[发明专利]一种H型大梁焊接变形控制装置

说明书

技术领域

本发明属于汽车制造技术领域，尤其是涉及一种H型大梁焊接变形控制装置。

背景技术

现代汽车工业对轻量化、安全性、尾气排放、成本控制及燃油经济性的要求越来越高，这就驱使汽车工业采用高强度钢板和一些高强度轻量化材料。汽车车架是汽车上的一个重要承载部件，据统计汽车车身的质量约占整车自身品质的40％-60％，其结构的轻量化对汽车节能和环保具有重要意义。H型大梁作为汽车车架的主要组成部分，采用高强度钢板替代传统钢板组成的H型大梁可实现车架减重。H型主要由腹板、翼板焊接而成，在此过程中，在焊接过程中，不均匀的加热，使得焊缝及其附近的温度很高，而远处大部分金属不受热，其温度还是室内温度。这样，不受热的冷金属部分便阻碍了焊缝及近缝区金属的膨胀和收缩；因而，冷却后，焊缝就产生了不同程度的收缩和内应力(纵向和横向)，就造成了焊接结构的各种变形。金属内部发生晶粒组织的转变所引起的体积变化也可能引起焊件的变形。这是产生焊接应力与变形的根本原因。焊接变形主要包括：纵向收缩和横向收缩、角变形、弯曲变形、波浪变形以及扭曲变形等。从而导致H型大梁尺寸要求(特别是，上下表面尺寸精度)达不到所需要求，为其装配带来隐患；从而导致H型大梁装配不合理部分在车辆行驶过程中容易疲劳断裂。

现有技术中公开了部分焊接控制方法及工具，例如CN201020127895.2，专利名称：用于载重汽车H型大梁焊接生产的工装夹具，该专利是一种H型钢梁焊接工装，每个工装座包括底座，在底座上设置有两个端面挡板，其中一个端面挡板上设置有顶紧装置。CN201010143905.6，专利名称：大型不锈钢筒体焊接变形控制辅具及焊接变形控制方法，该专利通过焊接变形控制辅具，实现大型不锈钢筒体焊接变形的控制，避免了筒体的焊后机械校形和热校形工序。CN200920188135.X，专利名称：钢结构焊接变形控制压板结构，该专利是一种钢结构焊接变形控制压板结构，通过压板控制技术，控制大型箱型构件的焊接变形。CN200620158285.2，专利名称：等边多面体焊接变形控制夹具，该专利采用外圈螺纹销定位和内圈普通光销定位的方式，使焊接收缩量得到有效的矫正补偿，有效地控制了等边六边形组件产品焊接中的变形问题。CN200910153658.5，专利名称：可进行变形控制的T形钢梁焊接方法，该专利通过工艺板上下两端分别与上腹板和下腹板焊接，控制焊接后的T型钢形状和尺寸变化小，降低了焊接过程对焊件性能的影响。

现有的焊接变形控制，主要分为：焊接工艺控制，辅助工具定位，焊后矫正等方法。但是这些方法目前还没有针对H型大梁焊接角变形和扭转变形的方法和装置。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种实现了工件变形后的精度尺寸，保证了工件的装配工差，减少了热源的输入的H型大梁焊接变形控制装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种H型大梁焊接变形控制装置，包括：

连接在上翼板上表面的上压板，

对称连接在腹板两侧的左压板及右压板，

连接在下翼板下表面的下压板，

左压板及右压板通过连接螺钉与上压板与下压板连接，控制上翼板及下翼板的位置不会发生角变形，

左压板及右压板的内侧边顶设在腹板的左右侧面。

所述的左压板以及右压板的内侧边的上下两端开设有焊缝工艺孔。两块压板上开设的焊缝工艺孔的位置相互对称。

焊缝工艺孔的宽度与焊枪的宽度相适应，高度与长度的比值为焊枪连续焊接角度的正切值。

上压板与上翼板的接触面，下压板与下翼板的接触面均为锯齿形界面。

左压板与上翼板、下翼板及腹板的接触面为锯齿形界面。

右压板与上翼板、下翼板及腹板的接触面为锯齿形界面。

上述锯齿形界面为左右对称轴的60度，有利于保持左、右压板压紧上翼板、下翼板及腹板，并防止该接触之间的相对防滑。

该装置在进行装配时，采用以下步骤：

1)腹板、翼板的制备

按照尺寸要求，制备上、下翼板及腹板，其中横向尺寸要加上0.2*板厚的收缩量，以备焊接收缩尺寸变小。同时按照变形要求，上、下翼板标出需要相应位置。

2)采用变形控制夹具，对H型大梁焊前装配

基于H型大梁长度要求，等间距进行焊前装配。其中，先将上、下翼板装入变形夹具，然后装入腹板，左、右夹块的间距与腹板尺寸一致，上、下翼板装夹深度左右对称。

3)H型大梁焊接装配