一种薄板夹芯结构的激光焊接定位工装及焊接方法技术

一种薄板夹芯结构的激光焊接定位工装，包括芯板定位组件、上盖板定位组件、下盖板定位组件；芯板定位组件包括左侧槽钢、芯板定位槽钢、芯板压紧气缸或液压缸、连接板、右侧上梁、右侧下梁、右侧前纵梁、右侧后纵梁；上盖板定位组件包括上梁、上盖板压紧气缸或液压缸；下盖板定位组件包括下梁、下盖板压紧气缸或液压缸。还提供一种焊接方法。激光焊接定位工装采用模块化设计，主体焊接固定，芯板定位槽钢可以快速更换，减少维修时间；气缸或液压缸布置位置合适，芯板定位精度高，保证了上盖板、下盖板与芯板的贴合间隙，提高了焊接可靠性；激光焊接遵循从中间往两侧焊接及上下面交替焊接的原则，工件的焊接变形得到显著控制。

【技术实现步骤摘要】
一种薄板夹芯结构的激光焊接定位工装及焊接方法
本专利技术属于船舶用工装领域，具体涉及一种薄板夹芯结构的激光焊接定位工装及焊接方法。
技术介绍
目前，船舶业轻围壁结构、主横舱壁结构等传统船舶板架结构采用在板材上焊接角钢、槽钢、T型钢等方式达到提高结构刚度的目的，这种船舶板架结构的占用空间较大，等重强度低，故采用薄板夹芯结构替代上述结构成为发展趋势。与传统船舶板架结构相比，薄板夹芯结构具有减重、省空间、降噪的优点，等刚度下的薄板夹芯结构减重了25%～40%，减少占用空间30%～55%，减少了安装时间，且可灵活地应用。但现有薄板夹芯结构采用传统的弧焊，其存在较大的热应力，导致焊后变形严重。但常规的压紧方式难以应对激光焊接对叠焊间隙的要求，导致焊缝表面美观性差、结合程度达不到要求。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供一种薄板夹芯结构的激光焊接定位工装及焊接方法。本专利技术的目的可以通过下述技术方案来实现：一种薄板夹芯结构的激光焊接定位工装，包括芯板定位组件、上盖板定位组件、下盖板定位组件；所述芯板定位组件包括左侧槽钢、芯板定位槽钢、芯板压紧气缸或液压缸、连接板、右侧上梁、右侧下梁、右侧前纵梁、右侧后纵梁；所述左侧槽钢前后延伸且开口朝左设置，多个所述芯板定位槽钢前后等间距布置，每个芯板定位槽钢左右延伸且开口朝前或朝后设置，每个芯板定位槽钢的左端通过螺栓与左侧槽钢连接，右端通过螺栓连接有一竖向设置的连接板，芯板定位槽钢内分布有多个芯板压紧气缸或液压缸，所述芯板压紧气缸或液压缸的活塞端与芯板定位槽钢的开口同向设置，所述右侧上梁和右侧下梁均前后延伸，并通过前后分布的右侧前纵梁和右侧后纵梁相连接，右侧上梁和右侧下梁分别通过螺栓与每块连接板的上端和下端连接；所述上盖板定位组件包括上梁、上盖板压紧气缸或液压缸；多个所述上梁设置于芯板定位组件的上侧且前后等间距布置，每个上梁左右延伸且两端分别与左侧槽钢的上翼缘和右侧上梁连接，上梁的底面上分布有两个以上的上盖板压紧气缸或液压缸，每个上盖板压紧气缸或液压缸的活塞端朝下设置；所述下盖板定位组件包括下梁、下盖板压紧气缸或液压缸；多个所述下梁设置于芯板定位组件的下侧且前后等间距布置，每个下梁左右延伸且两端分别与左侧槽钢的下翼缘和右侧下梁连接，下梁的顶面上分布有两个以上的下盖板压紧气缸或液压缸，每个下盖板压紧气缸或液压缸的活塞端朝上设置；其中，所述芯板定位槽钢的背面左端设有芯板限位块；所述芯板定位槽钢的上翼缘左端处设有上盖板左右限位块，所述上盖板定位组件还包括上侧前连接梁和上侧后连接梁，所述上侧前连接梁和上侧后连接梁分别设置于多个上梁的前侧和后侧，上侧前连接梁和上侧后连接梁均左右延伸且两端分别与左侧槽钢的上翼缘和右侧上梁连接，上侧前连接梁或上侧后连接梁的底面设有上盖板前后限位块；所述芯板定位槽钢的下翼缘左端处设有下盖板左右限位块，所述下盖板定位组件还包括下侧前连接梁和下侧后连接梁，所述下侧前连接梁和下侧后连接梁分别设置于多个下梁的前侧和后侧，下侧前连接梁和下侧后连接梁均左右延伸且两端分别与左侧槽钢的下翼缘和右侧下梁连接，下侧前连接梁或下侧后连接梁的底面设有下盖板前后限位块。进一步地，所述芯板压紧气缸或液压缸的活塞端、上盖板压紧气缸或液压缸的活塞端、下盖板压紧气缸或液压缸的活塞端上均设有顶块。进一步地，所述芯板定位槽钢的两端设有芯板定位槽钢封板。进一步地，所述芯板定位槽钢内设有加强筋。进一步地，所述芯板定位槽钢的背面和下翼缘的连接边设有倒角。进一步地，所述右侧上梁和右侧下梁均为槽钢且开口朝右设置，右侧上梁和右侧下梁上分别设有右侧上梁封板和右侧下梁封板。进一步地，所述上梁和下梁均为工字钢。一种薄板夹芯结构的焊接方法，采用上述薄板夹芯结构的激光焊接定位工装，包括如下步骤：（1）将连接板从芯板定位槽钢、右侧上梁、右侧下梁上卸下，将下盖板置于多个下盖板压紧气缸或液压缸上，将多块芯板分别置于多个芯板定位槽钢的背面上，将上盖板置于多块芯板的上沿上，重新装上连接板，在下盖板和上盖板上划线标明芯板的位置；（2）下盖板通过下盖板前后限位块和下盖板左右限位块定位后，下盖板压紧气缸或液压缸将下盖板压紧在多个芯板定位槽钢的下翼缘上；（3）芯板通过芯板定位槽钢背面的芯板限位块定位后，芯板压紧气缸或液压缸将芯板压紧在芯板定位槽钢的背面上；（4）上盖板通过上盖板前后限位块和上盖板左右限位块定位后，上盖板压紧气缸或液压缸将上盖板压紧在多块芯板的上沿上；（5）对所有待焊焊缝的两端激光点焊后，按照从中间往两侧焊接及上下面交替焊接的原则进行激光焊接；（6）拆下连接板，将焊好的工件从右侧取出。进一步地，步骤（5）中，每条焊缝结束时，在焊接部位通入压缩空气，待焊缝冷却至室温后再开始下一工位的焊接。进一步地，步骤（1）前，所述薄板夹芯结构的激光焊接定位工装通过上侧前连接梁、上侧后连接梁、下侧前连接梁、上侧后连接梁安装到首尾架变位机上。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1、激光焊接定位工装采用模块化设计，主体采用焊接固定，芯板定位槽钢是保证工件定位精度的主要部件，芯板定位槽钢提供芯板的定位与下一块芯板的压紧，同时提供下盖板的定位，其两端采用螺栓连接，当芯板定位槽钢磨损或精度不足可以实现快速更换，减少维修时间；2、采用气缸或液压缸压紧的方式压紧工件，所有压紧气缸或液压缸均采用螺栓连接的方式安装在激光焊接定位工装上，便于维修更换；3、芯板定位槽钢的右端采用连接板连接到右侧矩形框架上，拆除连接板，松掉所有压紧气缸或液压缸后，焊接完成的薄板夹芯结构件可以从右侧取出，工件装配也能在右侧轻松开展；4、激光焊接定位工装通过上侧前连接梁、上侧后连接梁、下侧前连接梁、上侧后连接梁安装到首尾架变位机上，可以实现快速翻转；5、激光焊接定位工装中的芯板定位槽钢长于工件的长度，芯板定位槽钢长出部分的背面可以作为激光焊接定位基准面，减少了划线的时间；6、芯板的上边和下边都有压紧气缸或液压缸进行压紧，每块芯板至少有12个压紧气缸或液压缸进行压紧，定位精度高，上盖板和下盖板在每两个芯板之间都有至少3个压紧气缸或液压缸进行压紧，上盖板与芯板的贴合间隙及下盖板与芯板的贴合间隙均能得到有效的保证，提高了焊接可靠性；7、提供了一种薄板夹芯结构的焊接方法，在工件装夹完成后所有焊缝两端进行激光点焊，然后遵循从中间往两侧焊接及上下面交替焊接的原则进行激光焊接，相较于单面连续焊接，其焊接变形得到显著控制。附图说明图1为本专利技术激光焊接定位工装的结构示意图。图2为图1的右视图。图3为图1的俯视图。图4为图1的竖直剖面图。图5为激光焊接薄板夹芯结构的一侧的焊接顺序示意图。图6为图5后激光焊接薄板夹芯结构的另一侧的焊接顺序示意图。图1至图4中部件标号如下：1左侧槽钢2芯板定位槽钢3芯本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种薄板夹芯结构的激光焊接定位工装，其特征在于，包括芯板定位组件、上盖板定位组件、下盖板定位组件；/n所述芯板定位组件包括左侧槽钢、芯板定位槽钢、芯板压紧气缸或液压缸、连接板、右侧上梁、右侧下梁、右侧前纵梁、右侧后纵梁；所述左侧槽钢前后延伸且开口朝左设置，多个所述芯板定位槽钢前后等间距布置，每个芯板定位槽钢左右延伸且开口朝前或朝后设置，每个芯板定位槽钢的左端通过螺栓与左侧槽钢连接，右端通过螺栓连接有一竖向设置的连接板，芯板定位槽钢内分布有多个芯板压紧气缸或液压缸，所述芯板压紧气缸或液压缸的活塞端与芯板定位槽钢的开口同向设置，所述右侧上梁和右侧下梁均前后延伸，并通过前后分布的右侧前纵梁和右侧后纵梁相连接，右侧上梁和右侧下梁分别通过螺栓与每块连接板的上端和下端连接；/n所述上盖板定位组件包括上梁、上盖板压紧气缸或液压缸；多个所述上梁设置于芯板定位组件的上侧且前后等间距布置，每个上梁左右延伸且两端分别与左侧槽钢的上翼缘和右侧上梁连接，上梁的底面上分布有两个以上的上盖板压紧气缸或液压缸，每个上盖板压紧气缸或液压缸的活塞端朝下设置；/n所述下盖板定位组件包括下梁、下盖板压紧气缸或液压缸；多个所述下梁设置于芯板定位组件的下侧且前后等间距布置，每个下梁左右延伸且两端分别与左侧槽钢的下翼缘和右侧下梁连接，下梁的顶面上分布有两个以上的下盖板压紧气缸或液压缸，每个下盖板压紧气缸或液压缸的活塞端朝上设置；/n其中，所述芯板定位槽钢的背面左端设有芯板限位块；/n所述芯板定位槽钢的上翼缘左端处设有上盖板左右限位块，所述上盖板定位组件还包括上侧前连接梁和上侧后连接梁，所述上侧前连接梁和上侧后连接梁分别设置于多个上梁的前侧和后侧，上侧前连接梁和上侧后连接梁均左右延伸且两端分别与左侧槽钢的上翼缘和右侧上梁连接，上侧前连接梁或上侧后连接梁的底面设有上盖板前后限位块；/n所述芯板定位槽钢的下翼缘左端处设有下盖板左右限位块，所述下盖板定位组件还包括下侧前连接梁和下侧后连接梁，所述下侧前连接梁和下侧后连接梁分别设置于多个下梁的前侧和后侧，下侧前连接梁和下侧后连接梁均左右延伸且两端分别与左侧槽钢的下翼缘和右侧下梁连接，下侧前连接梁或下侧后连接梁的底面设有下盖板前后限位块。/n...

【技术特征摘要】
1.一种薄板夹芯结构的激光焊接定位工装，其特征在于，包括芯板定位组件、上盖板定位组件、下盖板定位组件；
所述芯板定位组件包括左侧槽钢、芯板定位槽钢、芯板压紧气缸或液压缸、连接板、右侧上梁、右侧下梁、右侧前纵梁、右侧后纵梁；所述左侧槽钢前后延伸且开口朝左设置，多个所述芯板定位槽钢前后等间距布置，每个芯板定位槽钢左右延伸且开口朝前或朝后设置，每个芯板定位槽钢的左端通过螺栓与左侧槽钢连接，右端通过螺栓连接有一竖向设置的连接板，芯板定位槽钢内分布有多个芯板压紧气缸或液压缸，所述芯板压紧气缸或液压缸的活塞端与芯板定位槽钢的开口同向设置，所述右侧上梁和右侧下梁均前后延伸，并通过前后分布的右侧前纵梁和右侧后纵梁相连接，右侧上梁和右侧下梁分别通过螺栓与每块连接板的上端和下端连接；
所述上盖板定位组件包括上梁、上盖板压紧气缸或液压缸；多个所述上梁设置于芯板定位组件的上侧且前后等间距布置，每个上梁左右延伸且两端分别与左侧槽钢的上翼缘和右侧上梁连接，上梁的底面上分布有两个以上的上盖板压紧气缸或液压缸，每个上盖板压紧气缸或液压缸的活塞端朝下设置；
所述下盖板定位组件包括下梁、下盖板压紧气缸或液压缸；多个所述下梁设置于芯板定位组件的下侧且前后等间距布置，每个下梁左右延伸且两端分别与左侧槽钢的下翼缘和右侧下梁连接，下梁的顶面上分布有两个以上的下盖板压紧气缸或液压缸，每个下盖板压紧气缸或液压缸的活塞端朝上设置；
其中，所述芯板定位槽钢的背面左端设有芯板限位块；
所述芯板定位槽钢的上翼缘左端处设有上盖板左右限位块，所述上盖板定位组件还包括上侧前连接梁和上侧后连接梁，所述上侧前连接梁和上侧后连接梁分别设置于多个上梁的前侧和后侧，上侧前连接梁和上侧后连接梁均左右延伸且两端分别与左侧槽钢的上翼缘和右侧上梁连接，上侧前连接梁或上侧后连接梁的底面设有上盖板前后限位块；
所述芯板定位槽钢的下翼缘左端处设有下盖板左右限位块，所述下盖板定位组件还包括下侧前连接梁和下侧后连接梁，所述下侧前连接梁和下侧后连接梁分别设置于多个下梁的前侧和后侧，下侧前连接梁和下侧后连接梁均左右延伸且两端分别与左侧槽钢的下翼缘和右侧下梁连接，下侧前连接梁或下侧后连接梁的底面设有下盖板前后限位块。


2.根据权利要求1所述的薄板夹芯结构的激光焊接定位工装，其特征在于，所述芯板压紧气缸或液压缸的活塞端、上盖板压紧气缸或液压缸的活塞...

【专利技术属性】
技术研发人员：甘露，刘鹏，朱苏，黄立进，雷雨雨，朱若凡，杨启伟，赵琼，
申请(专利权)人：上海中船临港船舶装备有限公司，上海船舶工艺研究所中国船舶工业集团公司第十一研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31