[发明专利]随焊逐点挤压控制焊接应力变形装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制焊接应力变形装置。

背景技术

铝、钛合金等材质的薄板焊接构件具有重量轻、比强度高等优点，在航空航天及一些民用产品上应用很广，但这些结构焊接时应力变形问题非常突出。焊接应力往往是导致裂纹产生的直接原因，同时也大大降低了焊接结构的承载能力和使用寿命；焊接变形造成焊件尺寸、形状的变化，使产品不能达到所要求的尺寸精度，往往需要大量复杂的矫形工作，甚至由于变形过大造成废品，使加工周期和生产成本大幅增加。为解决上述问题，国内外本领域技术人员曾提出预置应力法、随焊锤击法、静态和动态温差拉伸法、随焊碾压法、随焊冲击碾压法等多种焊接控制方法，这些方法在控制焊接应力变形上均有一定效果，但也都存在种种不足。预置应力法由于受到拉伸设备及焊缝形式的限制难以广泛应用；随焊锤击法处理过的焊缝表面比较粗糙，容易形成新的应力集中，而且工作时噪音大；静态温差拉伸法操作复杂，工作效率低，生产成本高，而应用动态温差拉伸法时喷水容易污染熔池，导致焊缝缺欠，从而影响到焊接质量，液氮冷却柔性接触式成本又太高；随焊碾压法的缺点是设备庞大，制造成本高，且对焊缝的形状要求比较严格，从而限制了其应用范围；随焊冲击碾压法虽然在控制铝合金薄板焊件的应力变形上效果显著，但也存在应用时噪音大，作业环境差的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种随焊逐点挤压控制焊接应力变形装置，以解决现有焊接工艺对铝、钛合金等材质的薄板进行焊接存在易形成新的应力集中，设备庞大、制造成本高、工作噪音大，控制应力变形效果差的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：本发明的装置包括减速电机、联轴器、传动轴、两个轴承座和底板；本发明的装置还包括偏心轮、压缩弹簧、推杆、挤压头、导向柱和支座；所述减速电机通过联轴器与传动轴的一端传动连接，所述传动轴通过两个轴承座支撑，所述两个轴承座和减速电机均固定在底板的上表面上，两个轴承座之间的传动轴上固装有偏心轮，与所述偏心轮相对应的底板上加工有通孔，所述支座由法兰盘和推杆套组成；所述法兰盘套装在推杆套上并与其制成一体，所述法兰盘与底板的下表面固接，所述推杆套的上端装在底板上的通孔内，推杆套的下端露在外面，露在外面的推杆套的侧壁上沿轴向加工有长孔，推杆的上端外壁上设有凸台，所述凸台与底板之间的推杆上装有压缩弹簧，所述推杆的上端面与偏心轮的轮缘端面相接触，推杆的下端穿过推杆套露在外面，所述导向柱的一端与推杆固接，导向柱的另一端穿过推杆套侧壁上的长孔露在外面，推杆的下端面上加工有中心孔，所述挤压头的上端固装在推杆的中心孔内，挤压头的下端面为工作面，挤压头的下端面上加工有凹槽，所述凹槽的深度小于焊缝余高，且大于零。

本发明的优点是：本发明能够减小铝、钛合金等材料制造的薄板焊件的失稳变形，改善残余应力的分布状态，减少焊接接头中的气孔、缩孔和微裂纹等焊接缺欠，并能缓解焊趾处的应力集中，从而提高薄板焊件的焊接质量，其抗拉强度和疲劳寿命都高于常规焊件。此外，本发明还具有结构简单、制造成本低、工作噪音较小、控制应力变形效果好的优点，对控制直焊缝和封闭焊缝的应力变形均有效。

附图说明

图1是本发明的装置的工作原理图(→表示被焊工件1的运动方向；表示挤压头4上下往复运动方向)；图2是本发明的装置的整体结构主视图；图3是挤压头4的主视图；图4是图3的左视图。

具体实施方式