一种适应复杂位置焊接的焊接设备改进

陈岩

大连中车大齐车辆有限公司辽宁大连116052

摘要：本发明设计领域为机械制造领域，主要应用于铁路货车制造过程中，带有梁或横带等结构的较困难位置的自动化焊接。

关键词：复杂位置；焊接；焊接设备改进

1相关技术背景

1.1背景技术

在日常的生产过程中，由于很多焊接位置的局限性，导致无法实现自动化焊接，而采用手工焊接，不但对焊工的技术熟练程度和技术水平要求高，而且还会增加焊工的劳动强度和焊接人数，从而降低焊接生产率和增加生产成本。特别对于如铁路货车车体弧形侧板边缘的搭接焊缝，由于位置的局限，和焊缝附近有下侧梁的障碍，并且采用翻转机翻转90度后的作业位置过高，导致焊接时危险系数增大等特点，加上手工焊时，焊工无法选择较合适的焊接位置和距离，所以焊后无法获得理想的焊接质量。从而大大影响了产品整体表面的焊接技术水平。

1.2现有技术

1.2.1现有技术背景

现有的自动角焊小车由于导向装置适合焊接位置的单一性，只能完成在有梁等顶靠的水平位置的角焊缝的焊接。

1.2.2现有技术的缺点

现有的自动角焊设备对于上述所说的搭接焊缝和仰角焊位置或有障碍的焊缝位置无法使用，只能用人工进行手工焊接，无法提高焊接质量和生产率，增大焊工的劳动强度，高空作业时会因手工焊时过度疲劳而增大不安全因素。

2本发明的技术方案

2.1发明目的

针对现有的技术条件的缺点，本发明的目的在于，可以实现类似铁路货车，上下端板搭接仰角焊缝的自动化焊接；和弧形侧板有下侧梁障碍的，搭接焊缝位置的自动化焊接。达到提高焊接质量、提高生产率、提高焊工高空作业的安全性、降低劳动强度、降低焊接人数、降低生产成本的目的。

2.2本发明的技术方案

2.2.1发明方案

本发明是一种用于自动角焊小车的导向装置，和用于延长焊枪夹持杆的伸缩杆装置。所述装置基本采用铝合金材料制作，以降低整体重量；所述装置分别与角焊小车底部原固定导向轮的位置和原固定焊枪夹持杆的位置采用螺栓固定连接；所述导向装置两套一组，成对使用；所述导向装置分别由固定连杆、十字滑块、导向杆、两套螺栓连杆、备用延长杆和焊枪夹具伸缩杆等六部分组成。

所述装置固定连杆与自动角焊小车连接，在短杆一端有两个供螺栓固定的螺栓孔，在长杆一端有供调节左右距离的长条形滑孔。

所述装置十字滑块与固定连杆和导向杆连接，四端各有一个用于固定导向杆和固定连杆的螺栓孔，采用螺栓连接固定。

所述装置导向杆与十字滑块和导向轮连接，短杆一端有两个用于固定及调节导向轮的螺栓孔，长杆一端有用于调节导向杆上下距离的长条型滑孔。

所述装置备用延长杆与固定连杆和十字滑块连接，中间有一条用于调节导向杆长短的长条形滑孔。

所述装置螺栓连杆与两套导向装置连接，两端均有螺纹，每端均带有两个起固定作用的螺母。

所述装置焊接夹具伸缩杆与自动角焊小车和焊接夹具连接，两端均带有固定于调节小车和焊枪距离的螺栓孔。

1）如权利要求1所述装置，其特征在于可以通过固定连杆，使整体导向装置与自动角焊小车连接固定，还可通过固定连杆上的长条形滑孔，调节导向轮与自动焊小车间的距离。

2）如权利要求1所述装置，可以通过十字滑块将固定连杆和导向杆连接。十字滑块可以通过固定连杆与导向杆上的长条形滑孔，进行左右、上下滑动，从而调节导向轮的伸出长度，和与自动角焊小车间的距离，得到所需要的与焊道间的距离。

3）如权利要求1所述装置，将导向杆与原自动角焊小车上的导向轮连接，通过调节导向轮的伸缩长度，并采用螺栓固定，以达到导向的目的。

4）如权利要求1所述装置，将备用延长杆与固定连杆和十字滑块连接，并通过调节位置后用螺栓固定，可增加所需要的自动角焊小车与导向轮间的距离。

5）如权利要求1所述装置，采用螺栓连杆与两套导向装置连接固定，可调节和固定两套导向装置间的距离，使其与自动角焊小车宽度相同，同时增加整体导向装置与自动角焊小车之间的紧固强度。

6）如权利要求1所诉装置，通过调节焊枪夹具伸缩杆，与自动角焊小车和焊枪夹具之间的螺栓孔的距离，使焊枪横向移动，从而得到所需要的焊枪与焊道间距离。

7）如权利要求1所述的装置，其固定连杆、导向杆、备用延长杆及十字滑块表面加工成具有一定的粗糙度，以增加部件接触面的摩擦力，保证部件间接触面的紧固强度。

2.2.2具体实施例

本实用新型所需解决的技术问题是，将原有的只适用于水平位置焊接的自动角焊小车上，增加一组倒钩型的导向装置，该导向装置将原有的顶靠式，只适用于水平位置焊接的导向型式，改为倒挂或倒钩式的导向型式，从而将原有的自动角焊小车上的重力，转移到倒挂式的导向装置上，防止在焊接过程中，移动的自动焊设备偏离焊接轨迹，达到自动焊接的目的。

例如1：如图所示的焊接位置。某种车型的上端板与下端板的搭接仰角焊缝，由于空间位置是垂直的，所以现有的只适用于水平位置焊接的，自动角焊小车的顶靠式导向装置，无法应用于此垂直的空间位置，而采用倒挂式导向装置，就可以将导向装置挂在端横带上，从而确定自动角焊小车的行走轨迹，防止因角焊小车受重力作用，在行走过程中向下偏移，而偏离轨迹。

例如2：如图所示为经过90度翻转之后的焊接位置。某种车型侧板与侧漏斗板的搭接焊缝。整个车体侧板为弧形，采用翻转机将车体侧墙翻平后，焊缝的位置在弧形侧板边缘的下坡处，角焊小车在行走时会向下坡处偏离，所以不能采用。同时侧板边缘的下测梁与焊缝的距离约200毫米左右，由于下测梁与焊缝的距离很窄，没有放置自动角焊小车的位置，又给自动焊接造成障碍，并且焊缝位置与地面垂直距离约4米高，导致任何自动焊设备都无法采用。而如果采用手工焊接时，由于焊缝位置距离地面4米的高度、加上弧形侧板的形状、和在侧板下坡较远的焊道位置，会使焊工注意力高度集中在安全方面，无法选择合适的焊接位置、姿势、手法、距离和观察角度，从而大大降低焊接质量和焊接生产率。而采用倒钩式导向装置，钩在下侧梁的一侧，作为导向轮行走的轨迹。以下测量平整的上平面作为自动焊小车行走的平台，并根据下测量与焊缝的距离是平行的，而且误差很小的工艺特点，完全符合自动焊的焊接条件。

优选的所述装置固定连杆，可通过一端的螺栓孔，用螺栓固定在自动角焊小车上，另一端开有长条形滑孔，可供十字滑块滑动调节距离。

优选的所述装置导向杆，一端开长条形滑孔，可与十字滑块用螺栓固定，通过滑动可以调节距离，另一端有螺栓孔可与导向轮固定，导向轮焊接时起导向作用，并通过调节导向轮的高低来控制焊接方向。

优选的所述装置十字滑块，可分别与固定连杆和导向杆连接，同时通过滑动十字滑块可调节上下和左右的距离。达到调节自动焊小车与导向轮的距离和位置的目的。

优选的所述装置备用延长杆，可分别与固定连杆和十字滑块连接，当所需要的距离较大时，可起到增加导向轮与自动角焊小车距离的作用，延长杆带有长条形滑孔，可根据所需的距离来调节。

优选的所述装置螺栓连杆，两端均带有螺纹，每端螺纹上均带有两个蝶形螺母，分别与两个固定连杆和两个导向杆连接，并通过拧紧螺母，起到固定两侧导向装置间宽度的作用。

优选的所述装置焊枪夹具伸缩杆，两端分别带有六至八个螺栓孔，分别与焊枪夹具和自动角焊小车连接固定，并通过采用不同距离的螺栓孔固定，来调节焊枪与自动角焊小车的距离。同时通过调节焊枪夹具上连杆的转动可调节焊枪的角度。

附图说明：

图一为本实用新型焊枪夹具伸缩杆1主视图

图二为本实用新型焊枪夹具伸缩杆2主视图和俯视图

图三为本实用新型固定连杆主视图

图四为本实用新型导向杆主视图

图五为本实用新型备用延长杆主视图

图六为本实用新型十字滑块主视图

图七为本实用新型导向装置与焊枪夹具伸缩杆1连接主视图和左视图

图八为本实用新型导向装置与焊枪夹具伸缩杆2和备用延长杆连接主视图和左视图

具体实用方法

本实用新型在使用时为成对使用。在使用前，先把固定连杆装置采用螺栓与自动角焊小车固定后，在采用螺栓将导向轮与导向杆固定，同时根据所需要的焊接方向来调节导向轮的长短，在用螺栓将十字滑块分别与固定连杆和导向杆的长条形滑孔连接，并分别调到焊接时所需要的距离后将螺栓拧紧固定。在将两个螺栓连杆的螺纹两端，分别插在两侧固定连杆和导向杆的滑孔内，并利用螺纹上的螺母，将两侧导向装置的距离固定为与角焊小车相同宽度。然后根据所需要的距离，将焊枪夹具伸缩杆两端分别与焊枪夹具和角焊小车固定。组装完毕后，将导向装置的导向轮一端挂在靠近焊缝的梁或横带上，调好焊枪距离和角度，就可以进行自动焊接。

焊枪夹具伸缩杆1焊枪夹具伸缩杆2

图一图二

固定连杆导向杆

图三图四

备用延长杆

图五

十字滑块

图六

图七

图八

2.3现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的导向装置，采取模块式设计，可以方便拆卸安装，具体采用铝合金材料制作，以减轻重量；所述装置固定连杆与自动角焊小车原导向轮的位置连接固定；所述装置导向杆与导向轮采用螺栓连接，调整导向后拧紧螺栓固定；所述装置十字滑块分别与固定连杆和导向杆连接，并通过在固定连杆和导向杆上的长条形滑孔滑动，选择好所需的距离后拧紧螺栓固定；所述装置螺栓连杆分别连接在两侧固定连杆和导向杆上，调好所需宽度后将螺母拧紧固定，同时螺栓连杆还可起到工作前后提拉把手的作用；焊枪夹具伸缩杆与焊枪夹具和自动角焊小车连接，可起到调节焊枪与角焊小车所需距离的作用；本装置适用于带有横带和梁结构的搭接仰角焊缝、水平位置焊接和焊缝在斜坡位置等多种位置的焊接，由于导向装置是倒挂形式，还可以将自动角焊小车放在大于小车轴距的梁上焊接，大大增强了自动焊角小车的实用性，而原有的顶靠式导向装置只能在没有任何障碍的，带梁或横带的水平位置焊接，局限性较大，不能广泛应用于其他有障碍或垂直位置或倾斜位置的焊接，采用新型导向装置可以将原来不能实现自动化焊接的诸多位置实现自动化，来代替手工焊接，从而大大提高了整车的焊接质量、提高生产率、降低劳动强度、高空作业时可减少不安全因素、减少焊接人数、降低焊接成本。

3替代方案

在靠近焊缝的梁或横带与焊缝的距离较远时，可以采用备用延长杆，安装在固定连杆和与导向杆连接的十字滑块上，通过十字滑块在备用连杆上的滑孔滑动，并选好所需距离后将螺栓固定方可施焊。

如带下侧梁的弧形侧板，受梁等障碍物的局限时，需要将自动角焊小车放在梁上焊接时，此时自动焊小车与焊道的距离较大，可采用长枪管来替换平时使用的短枪管。

4本发明欲保护点

本发明的模块式设计，其中包括以下几点：

实现固定连杆和导向杆连接的十字滑块。

供十字滑块装置滑动的固定连杆和导向杆上的长条型滑孔设计。

可用于固定和调节导向轮位置和导向的倒挂式导向杆设计。

可用于加长导向轮与自动焊小车间距的备用延长杆设计。

用于加强导向装置整体强度的螺栓连杆设计。

供焊枪调节距离的焊枪夹具伸缩杆设计。

实现倒挂式导向装置的整体结构设计。

作者简介：

陈岩1978.12.2生高级技师中车资深技能专家