[发明专利]一种薄板直卷管焊接方法和装置

说明书

技术领域

本申请涉及一种管材的焊接成形技术，具体是一种薄板直卷管焊接方法和装置，尤其适用于薄板高强度、高回弹材料（如高强度钢，钛合金等）焊接直卷管的成形。

背景技术

目前，常见材料的焊接直卷管是通过三轴辊床卷曲成形，成形时毛料受两个侧轴的向上支撑力及中心轴向下压力，同时侧轴旋转带动毛料前进使其内侧各处受压产生弯曲，成形后焊接对缝。但是由于高强度钢，钛合金等材料成形时回弹大，三轴辊床卷曲成形后几乎还处于平板状态；传统的成形方法已无法满足高强度、高回弹材料成形。

发明内容

为了解决传统方法无法满足高强度、高回弹材料直卷管成形，本发明的目的在于提供一种薄板直卷管焊接方法和装置，可以有效避免材料回弹对焊接成形的影响，提高零件成形精度。

薄板直卷管焊接方法，其特征在于包含以下步骤：

1）首先在待加工板材的两侧中心分别加工出约90度的小弯边；

2）还有一个类圆柱形的焊接芯棒，该芯棒的长度方向设有定位槽和焊接躲避槽以及弦切面；

3）将步骤1）所述板材的小弯边插入定位槽内，然后将板材裹在芯棒的外侧用卡钳定位，

4）在芯棒的躲避槽处实施焊接，使板材形成直卷管状零件；

5）挤压芯棒弦切面外侧的零件壁取出已焊接完成的管状零件即可。

薄板直卷管焊接装置，含有支架和用于焊接定位的芯棒，其特征在于所述芯棒是一个类圆柱形，该芯棒的长度方向设有定位槽和焊接躲避槽以及弦切面，在芯棒的两端面上分别铰接有合页状的连接件，该连接件可以固定在支架本体上。

上述技术方案是用支架支撑芯棒，芯棒上下均开出槽口；其中一个槽口是定位槽，用于固定零件相对于芯棒位置，防止零件受力弯曲时发生偏转；另一个槽口是躲避槽用于焊接对缝时躲避。操作时将零件端头弯曲出小弯边并插入芯棒定位槽口，然后用卡钳将零件夹紧固定到芯棒上；焊接完毕后将卡钳松开取出零件。由于芯棒两侧是弦切面可以起到空间补偿的作用，防止焊接长管发生大尺寸变形。取出零件后材料的高回弹性能产生沿径向的张力使其成为规则的圆管，而且回弹越大的材料越容易加工，达到既解决常规办法成形回弹问题，又解决焊接变形影响精度问题。

本申请的有益效果是：将材料传统方法加工的回弹转变为成形中最有利的因素，材料回弹越大，焊接完成后沿径向的张力越大，成形后的圆管零件越规则。采用的装置结构简单、操作十分简便、加工容易、更换不同尺寸的芯棒及卡钳就可以加工不同尺寸的产品，通用性强。下面结合附图和实施例对本新型进一步说明。

附图说明

图1是零件（卷曲前）与芯棒定位原理图

图2是零件夹紧定位示意图

图3是零件焊接完成示意图

图4是芯棒与零件截面图

图中编号说明：1薄板零件、2小弯边、3芯棒、4定位槽口、5焊接躲避槽口、6弦切面、7连接件、8支架、9定位销、10卡钳、11固定件、12焊缝

具体实施方式

参见附图，对于待加工的薄板零件1在焊接前，首先在其两侧边中部加工出用于定位的小弯边2，小弯边2相对于板材零件本体弯曲角度为约90度。芯棒3是一个两侧有弦切面6的圆柱体，沿芯棒的长度方向分别设有定位槽口4和焊接躲避槽口5，定位槽口4和焊接躲避槽口5以及两侧的弦切面6最好相间分布在芯棒2的周围，支架8用于支撑和固定芯棒2，在芯棒2的两端头还设有用合页铰接的连接件7，该连接件7可以和支架上的定位销9固定。使用时，将薄板零件1的小弯边插接在芯棒3的定位槽口4内，如图1所示，沿箭头方向弯曲薄板零件1，尽量使薄板零件1与芯棒2贴合，然后用细铁丝缠绕薄板零件1，其目的是防止夹紧时薄板零件1相对焊接躲避槽口5发生较大尺寸偏转影响焊接，再用卡钳10和固定件11将薄板零件1固定在芯棒上，使薄板零件1两端的焊接边恰好位于芯棒的焊接躲避槽口5处，完成焊接前薄板零件1的定位。定位完毕将薄板零件1与芯棒2沿轴旋转180度放到如图所示的支架8上。再将芯棒两端的连接件7扣接在支架定位销9的两端，使芯棒2固定在支架8上，沿芯棒的焊接躲避槽口5实施焊接工作，在薄板零件1上形成一条均匀的焊缝12，将薄板零件1焊接成一个管状零件；最后就是将薄板零件1从芯棒2上取下，首先将芯棒两端的连接件7与支架定位销9的两端脱离，在芯棒2的两弦切面6位置两侧对薄板零件1施加一定压力，由于芯棒弦切面6的弦长小于弦切面的弧长，使薄板零件1受力产生轻微变形后不会紧贴芯棒2的表面，可方便的将薄板零件1取出。