一种预紧力激光焊接工装的制作方法

本实用新型涉及激光焊接的技术领域，具体地说是一种预紧力激光焊接工装。

背景技术：

随着国家对汽车节能减排及驾驶安全的要求越来越严格，汽车涡轮增压技术越来越受到重视。涡轮增加机旁通阀又称为泄压阀或放气阀，它的作用是控制发动机进气压力，保护涡轮增压系统和发动机，是绝大部分涡轮增压发动机出厂时原配的泄压装置。

旁通阀由盖板、曲柄、压块垫片组成。装配好后，压块垫片压住曲柄使之不能脱离盖板，压块垫片与盖板之间一般采用激光焊接的方式紧固。

因盖板装配好后，盖板平面与涡壳放气口配合平面存在角度偏差，所以设计时盖板与曲柄之间存在一定间隙。有些旁通阀在设计时在压块和盖板之间增加了一个弹簧片，并在焊接前给弹簧片施加一个预紧力。组装后，盖板与曲柄之间的间隙靠弹簧的预紧力来消除。这样既可以保证配合的密封性，又可以避免配合间隙带来的噪音问题。而这个预紧力是通过计算得出的，因此在焊接前需要定量测量，并保证焊接后预紧力不会发生较大变化。

对这种类型的盖板总成焊接，现有的焊接工装是用砝码块压住焊件，通过标定砝码重力来提供定量的压力，这种类型的工装缺点有：当接触面不水平时，压力与重力并不相等，导致预紧力不能达标，良品率低；每次焊前需要加砝码，焊后去砝码，操作起来繁琐复杂，且不适于较大预紧力；效率低，不适合量产。因此实际使用存在很大的局限性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种改进的预紧力激光焊接工装，它可克服现有技术中工装提供压力不准确且波动较大的一些不足。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：一种预紧力激光焊接工装，它主要包括底座，其特征在于：底座上设有测力传感器，测力传感器套设于外罩内，所述的测力传感器下部通过传感器下连接板与底座相连，测力传感器上部设有传感器上连接板；外罩顶部设有预紧压盖，外罩下部设有法兰并均布通孔以便与底座螺纹孔固定连接，所述的传感器上连接板设有可拆卸的定位装置。

所述外罩两侧设有取放槽，方便直接观察焊件状态，取放槽大小以操作者可手工拿取焊件为宜；外罩顶部为螺纹开口，螺纹大小与预紧压盖匹配。

进一步，为避免焊渣飞溅、沉积、附着于焊件表面，所述的预紧压盖内设有一锥形空腔，锥度为45度，该锥形空腔贯穿整个预紧压盖，该锥形腔体的最小直径超过焊件焊缝直径约4-8mm，所述锥形空腔的大端口与预紧压盖的顶面相连通，锥形空腔的小端口与预紧压盖的底面相连通。

所述的传感器下连接板和底座上的沉孔形成间隙配合，并用螺钉固定；下连接板底板上同样设有沉孔，与测力传感器底部形成间隙配合，并用螺钉固定。

可选的，所述传感器在受压力时产生微量变形，位移量可忽略。传感器会将测量的数据通过数据线或者无线收发模块传输到定制的显示器上，显示器会显示出此时受到的压力值，在量程范围内精度为0.1%。

可选的，所述的传感器上连接板设有定位装置，根据焊件盖板的不同，更换不用的定位装置，互换性好。上连接板和外罩内壁之间留有0.5mm间隙,避免预紧时产生静摩擦力影响测量结果。

所述的底座上部设有一凸台，与外罩内壁形成间隙配合，外围设有均布的螺纹孔和通孔，使用螺钉将外罩下部法兰固定在底座的螺纹孔上。底座下部同样设有一凸台，与夹具板孔位的配合类型为间隙配合，最终通过螺钉装配在焊接夹具板上。对于自动激光焊接来说，一个夹具板上会有若干个预紧焊接工装。

使用时，本实用新型的工装底座固定在焊接夹具板上，工装内放入焊件，焊件的盖板和压块垫片之间装有弹簧片，工装的预紧盖板压紧焊件压块垫片，通过旋转预紧压盖获得预紧力，根据力的作用原理，预紧力的大小会通过测力传感器的显示器实时显示，当预紧力达到焊接技术要求的范围内停止旋转压盖，此时预紧力将会保持恒定不变，焊件通过流水线进入激光焊接机焊接。由于外罩的两侧设有取放槽，方便通过机械手或者人工放入焊接，预紧压盖内设有倒置的圆锥状空腔，使得需要焊接的部件裸露出来，以便进一步完成焊接工作，焊接完成后松开压盖，取出焊件，整个预紧焊接过程结束。本实用新型由压力传感器实时检测压力，提高了测量精度；工装安装到夹具板上可随流水线作业，极大的提高了工作效率，适合量产焊接。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的分散结构示意图。

图2为本实用新型使用状态参考图。

图3为本实用新型又一使用状态参考图。

图4为图3中B-B向的结构示意图。

图5为图3中C-C向的结构示意图。

图6为图5中D-D向的结构示意图。

图7-图9为本实用新型固定在焊接夹具板上进行流水作业的各步骤示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

各附图中的标号表示如下：

1底座、2传感器下连接板、3测力传感器、4传感器上连接板、5定位块、6外罩、7预紧压盖、8旁通阀盖板、9旁通阀曲轴、10弹簧片、11旁通阀压块、12夹具板、13预紧力显示器、14流水线传动带、15焊接吹气口、16激光焊枪；

61取放槽、71锥形空腔、72台阶压紧部、73螺纹。

本实用新型所述的一种预紧力激光焊接工装，它主要包括底座，其与现有技术的区别在于：底座上设有测力传感器，测力传感器套设于外罩内，所述的测力传感器下部通过传感器下连接板与底座相连，测力传感器上部设有传感器上连接板；外罩顶部设有预紧压盖，外罩与底座固定连接，所述的传感器上连接板设有可拆卸的定位装置。

优选的，所述的外罩两侧开设有取放槽，所述的取放槽贯穿外罩的侧壁，取放槽呈腰型孔，可以方便放置焊件，外罩的顶部设有圆形通孔，外罩顶部与预紧压盖固定连接；进一步的，预紧压盖由盖体部和设在盖体部下方的台阶压紧部连接而成，台阶压紧部的外圆直径与外罩顶部的圆形通孔之间相配合，外罩顶部与预紧压盖之间通过螺纹连接，螺纹根部设有2mm长度的退刀槽。其中螺纹的长度为10-14mm，通过螺纹连接，使得外罩顶部与预紧压盖之间形成可调节的连接，以便由预紧压盖压住焊件提供焊接预紧力。

进一步，所述的预紧压盖内设有一锥形空腔，该锥形空腔贯穿整个预紧压盖，该锥形腔体的最小直径要超过焊件焊缝直径4-8mm，所述锥形空腔的大端口与预紧压盖的顶面相连通，锥形空腔的小端口与预紧压盖的底面相连通。

可选的传感器下连接板由下连接板底板和设在下连接底板四周的下连接挡环连接而成，下连接板底板上设有固定柱，所述的测力传感器底部设有与固定柱相配合的固定孔。

传感器上连接板的外壁与外罩内壁之间设有0.4-0.6mm的间隙,避免预紧时产生静摩擦力影响测量结果。

本实用新型所述的这种焊接工装可以实时显示旁通阀总成内弹簧片所受到的预紧力，并使之在此预紧力下进行焊接。整个工装占用空间小，可应用于量产自动焊接。

所述显示器上配有扩展接口，传感器测得的数据通过数据线或无线收发模块传送到显示器上。焊件放置在传感器上连接板上，旋转预紧压盖提供预紧压力，压盖中空，暴露焊接位置。压盖孔呈圆锥形，方便焊枪吹气嘴吹走焊渣。

所述的工装底座有一法兰接口，安装在夹具板上时与夹具板的孔位形成间隙配合。量产焊接时，一个夹具板上安装若干个工装，激光焊枪通过CCD相机自动寻找焊缝焊接。

实施中，本实用新型用于涡轮增压机旁通阀盖板总成的预紧力激光焊接，此类盖板总成包括盖板、曲柄、弹簧片以及压块垫片；其中，压块垫片压住弹簧片和曲柄，并最终与盖板上端焊接；将盖板总成放置在传感器上连接板上固定，通过旋转预紧压盖压住压块垫片，此时传感器测出整个总成受到的压力并传送显示器上显示。当显示器显示的预紧力达到所需要求时，则停止旋转预紧压盖。然后，整个装置保持不动，随流水线转移到激光焊枪焊接区。预紧压盖在设计时已经将焊缝位置露出，因此焊枪可直接透过预紧压盖焊接垫片和盖板，焊接结束后，拧松预紧压盖，便可从外罩两侧取出焊件。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型具体实施只局限于上述这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。