專利名稱：積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種焊接夾具，具體涉及一種用于盒形件進(jìn)行攪拌摩擦焊接時(shí)所 用的，采用積木式結(jié)構(gòu)方式的夾具。
背景技術(shù)：
攪拌摩擦焊技術(shù)是近年來新興的一項(xiàng)固相連接技術(shù)，主要應(yīng)用于鋁合金板材拼 接、型材成型、環(huán)向焊縫焊接等，可實(shí)現(xiàn)各種鋁合金等強(qiáng)度連接。該技術(shù)在鋁合金產(chǎn)品上得 到了廣泛應(yīng)用。但攪拌摩擦焊技術(shù)所必備的三項(xiàng)技術(shù)包括攪拌頭結(jié)構(gòu)、有效工藝參數(shù)及合 理的夾具結(jié)構(gòu)。夾具結(jié)構(gòu)的合理性直接影響到產(chǎn)品的焊接質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本及勞動(dòng) 強(qiáng)度，攪拌摩擦焊的夾具結(jié)構(gòu)同樣是制約此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。目前，鋁合金直焊縫攪拌摩擦焊夾具結(jié)構(gòu)主要采用是平板加壓板結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)存 在明顯缺陷，主要表現(xiàn)在焊接過程中，產(chǎn)品沒有側(cè)面定位，在焊接過程中較大頂鍛力作用 下，焊縫開裂，導(dǎo)致焊接處塌陷，無法保證焊接質(zhì)量，且該結(jié)構(gòu)在焊接盒形件時(shí)沒有通用性， 焊接一件盒形件需要3套以上夾具，這樣導(dǎo)致產(chǎn)品與夾具的裝配及拆卸過程復(fù)雜，工作效 率很低，難于適應(yīng)批量生產(chǎn)需要。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的是在鋁合金盒形件焊接過程中較大頂鍛力作用下，焊縫開 裂，導(dǎo)致焊接處塌陷，無法保證焊接質(zhì)量的問題，從而提供一種種提高產(chǎn)品焊接質(zhì)量、提升 生產(chǎn)效率、降低成本及勞動(dòng)強(qiáng)度的積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具，包括底 座，主支撐與底座連接，底支撐底部與底座連接，側(cè)面與主支撐相配合，側(cè)墊板置于盒形件 底板和底支撐之間，將底墊板墊于盒形件底板下方，壓板壓于盒形件側(cè)板上表面，側(cè)墊板位 于盒形件側(cè)板側(cè)面；夾具的弓形壓板安裝在側(cè)引焊支撐和主支撐上，側(cè)引焊支撐和端面支撐上裝有引 焊板；夾具的側(cè)墊板放置在盒形焊接件的端板和側(cè)支撐之間，長(zhǎng)壓板安裝在輔支撐上， 底墊板通過側(cè)支撐和長(zhǎng)壓板上螺栓固定在盒形焊接件的端板下面，引焊板分別安裝到輔支 撐的安裝槽內(nèi)。所述主支撐是焊接盒形件側(cè)面長(zhǎng)焊縫時(shí)的定位安裝件，與底座通過螺栓連接。主支撐采用整體結(jié)構(gòu)或多塊拼塊拼接而成，為懸臂式結(jié)構(gòu)。所述的底支撐是焊接時(shí)的底板壓緊部件，由多塊拼接而成。所述側(cè)壓板、頂壓板是壓緊部件，通過螺栓安裝到主支撐上。所述側(cè)墊板墊在底支撐、側(cè)引焊支撐、端面支撐、側(cè)支撐與盒形件之間。所述側(cè)引焊支撐是盒形件側(cè)面焊縫焊接時(shí)的底板壓緊部件，也是焊接時(shí)引焊板的 定位支撐部件，與底座通過螺栓連接。[0014]所述弓形壓板是將側(cè)弓ι焊支撐和主支撐夾緊的夾持件。所述輔支撐是盒形件底面焊縫焊接時(shí)的定位安裝件，其也是焊接時(shí)引焊板的定位 支撐部件，與底座通過螺栓連接。本實(shí)用新型提供的積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具，采用積木式結(jié)構(gòu)，能對(duì)盒形 件進(jìn)行有效定位、夾持，保證盒形件內(nèi)外表面緊密貼合，保證在進(jìn)行攪拌焊接時(shí)具有足夠的 剛性，有效解決了盒形產(chǎn)品焊接不易定位的問題，又解決了專用夾具結(jié)構(gòu)笨重、夾具裝拆困 難和產(chǎn)品裝拆困難等問題，在保證焊縫質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，夾具具有較強(qiáng)的通用性；本實(shí)用 新型結(jié)構(gòu)新穎，加工工藝性好，成本低，便于人工操作，生產(chǎn)效率高。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。


圖1為U形件示意圖，即焊接狀態(tài)一；圖2為盒形件，即焊接狀態(tài)二 ；圖3為盒形件，即焊接狀態(tài)三；圖4為焊接狀態(tài)一時(shí)本實(shí)用新型三維圖；圖5為焊接狀態(tài)一時(shí)本實(shí)用新型主視圖；圖6為焊接狀態(tài)一時(shí)本實(shí)用新型左視圖；圖7為焊接狀態(tài)二時(shí)本實(shí)用新型三維圖；圖8為焊接狀態(tài)二時(shí)本實(shí)用新型主視圖；圖9為焊接狀態(tài)二時(shí)本實(shí)用新型左視圖；
圖10為焊接狀態(tài)三時(shí)本實(shí)用新型三維圖；
圖11為焊接狀態(tài)三時(shí)本實(shí)用新型主視圖；
圖12為焊接狀態(tài)三時(shí)本實(shí)用新型左視圖。圖中標(biāo)記、1、底座，2、主支撐，3、底墊板，4、底支撐、5、側(cè)壓板，6、頂壓板，7、側(cè)墊 板，8、側(cè)引焊支撐，9、端面支撐、10、弓形壓板，11、側(cè)支撐，12、長(zhǎng)壓板，13、輔支撐，14、側(cè)板， 15、底板，16，兩直焊縫，17、端板，18、四條直焊縫，19、兩直焊縫，20、U形件。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型所焊接的盒形件一般由一塊底板15、二塊側(cè)板14和二塊端板17焊接 而成，其焊接工藝過程如下，先焊接一塊側(cè)板14和一塊底板15，再焊接另一塊側(cè)板14與底 板15成U形件20，產(chǎn)品狀態(tài)見
圖1 ；再組合2塊端板17，先后焊接端板與側(cè)板對(duì)合處4條焊 縫16，產(chǎn)品狀態(tài)見圖2 ；最后焊接端板17與側(cè)板14對(duì)合處2條焊縫19，產(chǎn)品狀態(tài)見圖3。本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)形式根據(jù)盒形件焊接工藝過程可組合成三種焊接狀態(tài)。焊接狀態(tài)一見圖4、圖5、圖6所示，組合后主要結(jié)構(gòu)包括底座1、主支撐2、底墊板 3、底支撐4、側(cè)壓板5、頂壓板6和側(cè)墊板7。焊接狀態(tài)二 見圖7、圖8、圖9所示，組合后主要結(jié)構(gòu)包括底座1、主支撐2、底墊板 3、側(cè)引焊支撐8、端面支撐9和弓形壓板10。焊接狀態(tài)三見
圖10、
圖11、
圖12所示，組合后主要結(jié)構(gòu)包括底座1、底墊板3、側(cè) 墊板7、側(cè)支撐11、長(zhǎng)壓板12和輔支撐13。[0036]本實(shí)用新型具體結(jié)構(gòu)如下焊接夾具由各功能件組件類似搭積木一樣組合而成，其功能組件包括底座1、主支 撐2、底墊板3、底支撐4、側(cè)壓板5、頂壓板6、側(cè)墊板7、側(cè)引焊支撐8、端面支撐9、弓形壓板 10、側(cè)支撐11、長(zhǎng)壓板12和輔支撐13。底座1是夾具基礎(chǔ)件，所有其他功能組件均安裝在底座1上，基礎(chǔ)件與攪拌摩擦焊 接設(shè)備可靠連接，其由鋼板和鋼管焊接而成，底座1上表面有若干安裝螺紋孔，具體依據(jù)需 要設(shè)置。主支撐2是焊接盒形件側(cè)面長(zhǎng)焊縫時(shí)的定位安裝件，其由鋼板焊接而成，與底座 1靠螺栓連接，是主要承受焊接頂鍛力部件，必須保證足夠的強(qiáng)度和剛性，主支撐2可采用 整體結(jié)構(gòu)，也可由多塊拼塊拼接而成，根據(jù)盒形產(chǎn)品焊縫長(zhǎng)度決定拼塊數(shù)量，其為懸臂式結(jié) 構(gòu)，保證焊接U形件20時(shí)有足夠空間，懸臂長(zhǎng)度根據(jù)U形件20的側(cè)板14寬度確定。底墊板3是盒形件焊接時(shí)底部支撐件，用于防止焊接時(shí)產(chǎn)品在焊接頂鍛力作用下 變形，其可由多塊拼接而成，拼塊數(shù)量根據(jù)產(chǎn)品長(zhǎng)度確定。底支撐4是U形件20焊接時(shí)的底板壓緊部件，其由鋼板焊接而成，與U形件貼合 面均勻布有多排螺紋孔，用于安裝螺栓，焊接時(shí)頂緊產(chǎn)品，其可由多塊拼接而成，拼塊數(shù)量 根據(jù)產(chǎn)品長(zhǎng)度確定。側(cè)壓板5、頂壓板6是U形件20和盒形件焊接時(shí)側(cè)板的壓緊部件，使用時(shí)通過螺栓 安裝到主支撐2上。側(cè)墊板7墊在底支撐4、側(cè)引焊支撐8、端面支撐9、側(cè)支撐11和盒形件之間，防止 用螺栓頂緊產(chǎn)品時(shí)損傷其表面。側(cè)引焊支撐8是盒形件側(cè)面焊縫焊接時(shí)的底板壓緊部件，也是焊接時(shí)引焊板的定 位支撐部件，其由鋼板焊接而成，與底座1通過螺栓連接，與盒形件底板15貼合面均勻布有 多排螺紋孔，用于安裝頂緊螺栓，引焊板的定位支撐處配有頂緊螺紋，保證焊接時(shí)引焊板與 產(chǎn)品能緊密貼合。端面支撐9是盒形件側(cè)面焊縫焊接時(shí)的端板壓緊部件，也是焊接時(shí)引焊板的輔助 定位支撐部件，其由鋼板焊接而成，與底座1通過螺栓連接，與盒形件端板17貼合面均勻布 有多排螺紋孔，用于安裝頂緊螺栓，引焊板的定位支撐處配有頂緊螺紋，保證焊接時(shí)引焊板 與產(chǎn)品能緊密貼合。弓形壓板10是盒形件側(cè)面焊縫焊接時(shí)，將側(cè)引焊支撐8和主支撐2夾緊的夾持 件，防止側(cè)引焊支撐8上的引焊板在頂鍛力作用下與盒形件產(chǎn)生間隙，影響焊接質(zhì)量。其兩 處夾持面布有螺紋孔，用于安裝頂緊螺栓。側(cè)支撐11是盒形件底面焊縫焊接時(shí)的端板17壓緊部件，其由鋼板焊接而成，與底 座1通過螺栓連接，與盒形件端板17貼合面均勻布有多排螺紋孔，用于安裝頂緊螺栓。長(zhǎng)壓板12是盒形件底面焊縫焊接時(shí)底板的壓緊部件，使用時(shí)通過螺栓安裝到輔 支撐13上。輔支撐13是盒形件底面焊縫焊接時(shí)的定位安裝件，其也是焊接時(shí)引焊板的定位 支撐部件，其由鋼板焊接而成，與底座1靠螺栓連接，是主要承受焊接頂鍛力部件，必須保 證足夠的強(qiáng)度和剛性，引焊板的定位支撐處配有頂緊螺紋，保證焊接時(shí)引焊板與產(chǎn)品能緊 密貼合。[0050]本實(shí)用新型的工作原理如下按圖4、圖5和圖6將積木式焊接夾具安裝到位，將
圖1中所示底板安裝到主支撐 2側(cè)面，將側(cè)墊板7放置到底板15和底支撐4之間，擰緊底支撐4上螺栓，將底墊板3墊在 底板15下方，固定底板15，將側(cè)板14平放到主支撐2上表面，與底板15對(duì)齊，用頂壓板6 壓住側(cè)板14上表面，用側(cè)墊板7壓住側(cè)板14側(cè)面，安裝到位后，則可焊接第1條直焊縫， 焊接完成后，再松開各處頂緊螺栓，將焊接完產(chǎn)品調(diào)頭，按同樣方法安裝焊接另外一塊側(cè)板 14，則完成了 U形件20的焊接。按圖7、圖8和圖9將積木式焊接夾具安裝到位，將U形件20安裝到主支撐2上， 擰緊側(cè)引焊支撐8上螺栓，將弓形壓板10安裝到側(cè)引焊支撐8和主支撐2上，將盒形件端 板安裝到主支撐2端面，與U形件20對(duì)齊，擰緊端面支撐9上螺栓，將底墊板3墊在端板下 方，將2塊引焊板分別安裝到側(cè)引焊支撐8和端面支撐9上，安裝到位后，則可焊接盒形件 側(cè)板14與端板17間同一側(cè)面2條焊縫16，焊接完成后，再松開各處頂緊螺栓，將焊接完產(chǎn) 品調(diào)頭，按同樣方法安裝焊接盒形件側(cè)板與端板間另一側(cè)面2條焊縫。按
圖10、
圖11和
圖12將積木式焊接夾具安裝到位，將盒形件安裝到輔支撐13上， 將側(cè)墊板7放置到端板17和側(cè)支撐11之間，長(zhǎng)壓板12安裝到輔支撐13上，擰緊側(cè)側(cè)支撐 11和長(zhǎng)壓板12上螺栓，將底墊板3墊在端板17下方，固定盒形件，將2塊引焊板分別安裝 到輔支撐13安裝槽內(nèi)，安裝到位后，則可焊接盒形件底板與端板間2條焊縫19，從而完成盒 形件的全部焊接。
權(quán)利要求1.一種積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具，包括底座(1)，其特征在于主支撐(2)與底 座(1)連接，底支撐(4)底部與底座(1)連接，側(cè)面與主支撐(2)相配合，側(cè)墊板(7)置于盒 形件底板和底支撐(4)之間，將底墊板(3)墊于盒形件底板下方，壓板(6)壓于盒形件側(cè)板 上表面，側(cè)墊板(7)位于盒形件側(cè)板側(cè)面；夾具的弓形壓板(10)安裝在側(cè)引焊支撐(8)和主支撐(2)上，側(cè)引焊支撐(8)和端面 支撐(9)上裝有引焊板；夾具的側(cè)墊板(7 )放置在盒形焊接件的端板和側(cè)支撐(11)之間，長(zhǎng)壓板(12 )安裝在輔 支撐(13)上，底墊板(3)通過側(cè)支撐(11)和長(zhǎng)壓板(12)上螺栓固定在盒形焊接件的端板 下面，引焊板分別安裝到輔支撐(13)的安裝槽內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具，其特征在于所述主支撐 (2)是焊接盒形件側(cè)面長(zhǎng)焊縫時(shí)的定位安裝件，與底座(1)通過螺栓連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具，其特征在于主支撐 (2)采用整體結(jié)構(gòu)或多塊拼塊拼接而成，為懸臂式結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具，其特征在于所述的 底支撐(4)是焊接時(shí)的底板壓緊部件，由多塊拼接而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具，其特征在于所述側(cè)壓板 (5)、頂壓板(6)是壓緊部件，通過螺栓安裝到主支撐(2)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具，其特征在于所述側(cè)墊板 (7)墊在底支撐(4)、側(cè)引焊支撐(8)、端面支撐(9)、側(cè)支撐(11)與盒形件之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具，其特征在于所述側(cè) 引焊支撐(8)是盒形件側(cè)面焊縫焊接時(shí)的底板壓緊部件，也是焊接時(shí)引焊板的定位支撐部 件，與底座(1)通過螺栓連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具，其特征在于所述弓形壓 板(10)是將側(cè)引焊支撐(8)和主支撐(2)夾緊的夾持件。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具，其特征在于所述輔支撐 (13)是盒形件底面焊縫焊接時(shí)的定位安裝件，其也是焊接時(shí)引焊板的定位支撐部件，與底 座(1)通過螺栓連接。
專利摘要一種積木式盒形件攪拌摩擦焊接夾具，主要由底座、主支撐、底墊板、底支撐、側(cè)壓板、頂壓板、側(cè)墊板、側(cè)引焊支撐、端面支撐、弓形壓板、側(cè)支撐、長(zhǎng)壓板和輔支撐等部件構(gòu)成，焊接夾具由各功能組件類似搭積木一樣組合而成。本實(shí)用新型能對(duì)盒形件進(jìn)行有效定位、夾持，保證盒形件內(nèi)外表面緊密貼合，保證在進(jìn)行攪拌焊接時(shí)具有足夠的剛性，有效解決了盒形產(chǎn)品焊接不易定位的問題，又解決了專用夾具結(jié)構(gòu)笨重、夾具裝拆困難和產(chǎn)品裝拆困難等問題，在保證焊縫質(zhì)量穩(wěn)定的前提下，夾具具有較強(qiáng)的通用性；本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)新穎，加工工藝性好，成本低，便于人工操作，生產(chǎn)效率高。
文檔編號(hào)B23K37/04GK201913384SQ20102062267
公開日2011年8月3日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者李昕 申請(qǐng)人:國(guó)營(yíng)紅陽機(jī)械廠