一种船用甲板焊接试验用可调式夹具转让专利
申请号 : CN201510124636.1
文献号 : CN104741852B
文献日 : 2016-05-25
发明人 : 王匀 , 杜金星 , 柏云 , 于浩 , 许桢英 , 殷苏民 , 王雪鹏
申请人 : 江苏大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种船用甲板焊接试验用可调式夹具,其特征在于,包括支撑装置、导向定位装置和加紧装置;
所述支撑装置包括工作台(1)和至少四个支撑块(2),所述支撑块(2)位于工作台(1)的边角处,且其下表面与工作台(1)的上表面固定连接;
所述导向定位装置包括多个导向轴(3)、多个导向板(4)和多个定位杆(5);所述导向轴(3)位于工作台(1)的两侧;所述导向轴(3)与所述支撑块(2)可拆卸连接;所述导向轴(3)均穿过导向板(4),所述导向板(4)可沿导向轴(3)水平滑动;所述导向板(4)沿垂直于其滑动方向上设有至少一列通孔;所述通孔中位于中心的为导向板螺栓孔(6),位于两边的为导向板定位孔(7);所述定位杆(5)放置于导向板定位孔(7)中且上端高出导向板(4);
所述加紧装置包括多个压紧板(8),所述压紧板(8)位于导向板(4)的上部,所述压紧板(8)上设有与导向板螺栓孔(6)相对应的压紧板螺栓孔(9);所述压紧板(8)与导向板(4)通过安装在导向板螺栓孔(6)和压紧板螺栓孔(9)内的螺栓固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种船用甲板焊接试验用可调式夹具,其特征在于,所述支撑块(2)为四个,分别位于工作台(1)的四个边角处;所述支撑块(2)的上部分为U型槽;所述导向轴(3)的中间部分为光轴,两端设有螺纹并连接有螺母;所述导向轴(3)与支撑块(2)的U型槽间隙配合,所述导向轴(3)可沿U型槽在竖直方向上移动,且可通过两端的螺母与支撑块(2)固定。
3.根据权利要求2所述的一种船用甲板焊接试验用可调式夹具,其特征在于,所述支撑块(2)的U型槽宽度W和导向轴(3)两端的螺纹公称直径d1的关系式为W=(1.05~1.1)×d1。
4.根据权利要求1所述的一种船用甲板焊接试验用可调式夹具,其特征在于,所述支撑块(2)为四个,分别位于工作台(1)的四个边角处;所述支撑块(2)在竖直方向上设有多个导向轴定位孔(11),所述导向轴(3)的两端通过导向轴定位孔(11)处于支撑块(2)的不同位置。
5.根据权利要求2或4所述的一种船用甲板焊接试验用可调式夹具,其特征在于,所述导向轴(3)、导向板(4)和压紧板(8)均为两个;所述导向板(4)上沿垂直于其滑动方向设有一列通孔,所述导向板定位孔(7)关于导向板螺栓孔(6)对称分布;每个导向板(4)上部连接一个压紧板(8);所述定位杆(5)为两个,且对称的位于导向板定位孔(7)和压紧板定位孔(10)中。
6.根据权利要求5所述的一种船用甲板焊接试验用可调式夹具,其特征在于,所述压紧板(8)上设有与导向板定位孔(7)相对应的多个压紧板定位孔(10);所述压紧板定位孔(10)的直径小于导向板定位孔(7)的直径;所述定位杆(5)的上端与压紧板定位孔(10)的直径相同,所述定位杆(5)的下端与导向板定位孔(7)的直径相同;所述定位杆(5)位于相对应的导向板定位孔(7)和压紧板定位孔(10)中。
7.根据权利要求2或4所述的一种船用甲板焊接试验用可调式夹具,其特征在于,所述导向轴(3)和导向板(4)为两个,所述压紧板(8)为四个;
所述导向板(4)上沿垂直于其滑动方向设有相互平行的两列通孔;所述导向板定位孔(7)关于导向板螺栓孔(6)对称分布;每个导向板(4)对应的定位杆(5)为三个,放置于导向板定位孔(7)和压紧板定位孔(10)中构成三角型分布;每列通孔上部对应的设有一个压紧板(8),位于同一导向板(4)一侧的两个压紧板(8)上部连接横板(12),所述横板(12)上设有与压紧板螺栓孔(9)相对应的横板螺栓孔(13);所述横板(12)、压紧板(8)和导向板(4)之间螺栓连接。
8.根据权利要求7所述的一种船用甲板焊接试验用可调式夹具,其特征在于,所述导向板(4)中心处还设有导向板中心孔(14);所述横板(12)中心处设有与导向板中心孔(14)相对应的横板中心孔(15);所述横板(12)、压紧板(8)和导向板(4)通过安装于导向板中心孔(14)和横板中心孔(15)内的螺栓固定连接。
9.根据权利要求7所述的一种船用甲板焊接试验用可调式夹具,其特征在于,所述压紧板(8)上设有与导向板定位孔(7)相对应的压紧板定位孔(10);所述压紧板定位孔(10)的直径小于导向板定位孔(7)的直径;所述定位杆(5)的上端与压紧板定位孔(10)的直径相同,所述定位杆(5)的下端与导向板定位孔(7)的直径相同。
10.根据权利要求1所述的一种船用甲板焊接试验用可调式夹具,其特征在于,所述导向板(4)的下表面与工作台(1)的上表面的距离H=(6.5~7.5)×h,其中h为甲板的厚度。
说明书 :
一种船用甲板焊接试验用可调式夹具
技术领域
背景技术
的残余拉应力,随着离焊缝位置的距离增大,残余拉应力逐渐变小。由于焊件内部这种复杂的不均匀的应力应变的存在,使得焊件冷却之后会产生很大的翘曲变形。焊接夹具是金属
结构焊接时不可缺少的辅助器具,是焊接工艺的重要组成部分,现在技术中为了减小焊后
的变形程度,通常采用反变形法、跳焊法、锤击焊缝法等,这些方法都可以在一定程度上减小焊后的变形,但是效果还不理想;目前研究焊缝质量及焊接件焊后性能所使用的夹具和
定位装置往往都很复杂,价格比较昂贵,并且也很难满足定位点和夹紧力的任意性。
以及不能施加大的夹紧力。
发明内容
紧力的任意性的技术缺陷。
中位于中心的为导向板螺栓孔,位于两边的为导向板定位孔;所述定位杆放置于导向板定
位孔中且上端高出导向板;
和压紧板螺栓孔内的螺栓固定连接。
过两端的螺母与支撑块固定连接。
位孔中。
板定位孔的直径相同,所述定位杆的下端与导向板定位孔的直径相同;所述定位杆位于相
对应的导向板定位孔和压紧板定位孔中。
构成“三角型”;每列通孔上部对应的设有一个压紧板,位于同一导向板一侧的两个压紧板上部连接横板,所述横板上设有与压紧板螺栓孔相对应的横板螺栓孔;所述横板、压紧板和导向板之间螺栓连接。
向板中心孔和横板中心孔内的螺栓固定连接。
位孔的直径相同,所述定位杆的下端与导向板定位孔的直径相同。
需求;(3)由于仅仅通过工作台、支撑块、导向轴、导向板、定位杆、螺母、螺栓和压紧板的配合连接,使得本发明提供的船用甲板焊接试验用可调式夹具,相对于传统夹具具有结构简
单、操作简便、成本低的优点;(4)由于每个甲板上部均设有导向板、定位杆、压紧板等,使得本发明提供的船用甲板焊接试验用可调式夹具,能够同步进行船用甲板在不同定位点和不
同夹紧力下焊接性能对比试验。
附图说明
具体实施方式
第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
四个边角处,且其下表面与工作台1的上表面螺纹连接。
间为间隙配合,所述导向轴3可沿U型槽在竖直方向上移动且可通过螺母与支撑块2固定连
接;其中,所述支撑块2的U型槽宽度W和导向轴3两端的螺纹公称直径d1的关系式为W=
(1.05~1.1)×d1。
处,所述导向板定位孔7与导向板螺栓孔6在同一直线上,且关于导向板螺栓孔6对称。
压紧板定位孔10;所述导向板螺栓孔6和压紧板螺栓孔9内设有配合的螺栓,所述导向板定
位孔7和压紧板定位孔10内设有定位杆5;所述压紧板8和导向板4通过螺栓的紧固实现对定
位杆5的压紧作用。优选的,每个导向板4的下部使用两个定位杆5,所述定位杆5的下端直径均大于上端直径,且下端直径与导向板定位孔7的直径相同,上端直径与压紧板定位孔10的直径相同,使定位稳固。
的厚度h,调节导向轴3两端的螺母,调整导向轴3在支撑块2的U型槽中的位置,使导向板4的下表面与工作台1的上表面的距离为H,其中H=(6.5~7.5)×h;这里第一甲板和第二甲板
的厚度h=3cm,所以导向板4的下表面与工作台1的上表面的距离为H=(6.5~7.5)×h,取H
=7×h=21cm,拧紧导向轴3两端的螺母使导向轴3以一定的夹紧力固定在两个支撑块2上;
将待焊接第一甲板和第二甲板依次放置在工作台上,使焊缝中心线与工作台1的中心线重
合,此时调整导向板4的位置,使导向板4关于焊缝中心线对称;将2个定位杆5对称插在导向板定位孔7和压紧板定位孔10中,将螺栓放置在导向板螺栓孔6和压紧板螺栓孔9中;使用数显扭矩扳手旋合螺栓上的螺母,通过拧紧螺栓上的螺母实现对导向板4的压紧,进而对定位杆5进行压紧;旋紧后与第一甲板和第二甲板接触的定位杆5的端部产生压紧力F,F=V/(K
×D),其中V为数显扭矩扳手的读数,K为螺栓的扭矩系数,D为螺栓的公称直径;焊接完成
后,只需改变压紧力F就可以得到不同夹紧力下的焊接试验;通过改变导向板4在导向轴3上的位置和定位杆5在导向板定位孔7和压紧板定位孔10中的位置可以得到不同定位点下的
焊接试验;进而找出最优的焊接参数。
边角处,且其下表面与工作台1的上表面螺纹连接。
定;这样导向轴3的两端只需要插进对应的导向轴定位孔11就可以了,使导向轴3在竖直方
向上的调整和定位更容易实现,另外,导向轴3可以承载更大的压力。所述定位杆5的下端直径均大于上端直径,且下端直径与导向板定位孔7的直径相同,上端直径与压紧板定位孔10的直径相同。
4的中心处,所述导向板定位孔7与导向板螺栓孔6在同一直线上,且关于导向板螺栓孔6对
称布置。
述导向板螺栓孔6和压紧板螺栓孔9内设有配合的螺栓,所述导向板定位孔7和压紧板定位
孔10内设有定位杆5;所述定位杆5的下端直径均大于上端直径,且下端直径与导向板定位
孔7的直径相同,上端直径与压紧板定位孔10的直径相同;所述压紧板8和导向板4通过螺栓的紧固实现对定位杆5的压紧作用。
作台1的中心线重合,此时调整导向板4的位置,使导向板4关于焊缝中心线对称;将2个定位杆5对称插在导向板定位孔7和压紧板定位孔10中,将螺栓放置在导向板螺栓孔6和压紧板
螺栓孔9中;使用数显扭矩扳手旋合螺栓上的螺母,通过拧紧螺栓上的螺母实现对导向板4
的压紧,进而对定位杆5进行压紧;旋紧后与第一甲板和第二甲板接触的定位杆5的端部产
生压紧力F,F=V/(K×D),其中V为数显扭矩扳手的读数,K为螺栓的扭矩系数,D为螺栓的公称直径;焊接完成后,只需改变压紧力F就可以得到不同夹紧力下的焊接试验;通过改变导向板4在导向轴3上的位置和定位杆5在导向板定位孔7和压紧板定位孔10中的位置可以得
到不同定位点下的焊接试验;进而找出最优的焊接参数。
边角处,且其下表面与工作台1的上表面螺纹连接。
轴3的中间部分为光轴,两端设有螺纹并连接有螺母;所述导向轴3与支撑块2的U型槽之间
为间隙配合,所述导向轴3可沿U型槽在竖直方向上移动且可通过螺母与支撑块2固定连接;
其中,所述支撑块2的U型槽宽度W和导向轴3两端的螺纹公称直径d1的关系式为W=(1.05~
1.1)×d1。所述定位杆5的下端直径均大于上端直径,且下端直径与导向板定位孔7的直径
相同,上端直径与压紧板定位孔10的直径相同。
14。每列通孔的上方设有一个压紧板8,所述压紧板8上设有与导向板定位孔7对应的一列压紧板定位孔10;位于同一侧导向板4的两个压紧板8的上方还设有横板12;如图8所示,所述横板12上设有与导向板中心孔14相对应的横板中心孔15,所述横板12与导向板4之间螺栓
连接;每三个定位杆5位于相对应的导向板定位孔7和压紧板定位孔10中,构成“三角型”,使甲板在焊接时定位更可靠,能更好的保证甲板焊接的质量,此外,通过该方案可以变化的选择定位杆的数量和分布,对甲板定位位置和夹紧力的适应性更大。
的厚度h,调节导向轴3两端的螺母,调整导向轴3在支撑块2的U型槽中的位置,使导向板4的下表面与工作台1的上表面的距离为H,其中H=(6.5~7.5)×h;这里第一甲板和第二甲板
的厚度h=3cm,所以导向板4的下表面与工作台1的上表面的距离为H=(6.5~7.5)×h,取H
=7×h=21cm,拧紧导向轴3两端的螺母使导向轴3以一定的夹紧力固定在两个支撑块2上;
将待焊接第一甲板和第二甲板依次放置在工作台上,使焊缝中心线与工作台1的中心线重
合,此时调整导向板4的位置,使导向板4关于焊缝中心线对称;将3个定位杆5插在导向板定位孔7和压紧板定位孔10中,使其呈“三角型”,将压紧板8分别放在对应位置,每两个压紧板
8上方放置横板12,在横板12的横板中心孔15和导向板中心孔14内放置螺栓和配合的螺母,使用数显扭矩扳手旋合螺栓上的螺母,通过拧紧螺栓上的螺母实现对压紧板8、导向板4的
压紧,进而对定位杆5进行压紧;旋紧螺母后与第一甲板和第二甲板接触的定位杆5的端部
产生压紧力F,F=V/(K×D),其中V为数显扭矩扳手的读数,K为螺栓的扭矩系数,D为螺栓的公称直径;焊接完成后,只需改变压紧力F就可以得到不同夹紧力下的焊接试验;通过改变导向板4在导向轴3上的位置和3个定位杆5在导向板定位孔7和压紧板定位孔10中的位置即
可得到不同定位点下的焊接试验;进而找出最优的焊接参数。
作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。