[发明专利]窄间隙焊接夹具单元及电解铝钢爪的窄间隙焊接方法

说明书

窄间隙焊接夹具单元，包括用于基座，在基座上靠近两端分别设置有一套可调角度窄间隙焊接装置，可调角度窄间隙焊接装置包括连接在基座上的二维滑台，在二维滑台的末端滑动块上连接有焊枪夹，焊枪夹通过锁紧螺母转动连接在二维滑台的末端滑动块上，焊枪下部外周具有陶瓷保护套。电解铝钢爪的窄间隙焊接方法，包括以下步骤：（1）将各方钢夹紧；（2）将各圆钢放置于工件台夹具上，并使圆钢截面与方钢截面夹角为7‑‑9度；（3）调整焊枪一和焊枪二的角度和距离，（4）按照设定工艺进行每层的焊接；直至焊缝焊满。本发明可实现电解铝钢爪焊接过程自动完成，降低人工成本，提高效率。

技术领域

本发明涉及焊接技术，特别涉及窄间隙焊接夹具单元及电解铝钢爪的窄间隙焊接方法，属于焊接技术领域。

背景技术

窄间隙焊就是厚板对接接头在焊前不开坡口或只开小角度坡口，并留有窄而深的间隙，采用熔化极气体保护焊或埋孤焊完成整条焊缝的高效焊接方法。高热输入窄间隙焊，主要用于普通碳钢，目的是提高生产效率，电解铝行业用阳极钢爪的生产现多为焊接件，即圆钢和方钢之间的全截面窄间隙焊接，这既是为了保证其强度，也是满足其导电性的要求，在焊接时将三根圆钢焊接在同一根方钢上，目前电解铝行业用阳极钢爪的焊接对采用以下方式进行，1、采用手工电弧焊，手工电弧焊直接将焊条伸入间隙中焊接，可实现不开坡口大截面焊接，但是手工电弧焊每焊接一层需要人工清理焊渣，大大降低了焊接效率，并且容易使焊缝出现夹渣，侧壁不融合的现象。2、人工CO2气体保护焊（由于采用自动送丝，也叫半自动焊），需要开30度坡口，增加了焊接的时间和成本，焊接材料消耗多，同时也具有侧壁不融合的现象。上述两种人工焊接还均存在着焊接环境差的问题。基于以上情况，实现电解铝行业用阳极钢爪的自动焊接能够提高效率、降低劳动强度和成本，但将目前的自动焊机应用在电解铝行业用阳极钢爪的焊接上存在的以下问题：1、由于对侧壁的热输入较小，焊接完成后容易出现侧壁难以熔合的情况；2、焊枪持续工作，对于高热输入焊接，容易烧枪；3、焊枪保护套材质为金属，窄间隙焊接保护套容易碰到工件，并且飞溅容易粘接在保护套上，会使保护套烧坏；4、普通标准焊枪的外形尺寸比较粗与短，不利于进入到窄间隙中，焊接角度需要倾斜时，窄间隙焊接更加困难。并且受焊丝干伸长限制，可焊接深度范围较小。在研究将自动焊机应用到阳极钢爪的焊接的实践中发现，由于这种焊缝为短的窄间隙焊缝（如果焊缝为较长的窄间隙焊缝的话由于两端部在整个长度上占的比例较低，稍有瑕疵的话对整体影响不大），焊缝两端的处理特别重要，在自动焊接研究中发现，窄间隙的焊缝两端的焊接时间长短及其重要，若第一层一端的焊接时间短了，则焊接第二层时会造成该处的干伸长大，同时焊接的电压也会增大，易出现烧穿和焊流的情况，焊缝成型不好，则以后每层均受影响，造成最终产品不合格，若焊缝一端焊接时间长了，则焊缝容易流塌，所以自动焊如果处理不好，焊接时每层都需要人工检视和修复，失去了自动化焊接的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服目前的电解铝钢爪窄间隙焊接中存在的上述问题，提供一种一种窄间隙焊接夹具单元及电解铝钢爪的窄间隙焊接方法。

为实现本发明的目的，采用了下述的技术方案：窄间隙焊接夹具单元，包括用于基座，基座用于与三维运动装置相连接，在基座上靠近两端分别设置有一套可调角度窄间隙焊接装置，所述的可调角度窄间隙焊接装置包括连接在基座上的二维滑台，在二维滑台的末端滑动块上连接有焊枪夹，所述的焊枪夹通过锁紧螺母转动连接在二维滑台的末端滑动块上，焊枪固定夹设在焊枪夹中，所述的焊枪为细长形，焊枪下部外周具有陶瓷保护套；进一步的；在焊枪内下端部安装有导电嘴，所述的导电嘴为折线状，折线状的下段向前倾斜；进一步的；所述的基座上开设有多个减重孔。

电解铝钢爪的窄间隙焊接方法，采用上述的窄间隙焊接夹具单元，将上述的窄间隙焊接夹具单元通过基座连接在三维运动机构上下方向的Z轴上，三维运动机构连接在机架上，在三维运动机构上设置有送丝装置，机架下部设置有工件台，包括以下步骤：

（1）将各方钢安置于工件台上，夹紧保持不动，在方钢与圆钢焊接界面处，距方钢下边缘20mm水平点焊一宽20mm、厚6mm的钢板做垫板；