二正面限位组件包括第三正面限位件和第四正面限位件，所述第三正面限位件和所述第四正面限位件平行间隔且垂直固定于所述支撑主体上，所述第三正面限位件和所述第四正面限位件之间的间距与所述右板的正面端面的宽度相等。

作为所述基于焊接辅助装置的箱体焊接方法的可选方案，所述支撑主体的长度能够调节或所述支撑主体的长度保持不变。

作为所述基于焊接辅助装置的箱体焊接方法的可选方案，所述第一正面限位件、所述第二正面限位件、所述第三正面限位件、所述第四正面限位件、所述支撑主体均采用方形钢管制成。

作为所述基于焊接辅助装置的箱体焊接方法的可选方案，所述第一正面限位件、所述第二正面限位件、所述第三正面限位件、所述第四正面限位件均通过焊接方式固定于所述支撑主体上。

作为所述基于焊接辅助装置的箱体焊接方法的可选方案，所述支撑主体的长度为所述左板的外壁至所述右板的外壁之间的长度。

作为所述基于焊接辅助装置的箱体焊接方法的可选方案，所述固定连接边X1～X4正面的满焊焊接方向为从所述箱体内向所述箱体外焊接。

第二方面，提供一种焊接辅助装置，用于辅助箱体的焊接，所述箱体包括框体、上隔板和下隔板，所述框体包括依次垂直连接的上板、右板、下板和左板，所述上隔板和所述下隔板平行间隔固定于所述框体内，且所述上隔板与所述上板平行设置，所述焊接辅助装置包括：

支撑主体；

第一正面限位组件，固定于所述支撑主体的正面上，用于所述左板的正面端面宽度方向限位配合，所述第一正面限位组件包括第一正面限位件和第二正面限位件；

第二正面限位组件，固定于所述支撑主体的正面上，用于所述右板的正面端面宽度方向限位配合；

第一反面限位组件，固定于所述支撑主体的反面上，用于所述左板的反面端面宽度方向限位配合，所述第一反面限位组件包括第一反面限位件和第二反面限位件；

第二反面限位组件，固定于所述支撑主体的反面上，用于所述右板的反面端面宽度方向限位配合；

所述第一正面限位件和所述第二正面限位件之间的距离与所述第一反面限位件和所述第二反面限位件之间的距离不相同。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明提供的焊接辅助装置，包括支撑主体、第一正面限位组件、第二正面限位组件、第一反面限位组件和第二反面限位组件，第一正面限位组件固定于支撑主体的正面上，用于左板的正面端面宽度方向限位配合；第二正面限位组件固定于支撑主体的正面上，用于右板的正面端面宽度方向限位配合；第一反面限位组件固定于支撑主体的反面上，用于左板的反面端面宽度方向限位配合；第二反面限位组件固定于支撑主体的反面上，用于右板的反面端面宽度方向限位配合，在箱体组装和焊接时起定位和固定作用，无需在箱体上焊接支撑梁，即可实现在焊接箱体时防止箱体腰部应力收缩变形，缩短箱体加工时长，提高箱体表面质量。

本发明提供的箱体焊接方法，通过应用上述焊接辅助装置，能够避免箱体腰部收缩，缩短箱体加工时长，提高箱体表面质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术提供的焊接工艺箱体腰部收缩示意图；

图2为本发明实施例提供的箱体正面的结构示意图一；

图3为本发明实施例提供的箱体正面的结构示意图二；

图4为本发明实施例提供的箱体反面的结构示意图一；

图5为本发明实施例提供的箱体反面的结构示意图二；

图6为本发明实施例提供的焊接辅助装置的结构示意图。

附图标记：

10-上板；20-下板；30-左板；40-右板；50-上隔板；60-下隔板；

1-支撑主体；

2-第一正面限位组件；21-第一正面限位件；22-第二正面限位件；

3-第二正面限位组件；31-第三正面限位件；32-第四正面限位件；

4-第一反面限位组件；41-第一反面限位件；42-第二反面限位件；

5-第二反面限位组件；51-第三反面限位件；52-第四反面限位件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以是间接连接；可以是机械连接，也可以是电连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本实施例提供一种焊接辅助装置，主要用于辅助箱体的焊接，避免箱体在焊接加工时发生腰部收缩现象，保证箱体的质量。需要说明的是，箱体可以是电池领域的双层试验箱，也可以是通过焊接成型的其他箱体。

如图2-图5所示，箱体包括框体、上隔板50和下隔板60，框体包括依次垂直连接的上板10、右板40、下板20和左板30，上隔板50和下隔板60平行间隔固定于框体内，且上隔板50与上板10平行设置。

如图6所示，焊接辅助装置包括支撑主体1、第一正面限位组件2、第二正面限位组件3、第一反面限位组件4和第二反面限位组件5，第一正面限位组件2固定于支撑主体1的正面上，用于左板30的正面端面宽度方向限位配合；第二正面限位组件3固定于支撑主体1的正面上，用于右板40的正面端面宽度方向限位配合；第一反面限位组件4固定于支撑主体1的反面上，用于左板30的反面端面宽度方向限位配合；第二反面限位组件5固定于支撑主体1的反面上，用于右板40的反面端面宽度方向限位配合，在箱体组装和焊接时起定位和固定作用，无需在箱体上焊接支撑梁，即可实现在焊接箱体时防止箱体腰部应力收缩变形，缩短箱体加工时长，提高箱体表面质量。

优选地，第一正面限位组件2包括第一正面限位件21和第二正面限位件22，第一正面限位件21和第二正面限位件22平行间隔且垂直固定于支撑主体1上，第一正面限位件21和第二正面限位件22之间的间距与左板30的正面端面的宽度相等，以便于左板30的正面端面能够卡入第一正面限位件21和第二正面限位件22之间。

示例性地，左板30的正面端面宽度为D11，第一正面限位件21和第二正面限位件22之间的距离为D11，从而使左板30的正面端面能够卡设在第一正面限位件21和第二正面限位件22之间。需要说明的是，实际加工过程中，为了避免因加工误差造成的左板30的正面端面无法卡入第一正面限位件21和第二正面限位件22之间，通常在设计时，第一正面限位件21和第二正面限位件22之间的间距略微大于D11。

优选地，第二正面限位组件3包括第三正面限位件31和第四正面限位件32，第三正面限位件31和第四正面限位件32平行间隔且垂直固定于支撑主体1上，第三正面限位件31和第四正面限位件32之间的间距与右板40的正面端面的宽度相等，以便于右板40的正面端面能够卡入第三正面限位件31和第四正面限位件32之间。

示例性地，右板40的正面端面宽度为D21，第三正面限位件31和第四正面限位件32之间的距离为D21，从而使右板40的正面端面能够卡设在第三正面限位件31和第四正面限位件32之间。需要说明的是，实际加工过程中，为了避免因加工误差造成的右板40的正面端面无法卡入第三正面限位件31和第四正面限位件32之间，通常在设计时，第三正面限位件31和第四正面限位件32之间的间距略微大于D21。

优选地，第一反面限位组件4包括第一反面限位件41和第二反面限位件42，第一反面限位件41和第二反面限位件42平行间隔且垂直固定于支撑主体1上，第一反面限位件41和第二反面限位件42之间的间距与左板30的反面端面的宽度相等，以便于左板30的反面端面能够卡入第一反面限位件41和第二反面限位件42之间。

示例性地，左板30的反面端面宽度为D12，第一反面限位件41和第二反面限位件42之间的距离为D12，从而使左板30的反面端面能够卡设在第一反面限位件41和第二反面限位件42之间。需要说明的是，实际加工过程中，为了避免因加工误差造成的左板30的反面端面无法卡入第一反面限位件41和第二反面限位件42之间，通常在设计时，第一反面限位件41和第二反面限位件42之间的间距略微大于D12。

优选地，第二反面限位组件5包括第三反面限位件51和第四反面限位件52，第三反面限位件51和第四反面限位件52平行间隔且垂直固定于支撑主体1上，第三反面限位件51和第四反面限位件52之间的间距与右板40的反面端面的宽度相等，以便于右板40的反面端面能够卡入第三反面限位件51和第四反面限位件52。

示例性地，右板40的反面端面宽度为D22，第三反面限位件51和第四反面限位件52之间的距离为D22，从而使右板40的反面端面能够卡设在第三反面限位件51和第四反面限位件52之间。需要说明的是，实际加工过程中，为了避免因加工误差造成的右板40的反面端面无法卡入第三反面限位件51和第四反面限位件52之间，通常在设计时，第三反面限位件51和第四反面限位件52之间的间距略微大于D22。

示例性地，第一正面限位件21、第二正面限位件22、第三正面限位件31、第四正面限位件32、第一反面限位件41、第二反面限位件42、第三反面限位件51和第四反面限位件52均采用方形钢管，且上述部件均通过焊接方式固定于支撑主体1上，通过焊接方式使焊接辅助装置具有更好的刚性。

在本实施例中，D11与D12不相等，因此，第一正面限位件21和第二正面限位件22之间的距离与第一反面限位件41和第二反面限位件42之间的距离不相同。示例性地，D11＜D12。D12与D22不相等，因此，第三正面限位件31和第四正面限位件32之间的距离与第三反面限位件51和第四反面限位件52之间的距离不相同。示例性地，D12＜D22。

可选地，支撑主体1的长度能够调整，以便适用不同大小的箱体焊接，增加其应用的场景。

可选地，焊接辅助装置可采用强度刚度较高的材料制成，以保证焊接辅助装置能够支撑箱体避免在焊接应力下发生变形收缩。优选地，焊接辅助装置采用钢质材料制成，比如可由方形钢管焊接而成。

进一步地，支撑主体1采用方形钢管制成。支撑主体1的长度为左板30的外壁至右板40的外壁之间的长度。

示例性地，支撑主体1采用的方形钢管为边长不小于2cm，厚度不小于1.5mm的方形钢管。边长不小于2cm、厚度不小于1.5mm的方形钢管可以保证强度以及更好地支撑和固定箱体组装和焊接。

进一步地，通过在支撑主体1的一端焊接一方形钢管，其中，该方形钢管的一端超出支撑主体1形成第一正面限位件21，与第一正面限位件21相距不远的地方焊接一方形钢管形成第二正面限位件22；该方形钢管的另一端超出支撑主体1形成第一反面限位件41，与第一反面限位件41相距不远的地方焊接一方形钢管形成第二反面限位件42。同理，通过在支撑主体1的另一端焊接一方形钢管，其中，该方形钢管的一端超出支撑主体1形成第三正面限位件31，与第三正面限位件31相距不远的地方焊接一方形钢管形成第四正面限位件32；该方形钢管的另一端超出支撑主体1形成第三反面限位件51，与第三反面限位件51相距不远的地方焊接一方形钢管形成第四反面限位件52。该设计可节省材料，还可以便于焊接辅助装置的存放。

本实施例还提供了一种箱体焊接方法，采用如上所述焊接辅助装置，参见图2-图6，所述箱体焊接方法包括如下步骤：

S100、组装上板10、左板30和右板40，并点焊上板10与左板30之间的固定连接边X1，点焊上板10与右板40之间的固定连接边X2；

S200、组装上隔板50和下隔板60，并点焊上隔板50与左板30之间的固定连接边X5，点焊上隔板50与右板40之间的固定连接边X6，点焊下隔板60与左板30之间的固定连接边X7，点焊下隔板60与右板40之间的固定连接边X8；

S300、安装焊接辅助装置，第一正面限位组件2与左板30的正面端面限位配合，第二正面限位组件3与右板40的正面端面限位配合；

S400、组装下板20、左板30和右板40，并点焊下板20与右板40之间的固定连接边X3，点焊下板20与左板30之间的固定连接边X4；

S500、依次满焊焊接固定连接边X1～X4的正面，依次满焊焊接固定连接边X5～X6的正面，依次满焊焊接固定连接边X7～X8的正面；

S600、焊接缝冷却后取下焊接辅助装置；

S700、箱体翻转180°；

S800、安装焊接辅助装置，第一反面限位组件4与左板30的反面端面限位配合，第二反面限位组件5与右板40的反面端面限位配合；

S900、依次满焊焊接固定连接边X1～X4的反面，依次满焊焊接固定连接边X5～X6的反面，依次满焊焊接固定连接边X7～X8的反面；

S1000、焊接缝冷却后取下焊接辅助装置。

通过上述箱体焊接方法，能够避免箱体腰部收缩，缩短箱体加工时长，提高箱体表面质量。

优选地，固定连接边X1～X4正面的满焊焊接方向为从箱体内向箱体外焊接，可以降低焊接应力的变形。

优选地，固定连接边X1～X4反面的满焊焊接方向为从箱体内向箱体外焊接，可以降低焊接应力的变形。

优选地，固定连接边X5～X8正面的满焊焊接方向及固定连接边X5～X8反面的满焊焊接方向一致，此作业模式可以减少箱体焊接的变形。

示例性地，固定连接边X5～X8正面的满焊焊接方向及固定连接边X5～X8反面的满焊焊接方向均为从箱体上方向箱体下方焊接。在其他实施例中，固定连接边X5～X8正面的满焊焊接方向及固定连接边X5～X8反面的满焊焊接方向均为从箱体下方向箱体上方焊接。

优选地，在步骤S600和步骤S1000中，冷却时间可以为1～2分钟，以便保证焊接应力释放完成后移除焊接辅助装置，可减少箱体变形。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所说的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。