[发明专利]一种免拼点焊接方法

说明书

本发明提供了一种板材焊接用咬合结构、免拼点焊接装置及方法。装置包括连接支架、焊枪、切割机构，所述焊枪固定在连接支架上，所述切割机构通过位姿调整机构与连接支架固定连接。焊接板材上设有咬合结构，两块板材组对后，可以通过咬合结构实现多种维度的约束。焊接前，根据实际约束维度需求，将板材边缘按照咬合结构形式进行切割并组对咬合，在调整焊枪位置后，切割机构和焊枪在焊接机器人或者专机的带动下沿焊缝方向运动。切割机构在前负责去除咬合结构，焊枪在后进行正常焊接。本发明直接省去了“拼点‑打磨”工序，提升了焊接效率和焊缝质量，节省了人力、物力成本。

技术领域

本发明涉及一种板材焊接用咬合结构、免拼点焊接装置及方法，属于规则焊缝焊接技术领域。

背景技术

直臂结构是工程机械常见规则结构件之一，其连接焊缝一般为长直对接焊缝。由于焊接过程存在较大的局部应力和应变，所以为了保证两板间隙在焊接过程中保持一致，长直焊缝在焊前需要通过大量的点固焊缝来保证焊接过程中结构的稳定性。

环形结构亦是工程机械常见规则结构件之一，其连接焊缝一般为环形对接焊缝。由于焊接过程同样存在非常大的局部应力和应变，所以为了避免焊缝在焊接过程中开裂，环形焊缝在焊前也需要通过大量的点固焊缝来保证焊接过程中结构的稳定性。另外，由于环形结构通常配合转台进行平焊，所以其焊接过程与直焊缝类似。

以上两种规则焊缝的焊接量巨大，一般采用自动化焊接方式。由于焊接速度一般提前设定，所以焊接过程中无法向焊工那样对点固焊缝进行特殊处理。为了避免焊后在拼点处形成局部凸起、影响外观，通常需要在焊前将点固焊缝人工打磨平整，即两板仅通过焊点根部进行连接固定。

以长为10m的“双C”型板对接直臂、单人操作为例，现有焊接前期工序为：（1）将折弯后的板材放入拼点工装，调整两板之间的位置，保证两端对齐、无错边，该过程预计20min；（2）在保证工装夹紧的状态下，按顺序进行点焊，点固焊缝长50mm，点焊间距为200~500mm，以400mm为例，则需要50个点固焊缝、预估25min；（3）使用角磨机将点固的焊点进行打磨处理，整个过程预估35min；（4）吊送至焊接专机进行焊接，焊接过程预估30min。

现有技术方案在实施过程中存在以下缺点：（1）从价值流的角度来看，虽然很多高效焊接方法已经应用于该类大长规则焊缝的焊接过程，但是其前期“拼点-打磨”工序耗时严重（非增值时间），既降低了整体的生产效率，也没有把应用高效焊接方法的优势完全发挥出来（增值时间）。所以“拼点-打磨”也成为了大长规则结构件焊接生产效率提升的一大痛点！（2）拼点工人的质量意识一般比较差，存在“盲焊”现象，导致点固焊缝经常出现根部未熔透以及焊接时开裂现象；（3）虽然采用大量的点固焊缝去拼接，但是起到实质作用的只有焊缝根部（上部都被打磨掉了），因此造成大量的浪费；（4）需要配置专用的拼点工装，增加了机物料消耗成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种板材焊接用咬合结构、免拼点焊接装置及方法，以采用特殊路径切割板材，使其在切割、折弯或者卷圆后可以通过边缘的咬合结构实现两板一定维度上的约束，从而省去“拼点-打磨”工序，在焊接工位上直接组对咬合后便可以开始正式的焊接工序，解决由点固焊缝导致的“质量差”、“成本高”以及“效率低”等问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种板材焊接用咬合结构，所述咬合结构位于两板材边缘处，用于在两板材组对咬合后约束板材的相互移动。

进一步地，所述咬合结构包括设置在两板材边缘的相互配合的三角形、矩形、梯形、锯齿形、倒钩形结构。

进一步地，所述咬合结构包括设置在两板材边缘的相互配合的燕尾形结构。

进一步地，所述咬合结构还包括固定在咬合结构背面的刚性衬垫。

进一步地，所述刚性衬垫通过夹具或者在其边缘与咬合结构接触位置进行少量点焊的形式固定在咬合结构背面。