焊接用的夾具
焊接時使用夾具的主要目的,是為了保證焊件上的焊縫盡可能處于最方便焊接的位置,并控制焊接變形。
由于在焊接之前,部件上的各個零件都已裝配好,已經獲得所要求的形狀和尺寸。因此,供焊接用的夾具主要問題已經不是定位,而是如何把整個工件牢靠地夾緊,使它在焊接過程中不發生變形,翻轉或回轉時不至于脫離夾具。此外,是如何去實現焊件的翻轉或回轉的問題。
一、防止焊接變形的夾具
這一類夾具主要是用以減少或防止焊件的角變形和彎曲變形,一般不用來克服,由于焊縫縱向或橫向收縮引起工件長度(或寬度)尺寸縮小的變形。因為長度縮短的變形可以通過備料時,適當增加它的尺寸去補償。也就是預先留出收縮余量的辦法去解決,特別是厚板結構更應該這完全按照產品設計圖紙的形狀尺寸來夾緊工件,并進行焊接,般只能減少變形。要完全防止變形,最有效的辦法,是使工件在具有一定反變形量的狀態下被夾緊,即夾具和反變形措施結合起來進行焊接。下面舉幾個實例
1) 平板對接時用的夾具平板對接焊時使用夾具的主要目的是防止角變形。用“馬”板是最簡易的一種方法。圖47a是把馬板臨紂點焊到工件上,其中馬板1和焊縫正交,對焊件橫向收縮的約束較大斜置的馬板2的約束力小些。圖1c和圖47b所示的馬板構造不盡相同,但均靠斜楔夾緊工件,純粹起防止角變形作用,并不影響焊縫的橫向收縮。
圖48a所示是獲得角反變形的夾具,圖中b在對接處用兩個斜楔把工件的接邊墊高進行焊接。圖屮c是用于防止丁字接頭角變形。這種裝置只能在接纏的兩端使用。
2) 焊接丁字梁用的夾具由于丁宇梁土兩條角焊縫位于斷面重心線(圖49中x-x線)的下方,焊后整個丁字梁階了引起長度縮短外,還引起上拱的彎曲變形和角變形。如果操作不當,還可能出現旁彎變形。
圖50是院止角變形的兩種措施,其中a是在工作平臺上滅緊工件進行焊接,圖中b是由兩根裝配好的丁字梁“背靠背”地夾在一起并進行焊接。兩者都在水乎板中部放一條墊鐵,角反變形量是通過強力夾緊后獲得,只要這個反變形量控制合適,焊后松開就能消除角變形。
圖51所示的兩種夾具主要用來克服彎曲變形的。圖中a是把丁字梁放在剛性較大的工字鋼1上,梁的兩端用斜墊鐵2墊起,中間用螺旋拉緊器3把工件壓穹,壓彎的方向和焊接時引起的變形方向相反。通過改變墊鐵的厚度和位置來調整所需要的反變形量。圖中b所示是兩根丁字梁肯靠背夾在一起,兩端各墊上一個和轉動軸連在一起的墊鐵1,它和兩個丁字梁的端部焊牢。然后在兩端和中間各用一個螺旋夾緊器2把兩個丁字梁夾緊,通過中間的螺旋夾緊器控制彎曲的反變形量。最后把它放在軌道3上,焊接時,用手把工件翻轉到最合適的位置進行焊接。這套夾具既腦防吐彎曲變形,又能調整焊縫的焯接位置,一次夾緊兩根丁字梁,因此生產量較高。
二、使焊件轉動的夾具
為了把焊件上各種位置的焊縫能調整到最適于焊接的位置,就需要使用能翻轉或回轉工件的夾具。具有圓環狀焊縫的工件通常都使用轉的胎具,其它則使用改變位置的翻轉胎具。在這里主要介紹手動的,電力驅動的將在第五部分介紹。
(1) 具有單向轉動的胎具這里指的是它只能使工件繞一根軸線旋轉,一般用于工件形狀簡單,焊縫位置不復雜的情況
1) 滾輪轉胎 焊接圓筒形構件的環焊縫時,最理想的位置是:把筒體臥倒,如果在筒外焊接時,則在環縫最高點,在筒內焊接時,則在環縫的最低點。要保持這個焊接位置,就必須使用滾輪轉胎。
大宜徑管子和圓筒體焊接時使用的滾輪轉胎,前面已作過介紹,下面介紹小直徑管子環縫焊接用的轉胎例子:
在沒有電力驅動情況下,焊接小直徑管子最簡單的轉胎如圖52所示。在一個ⅴ形支架上焊兩根短蚰,分別套入兩個滾珠軸即成。這樣的滾輪一般要四對管子的對接縫在中間,每邊分布兩對,長管子應適當增加焊接時,靠工人邊焊接邊轉動管子。一個人操作情況下,邊焊邊翻轉工件會影響焊接質量,這時可考慮使用圖53所
示的裝置。翻轉是用腳踏板控制。繩子1繞著管子,一端接踏板2,另一端吊上一重物3。
琛踏板即牽引繩子,靠繩子和管亍之間的摩擦帶轉管亍。手壓工件,再松丌踏板,靠另一端重物的作用,使踏板位置復原。每墚動踏板一次,被焊管子就回轉…個角度。所以焊接一段焊縫后踩一次,轉過去后再焊下一段,直至焊完整個環縫為止。
這種斷續回轉的胎具不容易保證焊接質量。對于高溫高壓條作下.廠作的重要管子,最好采用電力驅動,使它均速回轉。
2) 端面回轉器
圖54是這類回轉器的典型。轉軸在工件的端部,其位置有垂直的、傾斜45”的和水平的。
圖中兩者均為繞水平軸回轉,其中縣是個簡易的專用回轉器,工件套進轉軸的右端,該軸兼起定位銷作用,使兩個零件獲得同芯。端部用螺旋夾紫器把工件夾緊,焊接環縫時用手轉動工件。圖中b是因工件較長,分別在兩端使用回轉器。使用這種回轉器的工廾剛性要大,夾具要夾得牢靠。通過分庋盤1調節工件的位置,定位時製子2在彈簧的作用下卡入分度盤的槽口中。
3) 翻轉架 沒有環狀焊縫的工件,一般不使用回轉的胎只。象框架、構架等,重量較輕,但尺寸較大的構件,常使用翻轉架進行焊接。圖17就是應用實例。
4) 鏈條翻轉器 它是利用鏈條支承工件,道過鏈輪牽動鏈條來實現工件的翻轉。圖55是翻轉梁柱之類焊件用的酈轉胎,沿焊件長度上每隔一定距離設一套這樣的鏈條機構。有一根公共的傳動軸1帶動鏈輪2,由鏈輪牽動鏈條3而翻轉器件
(2) 具有多向轉動的胎具 這種胎具能使工件繞兩根不同的軸線翻轉或回轉,因而它們的構造比較復雜。但是它們幾乎能把工件上各種位置的焊縫,調整到最方便焊接的位置。
1) 焊接變位機 手工操縱的焊接變位機用例如圖1f,圖中夾持工件的平面卡盤能繞自身軸線回轉,當用手轉動后面的蝸杅蝸輪時,它又能繞另一軸線翻轉。目前變位杌的式樣很多,由于它的通用性比較大,已逐漸定型,并由專門工廠生產,而且多數已經由電力驅動。圖56示出其中一種,卡盤1繞自身軸線回轉;懸臂2則繞x-x軸旋轉。圖中b示出該變位機可使工件變換的各種焊接的位置。
2) 多向回轉的胎架 圖57所錄是這種胎架的典型用例。
胎架兩端的軸由支座支承著,可繞端軸回轉。胎架內部有一支承平臺,它兩側的軸由胎架支承,予是它能繞側軸回轉。結果被夾持在支承平臺上的工件就能繞著互相垂直的兩根軸線回轉,于是工件上眢種位置的焊縫就能調整到較為方便的位置進行焊接
3) 在滾輪轉胎上實現多向回轉圖58所示是這種裝的應用實例。兩個支承圈1放在滾輪轉胎2上,用一支承梁3把兩個支承圈連結成一整體,支承梁上支承一個可繞自身軸線回轉的平面卡盤4,于是夾持在卡盤上的工件(球形封頭)就能繞兩個相互垂直的軸線回轉。球面上的焊縫就可以實現在平焊位置上進行焊接。
