[发明专利]一种焊接方法

摘要

本发明提出一种焊接方法，在焊枪对工件进行焊接的整个过程中，用超声波冲击装置对准工件上凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属进行超声波冲击。如此，本发明利用超声波冲击装置与焊枪本体同步随同移动，焊接时，沿被焊工件厚度方向在熔池后方一定位置凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属施以超声波频率的冲击，通过超声波的激振力作用，对处于冷凝收缩状态的金属进行冲击来产生塑性延展，补偿在加热过程中产生的压缩塑性应变，进而减小焊接变形；还可细化焊缝金属组织和改变晶粒结晶的方向性，使组织趋于更加均匀的状态，与现有技术相比，本发明有效消除了焊缝处金属的应力和变形，工件不易变形且焊接强度高，方法简洁，清晰可靠，实用性强。

主权项

一种焊接方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)通过移动传动机构将工作台安装于机架上，移动传动机构包括传动工作台进退的纵向传动机构，和调节工作台垂直于进退方向移动的横向传动机构，即纵向传动机构可调节工作台带动工件来实现焊接过程中的进给和倒退，横向传动机构可调节工作台带动工件来实现横向位置的移动调节，进而调节实现工件与焊枪本体和超声波冲击装置相对应；纵向传动机构包括沿工作台进退方向与机架枢接的纵向丝杆，与纵向丝杆相匹配的滑块，两分设于纵向丝杆两侧并与纵向丝杆平行的导向杆，两分别与两导向杆相匹配的导向滑块，对纵向丝杆进行驱动的电机，和对电机进行控制的进退控制器，导向杆的两端与机架连接在一起；横向传动机构包括设于滑块、两导向滑块上的横向导轨，形成于工作台下方并与横向导轨相匹配的滑槽，和横向驱动工作台的横向丝杆，横向丝杆的操作端配设有手摇驱动把手；滑块、两导向滑块连接于横向导轨的下方；进退控制器控制电机的转动速率和方向，以响应的速度和方向驱动纵向丝杆转动，纵向丝杆驱动滑块带动横向传动机构、工作台和工件依靠导向滑块与导向杆的配合滑动来实现焊接过程中的进给和倒退；摇动手摇驱动把手，驱动横向丝杆转动，横向丝杆驱动工作台带动工件依靠滑槽与横向导轨的配合滑动来实现横向位置的移动调节，进而调节工件与焊枪本体和超声波冲击装置相对应；具体结构为，每一根导向杆上有两个平衡均布的导向滑块，滑槽为燕尾槽，横向导轨与滑槽相匹配；以工件的焊缝与工作台进退方向一致的方式将工件夹持在工作台上，具体通过设在工作台上的琴键夹具夹持工件；工作台的横向移动距离的范围为0‑200mm，最大移动距离为200mm；纵向移动范围为0‑410mm，最大的移动距离为410mm；(2)通过可调整焊枪本体空间位置的焊枪夹具将焊枪本体安装于机架上；通过可调整超声波冲击装置空间位置的超声波夹具将超声波冲击装置安装于机架上；为了确保焊枪本体和超声波冲击装置相对于工件的位置精确，在工件的焊缝位置中心线上标记一条标记线，以超声波冲击装置跟随焊枪本体的方式将焊枪本体和超声波冲击装置对应排布于此标记线的正上方；为了使焊枪本体对工件进行有效焊接，超声波冲击装置对工件上凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属进行有效冲击，调整焊枪本体的枪头与超声波冲击装置的冲击头的距离为10‑50mm，枪头与工件的距离为2‑3mm；焊枪本体采用配设有氩气瓶、焊接电源和循环水冷装置的钨极氩弧焊焊枪；并在工作台的工作表面嵌设对应垫于工件下方的导热铜垫板，且此导热铜垫板对应工件的焊缝设置焊缝成型槽；(3)开启焊枪本体和超声波冲击装置，同时以4‑5mm/s的速度推进工作台带动工件进给，对工件进行焊接；具体地，用冲击驱动装置对超声波冲击装置进行驱动，并用超声波控制器对冲击驱动装置进行控制，在超声波控制器的控制下，冲击驱动装置对超声波冲击装置的冲击头进行驱动，使冲击头以超声波频率振动，并对应工件上凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属进行冲击；为了使超声波冲击装置对工件上凝固的尚未恢复强度的高温焊缝金属进行有效冲击，将超声波冲击装置的冲击头设置成直径为6‑10mm的球形。