本發(fā)明涉及三明治板加工，更具體的說是涉及一種三明治板焊接用工裝夾具、焊接制備方法及三明治板。

背景技術(shù)：

1、金屬三明治板是一種兩面板夾一芯板的新型輕量化空心夾層結(jié)構(gòu)，其具有比強度大，比剛度高的特性，在市場上已經(jīng)得到廣泛使用。其在船舶、橋梁、汽車等多個領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用，例如其常被應(yīng)用于汽車的前圍板、頂蓋外板、車門外板、油箱底殼和外罩等部位。三明治板的應(yīng)用不僅保證了機械結(jié)構(gòu)的剛度要求，還大大的降低了結(jié)構(gòu)的重量，達(dá)到了輕量化的目的。

2、t型焊接接頭三明治板的研究已經(jīng)逐漸成熟，但是基于k型接頭波紋芯三明治板的研究還尚不完善。三明治板焊接前需要先將面板與芯板通過夾具固定，方便焊接并保證焊接中面板與芯板能夠不發(fā)生相對移動。現(xiàn)有的焊接工裝夾具均不適用于k型接頭三明治板的固定，且現(xiàn)有的夾具在焊接時均無法保證焊槍行走軌跡的穩(wěn)定，無法保證焊針與芯板之間處于合適的距離，從而影響焊接質(zhì)量，焊接不夠均勻。

3、此外，現(xiàn)有的t型接頭三明治板多由電弧焊或激光焊的方式加工制造，常規(guī)的電弧焊自動化程度低，且電弧攀升熱影響區(qū)域較大，影響焊接接頭性能，而且焊接程度不易掌握，容易出現(xiàn)芯板焊漏的問題。激光焊接容易造成芯板與面板的接頭連接寬度不足，面板與芯板之間的間隙會導(dǎo)致焊接接頭應(yīng)力集中，使得三明治結(jié)構(gòu)整體強度及韌性下降。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種三明治板焊接用工裝夾具、焊接制備方法及三明治板以至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中焊接時無法保證焊槍行走軌跡的穩(wěn)定，從而影響焊接質(zhì)量，且現(xiàn)有的焊接方法均無法保證焊接接頭質(zhì)量的技術(shù)問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種三明治板焊接用工裝夾具，所述三明治板包括多個焊接模塊，每個焊接模塊均包括兩塊面板及芯板，兩個所述面板水平共面布置且二者之間為焊縫位置，所述芯板頂端對應(yīng)兩塊面板的焊縫位置，包括：

4、芯板安裝座，所述芯板安裝座包括相對布置的兩個且其相互靠近的一側(cè)均開設(shè)上下貫通且用于定位所述芯板兩側(cè)端的芯板插接定位口；

5、兩組面板夾持組件，兩組所述面板夾持組件對稱安裝在所述芯板安裝座上部且其夾持口水平布置用于夾持定位兩個所述面板；

6、焊槍導(dǎo)向組件，所述焊槍導(dǎo)向組件包括導(dǎo)軌支架和導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌支架設(shè)有兩個且對應(yīng)安裝在所述芯板安裝座上端，所述導(dǎo)軌兩端分別連接兩個所述導(dǎo)軌支架；所述導(dǎo)軌對應(yīng)所述焊縫位置的上方且開設(shè)有上下貫通的長條形焊槍導(dǎo)孔。

7、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)的有益效果：芯板兩側(cè)端分別插接在兩個芯板安裝座的芯板插接定位口內(nèi)，兩個面板分別通過兩組面板夾持組件進(jìn)行鎖緊固定在所述芯板上方，且兩個面板連接的焊縫處與芯板頂端對齊，便于對兩個面板以及芯板的連接處進(jìn)行焊接，將兩個面板與芯板焊接在一起，長條形焊槍導(dǎo)孔對應(yīng)焊縫處，使焊槍焊接過程中能通過導(dǎo)軌進(jìn)行限位引導(dǎo)，既能方便焊槍對準(zhǔn)待焊接的焊縫處，保證焊槍焊接時行進(jìn)軌跡的穩(wěn)定性，又能使焊槍與芯板之間保持合適距離，防止焊接不均勻或出現(xiàn)焊漏等情況。

8、進(jìn)一步的，所述芯板安裝座包括底座和兩個安裝板，所述底座一側(cè)端設(shè)置有上下貫通且用于定位所述芯板的所述芯板插接定位口，兩個所述安裝板分別固定在所述芯板插接定位口兩側(cè)的所述底座頂部，兩組所述面板夾持組件分別安裝在兩個所述安裝板上。

9、進(jìn)一步的，每組所述面板夾持組件均包括兩個面板夾，兩個所述面板夾分別安裝在兩個所述底座相對應(yīng)的兩個所述安裝板上，兩個所述面板夾的夾持口相對布置。

10、進(jìn)一步的，還包括面板夾高度調(diào)節(jié)螺栓，所述安裝板上開設(shè)有長度方向沿其高度方向布置的長條形調(diào)節(jié)孔，所述面板夾高度調(diào)節(jié)螺栓置于所述安裝板遠(yuǎn)離所述芯板插接定位口一側(cè)且其尾端穿過所述長條形調(diào)節(jié)孔螺紋連接所述面板夾的封閉端。

11、進(jìn)一步的，所述導(dǎo)軌支架包括支撐架、壓板和導(dǎo)軌定位螺釘，所述支撐架安裝在所述底座遠(yuǎn)離其芯板插接定位口一側(cè)中部，所述壓板垂直所述支撐架布置且一端固定在所述支撐架頂部，另一端向靠近所述芯板插接定位口一側(cè)延伸，所述導(dǎo)軌置于所述壓板下方，所述導(dǎo)軌定位螺釘垂直所述壓板布置且其尾端穿過所述壓板螺紋連接在所述導(dǎo)軌頂部。

12、進(jìn)一步的，所述導(dǎo)軌包括兩根導(dǎo)條，兩根所述導(dǎo)條沿垂直所述芯板插入槽口的插接方向間隔布置且均通過所述導(dǎo)軌定位螺釘螺紋連接在所述壓板底部，兩根所述導(dǎo)條的間隙處形成所述長條形焊槍導(dǎo)孔。

13、進(jìn)一步的，至少一個所述底座遠(yuǎn)離其芯板插接定位口的一側(cè)安裝有延長架，且與其對應(yīng)的所述導(dǎo)軌支架的支撐架安裝在所述延長架上，以使所述導(dǎo)條延伸至所述底座外側(cè)。

14、一種三明治板焊接制備方法，包括以下步驟：

15、步驟一：確定所需焊接三明治板尺寸：根據(jù)需要制備的三明治板的厚度和接頭連接角度，設(shè)計芯板和面板的尺寸；

16、步驟二：確定焊接坡口及尺寸：根據(jù)需要制備的三明治板接頭的連接角度、面板厚度和超窄間隙焊接工藝所需的技術(shù)要求，設(shè)計焊接坡口的尺寸；

17、步驟三：工裝夾具的制備：根據(jù)需要制備的三明治板接頭連接角度以及形狀尺寸，定制工裝夾具的相應(yīng)尺寸；

18、步驟四：焊劑片的制備：根據(jù)超窄間隙焊接工藝中焊劑片的材料配比，以及適用于所需制備的三明治板面板厚度，制備焊劑片；

19、步驟五：組裝：三明治板的芯板與面板均通過工裝夾具進(jìn)行固定，并對三明治板兩端接頭搭接處進(jìn)行點焊，形成焊前組裝件；

20、步驟六：焊接：根據(jù)超窄間隙焊接工藝將步驟四中制備好的焊劑片貼敷于步驟五中組裝好的焊前組裝件上的焊接坡口兩側(cè)，進(jìn)行超窄間隙焊接，從而制備成焊后組裝件；

21、步驟七：將步驟六中制備完成的焊后組裝件進(jìn)行自然冷卻，并拆卸掉夾具，從而制備成三明治板。

22、進(jìn)一步的，所述步驟一中所述三明治板焊接接頭為k型接頭，所述芯板的端面與其兩板面連接處均開設(shè)有倒角，且一個倒角面與所述面板的板面抵接，另一倒角面與相鄰所述芯板的倒角面抵接，兩個所述芯板端面的連接處形成v型坡口。

23、一種三明治板，采用所述一種三明治板焊接制備方法制備而成。

24、經(jīng)由上述的技術(shù)方案可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明公開提供了一種三明治板焊接用工裝夾具，能夠?qū)π景濉⒚姘暹M(jìn)行鎖緊固定，穩(wěn)定性高，且設(shè)置有用于引導(dǎo)焊槍行進(jìn)的焊槍導(dǎo)向組件，保證焊槍焊接過程中的穩(wěn)定性，并保證焊槍與面板和芯板處于安全距離，提高焊接質(zhì)量；同時本發(fā)明通過在焊接三明治板前，先通過工裝夾具將三明治板的芯板與面板組裝，在面板和芯板組成的i型焊接坡口兩側(cè)內(nèi)壁貼敷焊劑片的方式實現(xiàn)了寬度為4-6mm內(nèi)的超窄間隙坡口焊接，同時可以避免電弧攀升，減少熱影響區(qū)寬度提高三明治板焊接接頭性能，并實現(xiàn)三明治坡口的完美填充，實現(xiàn)了面板和芯板交接處焊縫的良好成型，避免了出現(xiàn)芯板焊漏的問題。

技術(shù)特征：

1.一種三明治板焊接用工裝夾具，所述三明治板包括多個焊接模塊，每個焊接模塊均包括兩塊面板(21)及芯板(22)，兩個所述面板(21)水平共面布置且二者之間為焊縫位置，所述芯板(22)頂端對應(yīng)兩塊面板(21)的焊縫(24)位置，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三明治板焊接用工裝夾具，其特征在于，所述芯板安裝座(11)包括底座(111)和兩個安裝板(112)，所述底座(111)一側(cè)端設(shè)置有上下貫通且用于定位所述芯板(22)的所述芯板插接定位口(1111)，兩個所述安裝板(112)分別固定在所述芯板插接定位口(1111)兩側(cè)的所述底座(111)頂部，兩組所述面板夾持組件分別安裝在兩個所述安裝板(112)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三明治板焊接用工裝夾具，其特征在于，每組所述面板夾持組件均包括兩個面板夾(12)，兩個所述面板夾(12)分別安裝在兩個所述底座(111)相對應(yīng)的兩個所述安裝板(112)上，兩個所述面板夾(12)的夾持口相對布置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三明治板焊接用工裝夾具，其特征在于，還包括面板夾高度調(diào)節(jié)螺栓(14)，所述安裝板(112)上開設(shè)有長度方向沿其高度方向布置的長條形調(diào)節(jié)孔(1121)，所述面板夾高度調(diào)節(jié)螺栓(14)置于所述安裝板(112)遠(yuǎn)離所述芯板插接定位口(1111)一側(cè)且其尾端穿過所述長條形調(diào)節(jié)孔(1121)螺紋連接所述面板夾(12)的封閉端。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三明治板焊接用工裝夾具，其特征在于，所述導(dǎo)軌支架(131)包括支撐架(1311)、壓板(1312)和導(dǎo)軌定位螺釘(1313)，所述支撐架(1311)安裝在所述底座(111)遠(yuǎn)離其芯板插接定位口(1111)一側(cè)中部，所述壓板(1312)垂直所述支撐架(1311)布置且一端固定在所述支撐架(1311)頂部，另一端向靠近所述芯板插接定位口(1111)一側(cè)延伸，所述導(dǎo)軌(132)置于所述壓板(1312)下方，所述導(dǎo)軌定位螺釘(1313)垂直所述壓板(1312)布置且其尾端穿過所述壓板(1312)螺紋連接在所述導(dǎo)軌(132)頂部。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三明治板焊接用工裝夾具，其特征在于，所述導(dǎo)軌(132)包括兩根導(dǎo)條，兩根所述導(dǎo)條對稱布置在所述焊縫兩側(cè)且其連接處形成所述長條形焊槍導(dǎo)孔(1321)，每根所述導(dǎo)條均通過所述導(dǎo)軌定位螺釘(1313)螺紋連接在所述壓板(1312)底部。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的三明治板焊接用工裝夾具，其特征在于，至少一個所述底座(111)遠(yuǎn)離其芯板插接定位口(1111)的一側(cè)安裝有延長架(15)，且與其對應(yīng)的所述導(dǎo)軌支架(131)的支撐架(1311)安裝在所述延長架(15)上，以使所述導(dǎo)條延伸至所述底座(111)外側(cè)。

8.一種三明治板焊接制備方法，包括以下步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種三明治板焊接制備方法，其特征在于，所述步驟一中所述三明治板焊接接頭為k型接頭，兩個所述芯板的連接處形成有v型坡口。

10.一種三明治板，采用如權(quán)利要求8-9任一項所述一種三明治板焊接制備方法制備而成。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種三明治板焊接用工裝夾具、焊接制備方法及三明治板，涉及三明治板加工技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明的三明治板焊接用工裝夾具包括：芯板安裝座；兩組面板夾持組件；焊槍導(dǎo)向組件，所述焊槍導(dǎo)向組件包括導(dǎo)軌支架和導(dǎo)軌，所述導(dǎo)軌支架設(shè)有兩個且對應(yīng)安裝在所述芯板安裝座上端，所述導(dǎo)軌兩端分別連接所述導(dǎo)軌支架；所述導(dǎo)軌對應(yīng)所述焊縫位置的上方且開設(shè)有上下貫通的長條形焊槍導(dǎo)孔。焊槍焊接過程中通過導(dǎo)軌進(jìn)行限位引導(dǎo)，既能方便焊槍對準(zhǔn)待焊接的焊縫處，保證焊槍焊接時行進(jìn)軌跡的穩(wěn)定性，又能保證焊槍與面板之間保持合適距離，防止焊接不均勻或出現(xiàn)焊漏等情況。

技術(shù)研發(fā)人員：蔣小霞,楊剛,茍寧年,史雄雄,張恒銘,程雨瀟,李營
受保護(hù)的技術(shù)使用者：寧夏大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6