一种补偿补丁板热变形的焊接夹具及焊接方法技术

本发明专利技术提供了一种补偿补丁板热变形的焊接夹具及焊接方法，所述焊接夹具包括用于叠置板件定位的板面定位部、板沿定位部以及用于叠置板件夹紧的压紧部，在板面定位部、板沿定位部和压紧部的压紧力作用下，叠置板件被定位挤压形成预变形叠板；所述焊接方法是根据预变形补丁板形状设计并安装调整焊接夹具，通过在所述焊接夹具上焊接形成预变形补丁板，通过对预变形补丁板加热形成补丁板，在通过夹持和热变形工位定位判断补丁板是否合格，不合格则调整或修改补丁板，直至合格后将对应的焊接夹具参数进行锁定并存储。本发明专利技术通过在形成补丁板的焊接定位过程中对预计出现的形变量进行反向补偿，最终实现抵消补丁板因焊接后冷却而产生变形的影响。

A welding fixture and welding method for compensating thermal deformation of patch plate

【技术实现步骤摘要】
一种补偿补丁板热变形的焊接夹具及焊接方法
本专利技术属于热成型
，具体涉及一种补偿补丁板热变形的焊接夹具及焊接方法。
技术介绍
热成形技术作为汽车实现轻量化的重要加工手段，近几年来越来越多地运用在新车型的生产加工领域。其中，补丁板热成形技术是热成形技术中的一种,是现将两块或两块以上的钢板进行焊接形成补丁板，如图2和图3所示，然后将补丁板整体进行加热、冲压成形与淬火等工序，补丁板热成形技术在轿车B柱、A柱等零件上得到了广泛的应用。在应用补丁板热成形技术进行实际生产过程中，补丁板在整体加热完毕后，到放置在冲压模具中的这段时间内，会逐步冷却，但由于补丁板是由多块钢板焊接构成的，并且不同钢板之间的各部分材质、厚度及冷却速度等均不一致，所以随着补丁板的冷却，补丁板自身会在内部应力的作用下翘曲、变形，冷却变形后的补丁板形状如图4所示。补丁板变形使得自动化抓取补丁板和将补丁板放置在冲压模具中并定位等操作容易出现失误，从而导致生产线停台、零件报废等问题。现有技术中，为了解决上述问题，均采用缩短补丁板出炉至将补丁板放置在热冲压模具中的时间，进而减小补丁板的温降，即在补丁板还没有来得及发生大的变形前，将将补丁板放置在热冲压模具中，以降低补丁板冷却变形对后续成形工序的影响，但这种方法并没有从根本上解决或改善丁板自身翘曲、变形的问题。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供了一种补偿补丁板热变形的焊接夹具及焊接方法，实现在形成补丁板的焊接定位过程中对预计出现的形变量进行反向补偿，抵消补丁板因焊接后冷却而产生变形的影响，结合说明书附图，本专利技术的技术方案如下：一种补偿补丁板热变形的焊接夹具，所述焊接夹具包括：板面定位部、板沿定位部以及压紧部；所述板面定位部定位于叠置板件的板面位置，并均位于叠置板件的同一面，板面定位部与板面接触连接，所述板沿定位部定位于叠置板件的边沿外侧，并与叠置板件的边沿接触连接；所述压紧部位于叠置板件的另一面，与叠置板件的板面接触连接，向叠置板件施加垂直于板面的压力；在板面定位部和板沿定位部的定位下，以及压紧部的压紧力作用下，叠置板件被定位挤压形成预变形叠板，所述板面定位部、板沿定位部和压紧部的数量及位置与预变形叠板的形状及尺寸相匹配；所述预变形叠板是指为了补偿补丁板热处理后，因降温冷却产生变形，而预先反向变形的叠置板件。进一步地，所述板面定位部和板沿定位部水平设置安装在基座部上；叠置板件置于板面定位部上方，叠置板件的板面底部与板面定位部的定位端接触连接；所述压紧部位于叠置板件上方，压紧部的压紧端与叠置板件的板面顶部接触连接。进一步地，所述板面定位部与叠置板件接触连接形式为点接触、线接触或面接触；所述板沿定位部与叠置板件接触连接形式为线接触或面接触；所述压紧部与叠置板件接触连接形式为点接触、线接触或面接触。进一步地，所述焊接夹具还包括定位销；所述定位销定位于叠置板件的板件重叠区域。一种补偿补丁板热变形的焊接方法，所述焊接方法采用如权利要求1所述焊接夹具，具体过程如下：S1：根据预变形叠板形状设计所述焊接夹具，其中，所述预变形叠板的形变量是通过有限元分析软件计算或者凭经验获得，以实现对加热后因冷却产生热变形的补丁板的变形进行反向补偿；S2：根据设计的焊接夹具，确定板面定位部、板沿定位部以及压紧部的数量及安装位置，在基座部上安装板面定位部、板沿定位部以及压紧部，并对板面定位部、板沿定位部以及压紧部的高度进行调整，以实现经焊接夹具夹持固定的叠置板件的形状与预变形叠板的形状一致；S3：在调整完毕的焊接夹具上安装待焊接的预变形叠板，并焊接预变形叠板形成预变形补丁板；S4：加热预变形补丁板，并运输至热成形工位处；S5：观察预变形补丁板被夹持运输及在热成形工位的定位状态，判断补丁板是否合格，如果预变形补丁板被平稳可靠夹持运输至热成形工位，且在热成形工位实现定位，则判断补丁板，返回进入步骤S7，否则判断补丁板不合格，返回进入步骤S6；S6：对焊接夹具进行调整，返回步骤S2，或对焊接夹具进行修改，返回步骤S1；S7：锁定并存储焊接夹具各项参数，当需要焊接同类型补丁板时，直接调用焊接夹具参数。进一步地，所述步骤S6中，当仅需对所述焊接夹具中的板面定位部、板沿定位部以及压紧部的竖直位置或水平位置进行局部个别调整即可达到合格标准的，则判断需要对焊接夹具进行微调，返回进入步骤S2；否则判断焊接夹具需要进行修改，返回进入步骤S1。进一步地，所述步骤6中，需要对焊接夹具进行修改的情况包括：板面定位部、板沿定位部的调节范围小于需要调整量时；压紧部的压紧力范围小于需要增加的压紧力时；板面定位部、板沿定位部和压紧部的位置和数量需要重新设定时。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1、本专利技术所述补偿补丁板热变形的焊接夹具及焊接方法，通过在补丁板焊接过程中增加预变形工艺，使得自动化抓取补丁板和将补丁板放置在冲压模具中并定位时的补丁板保持较平整的状态，解决了补丁板在整体加热完毕到放置在冲压模具间的这段时间内冷却造成的补丁板翘曲、变形，致使机械手抓取困难和在模具中的定位困难，最终造成生产线停台和零件报废等问题。2、本专利技术所述补偿补丁板热变形的焊接夹具及焊接方法由于从根本上解决了补丁板热加工后因冷却而出现翘曲、变形的为题，故无需严格控制补丁板加热后出炉至将补丁板放置在热冲压模具中的时间，提升了补丁板热成形工艺的灵活性。3、本专利技术所述补偿补丁板热变形的焊接夹具结构简单，定位夹持可靠，操作灵活便捷，适于在生产过程中推广。附图说明图1为本专利技术所述补偿补丁板热变形的焊接夹具的结构示意图；图2为补丁板的主视图；图3为补丁板的俯视图；图4为补丁板整体加热后因冷却而产生变形的结构示意图；图5为通过本专利技术所述补偿补丁板热变形的焊接夹具进行焊接后的预变形的补丁板结构示意图；图6为本专利技术所述补偿补丁板热变形的焊接方法流程框图；图中：1基座部，201第一板面定位部，202第二板面定位部，203第三板面定位部，204第四板面定位部，205第五板面定位部，206第六板面定位部，3定位销，401第一压紧部，402第二压紧部，403第三压紧部，404第四压紧部，501第一板沿定位部，502第二板沿定位部，503第三板沿定位部；A大钢板，B小钢板。具体实施方式为清楚、完整地描述本专利技术所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本专利技术的具体实施方式如下：如图2所示，小钢板B设置在大钢板A叠置，通过点焊工艺将大钢板A与小钢板B焊接组成补丁板，本专利技术公开了一种补偿补丁板热变形的焊接夹具，所述焊接夹具用于大钢板A与小钢板B焊接形成预变形补丁板的定位与压紧。所述预变形补丁板是指为了补偿补丁板热处理后，因降温冷却而产生的翘曲变形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种补偿补丁板热变形的焊接夹具，其特征在于：/n所述焊接夹具包括：板面定位部、板沿定位部以及压紧部；/n所述板面定位部定位于叠置板件的板面位置，并均位于叠置板件的同一面，板面定位部与板面接触连接，所述板沿定位部定位于叠置板件的边沿外侧，并与叠置板件的边沿接触连接；/n所述压紧部位于叠置板件的另一面，与叠置板件的板面接触连接，向叠置板件施加垂直于板面的压力；/n在板面定位部和板沿定位部的定位下，以及压紧部的压紧力作用下，叠置板件被定位挤压形成预变形叠板，所述板面定位部、板沿定位部和压紧部的数量及位置与预变形叠板的形状及尺寸相匹配；/n所述预变形叠板是指为了补偿补丁板热处理后，因降温冷却产生变形，而预先反向变形的叠置板件。/n

【技术特征摘要】
1.一种补偿补丁板热变形的焊接夹具，其特征在于：
所述焊接夹具包括：板面定位部、板沿定位部以及压紧部；
所述板面定位部定位于叠置板件的板面位置，并均位于叠置板件的同一面，板面定位部与板面接触连接，所述板沿定位部定位于叠置板件的边沿外侧，并与叠置板件的边沿接触连接；
所述压紧部位于叠置板件的另一面，与叠置板件的板面接触连接，向叠置板件施加垂直于板面的压力；
在板面定位部和板沿定位部的定位下，以及压紧部的压紧力作用下，叠置板件被定位挤压形成预变形叠板，所述板面定位部、板沿定位部和压紧部的数量及位置与预变形叠板的形状及尺寸相匹配；
所述预变形叠板是指为了补偿补丁板热处理后，因降温冷却产生变形，而预先反向变形的叠置板件。


2.如权利要求1所述一种补偿补丁板热变形的焊接夹具，其特征在于：
所述板面定位部和板沿定位部水平设置安装在基座部上；
叠置板件置于板面定位部上方，叠置板件的板面底部与板面定位部的定位端接触连接；
所述压紧部位于叠置板件上方，压紧部的压紧端与叠置板件的板面顶部接触连接。


3.如权利要求1或2所述一种补偿补丁板热变形的焊接夹具，其特征在于：
所述板面定位部与叠置板件接触连接形式为点接触、线接触或面接触；
所述板沿定位部与叠置板件接触连接形式为线接触或面接触；
所述压紧部与叠置板件接触连接形式为点接触、线接触或面接触。


4.如权利要求1所述一种补偿补丁板热变形的焊接夹具，其特征在于：
所述焊接夹具还包括定位销；
所述定位销定位于叠置板件的板件重叠区域。


5.一种补偿补丁板热变形的焊接方法，其特征在于：
所述焊接方法采用如权利要求1所述焊接夹具，具体过程如下：
S1：根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李永强，赵卯，李赫，刘强，冯玉涛，宫大辉，曲福兴，田刚，毕兰峰，丁才奇，
申请(专利权)人：一汽奔腾轿车有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林;22