[发明专利]一种超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种两块金属板材通过焊接拼在一起时能够消除变形和应力的焊接装置，属于金属板材焊接技术领域。

背景技术

多块金属板材拼接在一起往往采用焊接的方式，但是无论哪种焊接方式都会存在焊后变形翘曲等问题。金属变形通常是由焊接时的高温和应力造成的。

中国专利文献CN1591663公开了一种《板材焊接结构和头体悬架》，所述头体悬架具有一个连接到托架上的基板，一个具有刚性件和弹性件的承载梁。该承载梁由基板支撑，向设置在承载梁前端的滑动触头施压。加强板叠合在基板上，激光束照射焊点而将加强板与基板焊为一体。中国专利文献CN85101016公开了一种《预防平板焊接结构中板的焊接变形的方法》.所说的方法包括将整块薄板放在一个加热箱中预热使其产生热膨胀，当薄板膨胀时将其和框架焊在一起。

上述焊接技术都是从施压和温度角度减小金属板材焊接变形，都不能及时地去除焊接产生的应力，因而也就无法有效地减小变形。

中国专利文献CN1490116公开了一种《随焊冲击碾压控制焊接应力变形的装置》，该装置通过气动控制冲击碾压机头对焊接钢板进行冲击碾压以达到减小应力和变形的目的。中国专利文献CN2710817公开了一种《大尺寸薄板自动拼焊机》，包括主机机架、焊接平台、机头、焊枪、随焊冲击碾压机构、机头横向、纵向、垂直三维运动机构；机头的下端固定有随焊冲击碾压机构，紧跟在焊枪的后面，可对热态的焊道金属进行及时处理，减小了板材的焊接应力和变形，防止了焊接热裂纹，提高了焊接质量。

上述文献中的“随焊冲击碾压装置”是采用气动控制，结构复杂、工作环境恶劣，振动频率低，无法有效去除应力，并且只从减小应力角度来减小金属板材焊接变形，因而也无法有效地减小变形。

发明内容

本发明针对现有的金属板材焊接技术存在的不能有效去除应力和减小变形的不足，提供一种能够及时消除焊接应力、焊后变形小的超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备。

本发明的超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备采用以下技术方案：

该超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备包括机架、超声波振动装置、冷却装置和焊具；机架上安装有工作台；冷却装置安装在机架上部，超声波振动装置和焊具分别安装在超声波振动装置移动机构和焊具移动机构上，冷却装置、超声波振动装置移动机构和焊具移动机构均通过导轨安装在机架上部，并均与安装在机架上的一横向移动机构连接；机架上安装有用于压紧金属板材的压紧机构。

冷却装置也可以安装在冷却装置移动机构上，冷却装置移动机构通过导轨安装在机架上部，并与安装在机架上的横向移动机构连接。

工作台的底部并位于超声波振动装置的下方设置有与工作台上面平齐的支撑件，支撑件通过支撑件座与支撑件横向移动机构连接。

超声波振动装置移动机构、冷却介质喷头移动机构和焊具移动机构可以采用液压缸、气缸、螺旋移动机构或齿轮齿条移动机构等各种结构形式。

压紧机构可以采用液压缸、气缸、螺旋移动机构或齿轮齿条移动机构等各种结构形式。可以采用琴键式排列的多组压紧机构。

超声波振动装置可采用现有文献中提到的结构。如CN1690231公开的《超声波金属表面加工装置》；CN1418134公开的《超声波振动方法与超声波振动装置》中的超声波振动装置；CN1574239公开的《超声波振动装置及采用该装置的湿式处理装置》中的超声波振动装置；CN101596521公开的《超声波振动装置》。也可以采用其它结构形式的超声波振动装置。

本发明能够完成钢板对接缝的自动焊接和超声波高频振动，且能够及时冷却，使焊缝附近钢板的温度升高不大，这样在焊接的同时最大限度地减小了焊接产生的应力、有效地减小了钢板的变形，焊后无须矫形和消除应力，提高了金属板材焊缝的机械性能。

附图说明

图1是本发明超声波消除变形和应力的金属板材拼焊设备的结构示意图。

图2是图1的左视图。

图中：1、底座，2、工作台，3、超声波振动装置，4、冷却介质喷头，5、焊具，6、电机，7、丝杠，8、导轨，9、移动座，10、超声波振动装置移动机构，11、冷却介质喷头移动机构，12、焊具移动机构，13、压紧机构，14、压紧板，15、支撑件，16、支撑件移动丝杠，17、支撑件座，18、支撑轮座导轨，19、支架，20、皮带。

具体实施方式