专利名称：一种激光拼焊用夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及激光加工技术领域，特别涉及一种激光拼焊时使用的焊装夹具， 其特征在于可减少因焊接过程热变形造成的拼接间隙变化。
背景技术：
激光拼焊技术是车身设计和制造中的关键技术，被广泛应用在现代汽车制造领 域。激光拼焊板就是将两张或多张不同厚度或不同材质的钢板通过激光对焊成一张钢板， 然后进行整体冲压成形的工艺。在汽车制造领域，应用激光拼焊板可以减少工件数量、减少 加工环节、降低工件重量、提高工件质量、提高车身碰撞安全性。由于激光光束直径很小，因 此对拼焊坯板的拼接状态要求很高。为保证焊接质量，拼焊坯板通常通过高精剪、落料或 者激光切割等精密方式加工；并且，焊接过程中通过夹具将拼焊坯板固定。由于激光拼焊 时对两块待焊接板的装配间隙要求非常严格，这就对激光拼焊的焊装夹具提出了更高的要 求。其中，激光焊接过程中，由于热应力的存在，为保证焊接过程中拼焊间隙不发生变化，对 夹具夹紧力的要求通常很高。尤其对于长焊缝的焊接过程中，焊接过程热应力问题变的尤 为突出。由于激光拼焊是一项新技术，尤其在对材料激光拼焊进行研发时，需要不断更换材 料，这就需要用于研发的激光拼焊夹具既要具有成本低、操作简单，又要能够有效防止焊接 过程的热变形。在胡伦骥等人申请的发明名称为“薄板激光切割-焊接设备”的专利 ZL02290609. 6中，提出的拼焊夹具主要用于激光切割和激光焊接时光路和聚焦镜的转换， 其所提的夹紧装置中主要采用了在Y轴下方设置有液压缸驱动的板坯定位机构，此装置使 用了较多的滚珠丝杠，步进电机和液压缸，使用非常复杂。在阎启等人申请的“一种激光拼焊和激光切割用夹具”的专利200520046157. 4 中，主要通过单侧横向和纵向挡条方式定位、通过压条夹紧的方式装卡试样，其特点是设备 简单、操作方便，但仅仅通过螺丝固定两端的压条很难避免焊接过程中的热变形，尤其是对 于长坂的焊接过程热变形问题更难于避免。
发明内容本实用新型的目的是针对现有试验室简易拼焊工装夹具不能满足板材拼焊需求 而设计的激光拼焊用夹具，该夹具可有效避免拼焊过程中因热应力造成的间隙变化，并且 具有结构简单、方便操作的特点。为实现上述目的，本实用新型提供一种激光拼焊用夹具，用于夹持加工材料，该夹 具包括底板，放置在底板上的压板，底板上有沟槽，每条沟槽在底板的边缘处安装有固定 装置，顶杆一端与手柄相连，另一端与拼焊板相接触，顶杆外壁与固定装置相连接。底板具有一狭长开口槽，开口槽的方向与焊接方向一致，开口槽与沟槽垂直。所述压板为一对，截面为梯形槽状结构，两端为固定端，压板通过固定端与底板相 连。[0009]优选的，所述固定装置可为独立组件，也可由底板向上突伸形成。优选的，所述顶杆的外壁具有螺纹结构，通过螺纹与所述固定装置相联。优选的，所述开口槽的每一侧沟槽的数量至少为1个。优选的，所述开口槽的每一侧固定装置的数至少为1个。优选的，所述开口槽的每一侧顶杆的数量至少为1个。与现有技术相比，本实用新型具备以下优点1)结构简单。本夹具采用机械夹紧 和固定方式，手动锁紧，无需电机、液压等复杂设备；2)操作方便。使用本夹具，可以适用于 不同材料、不同厚度的钢板进行激光拼焊工作，本夹具具有广泛的适用性，在产品更换时， 不需要更换工作夹具；3)避免焊接过程中拼接间隙变化。本夹具两侧的顶杆结构，可阻止 拼焊板沿与焊接方向相垂直的方向运动，从而避免焊接过程中热应力造成的拼接间隙变 化，提高焊接质量，尤其适合长焊缝的焊接。
以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
图1为本实用新型优选实施例的激光拼焊用夹具的结构示意图。图2为本实用新型优选实施例激光拼焊夹具的压板横截面结构示意图。图中1.夹具；2.底板；3.压板；4.螺丝；5.开口槽；6.拼焊板；7.沟槽；8.固定 装置；9.顶杆；10.手柄。
具体实施方式
如
图1所示，本实用新型优选实施例中提供的一种材料激光拼焊用夹具1，其包含 底板2，放置在底板上的一对压板3，在每条压板上前后两端各有一个螺丝4。在本实用新型的底板2上有垂直于压板的沟槽7，每条沟槽7在底板的边缘处安装 有固定装置8，固定装置8可以是独立的组件，也可以由底板2向上突伸形成。固定装置8 上留有螺纹孔，顶杆9通过螺纹与固定装置8相连接，顶杆9的一端与手柄10相连且可与 手柄10 —起旋转。通过旋转手柄10，顶杆9与固定装置8发生相对转动，使得顶杆9沿沟 槽7方向移动，试验过程中顶杆9的另一端与拼焊板6相接触。在本实用新型中，底板2中间留有开口槽5，方便拼焊过程中的废物通过。在本实用新型中，如图2所示，压板3的截面被设计成梯形槽状结构。安装过程中 压板3截面梯形的斜边相对，可以节省空间，为激光焊接头的运行提供足够的空间；压板3 截面的槽状设计是为了使压条的压力更好地分散在临近焊缝的梯形斜边上，防止因拼焊板 拼接处的边部翘起而造成的错边缺陷。现通过被焊接的两种具体尺寸的材料来说明本实用新型优选实施例的夹具应用 过程。对于厚度分别为0. 8mm和1. 2mm的待焊材料进行激光拼焊时，先将材料放置于开 口槽5的两侧，并使得拼接缝位于开口槽的正上方。扣上压板3，使得压板3的斜边相对，锁 紧螺丝4。此时，拼焊板6被固定在底板2上，且拼焊板边部被压板3的斜边压紧。被螺丝 4锁紧的压板3主要提供垂直于底板2平面的压力；通过压板3的摩擦，部分提供沿着底板 3平面且垂直与开口槽5的摩擦力。但由于摩擦力有限，焊接过程中热应力的存在，拼焊间隙会越来越大，影响焊接质量，且拼焊板6越长越明显。因此，在拼焊前，旋转位于两侧的手 柄10，带动顶杆9转动，使得顶杆9的端部与拼焊板6相接触。由于两块拼焊板6垂直与开 口槽方向的位置已经被顶杆9固定，此时进行激光拼焊不会造成拼焊板6间隙的变化。
权利要求一种激光拼焊用夹具，其特征在于，该夹具包括底板(2)，放置在底板上的压板(3)，底板(2)上有沟槽(7)，每条沟槽(7)在底板的边缘处安装有固定装置(8)，顶杆(9)一端与手柄(10)相连，另一端与拼焊板(6)相接触，顶杆(9)外壁与固定装置(8)相连接。
2.根据权利要求1所述的激光拼焊用夹具，其特征在于，底板(2)具有一狭长开口槽 (5)，开口槽(5)的方向与焊接方向一致，开口槽(5)与沟槽(7)垂直。
3.根据权利要求1或2所述的激光拼焊用夹具，其特征在于，所述开口槽(5)的每一侧 沟槽(7)的数量至少为1个。
4.根据权利要求1所述的激光拼焊用夹具，其特征在于，所述压板(3)为一对，截面为 梯形槽状结构，两端为固定端，压板(3)通过固定端与底板(2)相连。
5.根据权利要求1所述的激光拼焊用夹具，其特征在于，所述固定装置(8)可为独立组 件，也可由底板(2)向上突伸形成；固定装置(8)通过螺纹与顶杆(9)相连。
6.根据权利要求1、2或5所述的激光拼焊用夹具，其特征在于，所述开口槽(5)的每一 侧固定装置(8)的数至少为1个。
7.根据权利要求1、2或5所述的激光拼焊用夹具，其特征在于，所述开口槽(5)的每一 侧顶杆(9)的数量至少为1个。
专利摘要本实用新型公开了一种激光拼焊用夹具，用于夹持加工材料，其特征在于，该夹具包括底板(2)，其具有一狭长开口槽(5)，开口槽(5)的方向与焊接方向一致，该底板(2)还具有与开口槽(5)相垂直的沟槽(7)；压板(3)，其截面为梯形槽状结构，两端为固定端；固定装置(8)，其位于每个沟槽(7)的端部，具有螺纹通孔；顶杆(9)，其一端与手柄(10)相联，另一端与拼焊板(6)相接触。该夹具可避免焊接过程中因热应力造成的拼接间隙变化，并且结构简单、方便操作。
文档编号B23K26/42GK201720615SQ20102022257
公开日2011年1月26日 申请日期2010年6月3日 优先权日2010年6月3日
发明者刘兴全, 张永强, 王威, 章军 申请人:首钢总公司