一种用于异种材料激光焊接的夹具的制作方法

本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种用于异种材料激光焊接的夹具。

技术背景

在现代工业制造中，对于材料的运用已经日益精进，各种材料在各种领域被运用生产制造，不过单种材料生产的产品在某些领域存在缺陷，所以异种材料混合形成的新型材料应运而生，异种材料一般结合了原材料的优点。在目前的生产方式中一般采用将一种材料融化于另一种材料上待冷却将两种材料黏连起来的方式。

现有技术中，申请号为201721050740.1的中国实用新型专利公开的一种金属与塑料混合薄壁结构连接装置，该装置解决了塑料与金属异种不相容材料焊接技术问题，以及提高金属与塑料之间激光相连的工作可靠性以及工作效率。该技术虽能实现异种材料之间的焊接，但该焊接方式直接在材料重要工作表面进行焊接影响焊接混合材料美观程度，且由于是竖直方向的激光焊接，连接强度不高。

技术实现要素：

本发明为解决上述问题，提供了一种用于异种材料激光焊接的夹具，所述激光焊接的夹具使材料在焊接时处于倾斜状态，焊接产品连接质量高，且在加工时是对材料侧面进行激光烧灼不会影响大表面的美观，可旋转式设计免除了每个面加工需要拆卸的不便性。

一种用于异种材料激光焊接的夹具，所述用于异种材料激光焊接的夹具包含有支撑结构、旋转结构及位移夹紧结构；

所述支撑结构固定设置于外设激光焊接器上，所述支撑结构分为下固定部和上倾斜部，所述下固定部存在一与水平面成一定角度的斜面，所述上倾斜部垂直设置于所述下固定部斜面上；

所述旋转结构垂直贯穿设置于所述上倾斜部上，与下固定部的斜面平行；

所述位移夹紧结构通过固接方式固定设置于所述旋转结构上端。

通过采用上述技术方案，实现加工件侧面倾斜设置在外设激光头下面，同时在激光沿垂直于水平面方向照射情况下焊缝为倾斜，并实现在激光头正下方旋转换边的功能，方便加工，使焊接的加工件外观更加美观结构更加稳定。

作为进一步的改进，所述上倾斜部上端开设有一段多边形凹槽，所述凹槽内部还开设有圆柱形通孔。

通过采用上述技术方案，支撑结构的结构设置有利于夹具整体工作机构的固定及定位，实现加工件被加工时焊缝稳定不偏移。

作为进一步的改进，所述旋转结构由三段结构组成，其中，上段结构为多边形棱柱，其形状与所述上倾斜部的多边形凹槽相适配；中段结构为一推杆，所述推杆通过所述通孔贯穿设置于所述上倾斜部；下段结构为限位柱，所述限位柱对所述推杆穿过所述通孔的动作起限位作用。

通过采取上述技术方案，所述旋转结构与所述支撑结构配合，实现旋转结构被推动旋转的，并最终拉回定位的功能，实现旋转机构带动所述夹具上的加工件进行旋转的功能。

作为进一步的改进，所述多边形棱柱为正方形棱柱，与之对应的多边形凹槽为正方形形凹槽。

通过采用上述技术方案，使用正方形结构对于加工板材时旋转拉回时定位更准确更加方便加工。

作为进一步的改进，所述位移夹紧结构由十字支撑架、若干滑块、若干滑轨及若干夹紧柱组成；所述滑块固定设置于所述十字支撑架支撑面边缘端点处，所述支撑面与所述滑块配合支撑起夹紧框架；所述夹紧柱固定设置于所述滑轨上；所述滑块可移动的设置于所述滑轨内部。

通过采用上述技术方案，使夹具能适应各种尺寸的方形板料。

作为进一步的改进，所述十字支撑架由可旋转的下支撑块及可旋转的上支撑块组成，所述下支撑块及所述上支撑块通过定位件定位；所述滑块为圆柱形，其侧面中间开设凹槽。

通过采用上述技术方案，实现所述十字支撑架的旋转使夹具适应不同长宽的长方形板材。

作为进一步的改进，所述夹紧柱侧面开设有多个螺纹通孔。

通过采用上述技术方案，夹紧柱侧面的的螺纹通孔用于与螺钉配合，通过螺钉锁紧固定加工件，多个通孔用于适应各种不同厚度的板材。

作为进一步的改进，所述推杆下端套外螺纹，所述限位柱上端开孔攻内螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹相适配。

通过采用上述技术方案，使所述推杆与所述限位柱拆卸方便，使整个工作机构可从支撑结构中取出，方便夹具的维护。

作为进一步的改进，初始状态下，所述下固定部顶端到所述上倾斜部最底端的最短距离小于所述多边形棱柱到所述限位柱的最短距离。

通过采用上述技术方案，使所述多边形棱柱在被所述推杆推出时能到达无阻碍环境，方便旋转。

作为进一步的改进，所述下固定部上开设有若干螺纹通孔。开设的螺纹孔用于将夹具固定在外设激光焊接机上。

本申请实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

本发明所提到的一种用于异种材料激光焊接的夹具，能使加工材料从侧面进行焊接，焊接件连接效果优秀，焊接产品美观，在不拆卸的情况下通过旋转完成四个侧面的焊接，同时夹具的夹紧结构能适应不同长宽比的各种厚度的加工板材，夹紧效果优秀，夹具整体轻便易拆卸方便维护，能适应各种激光装置。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为支撑结构半剖视图；

图3为十字支撑架结构示意图；

图4为夹紧柱结构示意图；

图5为焊接件成品示意图；

其中1-支撑结构、2-旋转结构、3-位移夹紧结构、1.1-下固定部、1.2-上倾斜部、1.21-多边形凹槽、1.22-通孔、2.1多边形棱柱、2.2-推杆、2.3-限位柱、3.1-十字支撑架、3.2-滑块、3.3-滑轨、3.4-夹紧柱、3.11-下支撑块、3.12-上支撑块及3.13-定位件。

具体实施方式

下面结合附图以实施例的形式对本发明进一步说明。

实施例1，结合图1，本发明实施例提供一种用于金属塑料激光焊接的夹具，包含有支撑结构1、旋转结构2及位移夹紧结构3；所述支撑结构1固定设置于外设激光焊接器上，所述支撑结构1分为下固定部1.1和上倾斜部1.2，所述下固定部1.1存在一与水平面成一定角度的斜面，所述上倾斜部1.21垂直设置于所述下固定部1.1斜面上；所述旋转结构2贯穿设置于所述支撑结构1上；所述位移夹紧结构3通过焊接方式固定设置于所述旋转结构2上端。

结合图1及图2，所述上倾斜部1.2上端开设有一段多边形凹槽1.21，所述多边形凹槽1.21为正方形凹槽，所述多边形凹槽1.21内部还开设有圆柱形通孔1.22；所述旋转结构2由三段结构组成，，其中，上段结构为多边形棱柱2.1，其形状与所述上倾斜部1.2的多边形凹槽1.21相适配，基于此所述多边形棱柱2.1为正方形棱柱；所述中段结构为一推杆2.2，所述推杆2.2通过所述通孔1.22贯穿设置于所述上倾斜部1.2上；所述下段结构为限位柱2.3，所述限位柱对所述推杆2.2穿过所述通孔1.22的动作起限位作用。所述推杆2.2下端套外螺纹，所述限位柱2.3上端开孔攻内螺纹，所述外螺纹与所述内螺纹相适配；初始状态下，所述下固定部1.1顶端到上倾斜部1.2最底端的最短距离小于多边形棱柱2.1到限位柱2.3的最短距离。

在具体使用中采用正方形的棱柱，有利于旋转机构2的转动，使每次转动皆呈90°转动，上倾斜部1.2通过焊接的方式垂直设置于下固定部1.1的斜边上，上倾斜部1.2的斜边与水平面的夹角控制在120°到150°之间，这样能保证垂直射入被加工件的激光与加工件侧面的夹角呈30°到60°之间，保证熔接缝质量。通过转动限位柱2.3可使限位柱2.3与推杆分离，此时整个工作机构便可从支撑机构1中取出；上倾斜部1.2顶端开设圆角，保证操作安全性。

结合图3及图4，所述位移夹紧结构由十字支撑架3.1、四个滑块3.2、四个滑轨3.3及四个夹紧柱3.4组成；所述滑块3.2通过焊接的方式设置于所述十字支撑架3.1支撑面边缘端点处；所述夹紧柱3.4通过焊接的方式连接于所述滑轨3.3上，所述夹紧柱3.4侧面开设有多个螺纹通孔用于固定所述金属及塑料待加工件。；所述滑块3.2可移动的设置于所述滑轨3.3内部。所述十字支撑架3.1由可旋转的下支撑块3.11及可旋转的上支撑块3.12组成，所述下支撑块3.11及上支撑块3.12通过定位件3.13定位；所述滑块3.2为圆柱形，其侧面中间开设凹槽。

在具体使用中，所述夹紧柱3.4的侧面每隔5cm设置一个螺纹孔以便配合螺钉对加工件进行固定。

在具体操作时，将本实施例夹具置于初始状态，先取形状相同的正方形金属与塑料板料堆叠，操作十字支撑架3.1与夹紧柱3.4配合，寻找适合的旋转角度及夹紧位置夹紧塑料金属堆叠块，需要注意的是夹紧时要保证金属板料在下，同时放入后的塑料金属堆叠块的下表面相邻的两条边与四边形棱柱上表面相邻的两条边平行；将夹具固定于外设激光焊接机的工作台上，保证激光射出方向垂直水平面，在塑料件侧面取一点，位置偏中，调整激光器输出功率，保证只会击穿塑料板无法击穿金属板，打开激光器，激光头射出激光同时沿金属与塑料板拼接缝方向移动，移动一定距离后关闭激光，激光头回到初始位置，需要注意的是此步骤所找的初始点及之后的走线均需保证不会经过所述夹紧柱3.4，将四边形棱柱推出至空旷可旋转位置，旋转90°，再将其拉回，打开激光，重复上述操作，直至四面皆焊接完毕；若板材为长方形，在操作过程中需要适当调整激光头位置。

结合图5，焊接件最终效果如图所示。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。