一种挖机前平台焊接防变形装置及方法与流程

本发明涉及挖机前平台焊接，具体为一种挖机前平台焊接防变形装置及方法。

背景技术：

1、掘机前平台通常由平台底板和平台弯板等薄板件拼焊而成，是挖掘机上部回转平台的重要承载结构。焊接过程中，焊缝局部受到高温加热并随后快速冷却，产生不均匀的热应力，使薄板件发生角变形、弯曲变形或波浪变形，直接影响前平台的平面度、孔位精度及后续装配质量。因此，在焊接制造过程中需要采用专用防变形装置，对焊缝区域进行热管理并对工件施加机械约束，以控制焊接变形。

2、现有技术中，控制前平台焊接变形的手段主要包括机械预置反变形法和随焊水冷法。机械预置反变形法通过液压缸或夹具在焊前对工件施加与焊接变形方向相反的机械载荷，使工件产生反向弹性或塑性变形；随焊水冷法则在焊缝下方设置水冷铜垫板或冷却水套，通过循环冷却水加速焊缝及热影响区散热，减小温度梯度。部分装置还配置多点同步液压缸和位移传感器，以提高反变形施加的均匀性和可控性。

3、但是，上述现有技术仍然存在以下缺陷：在挖机前平台焊接过程中，局部高温加热和随后的快速冷却会产生不均匀的热应力，导致平台底板和平台弯板发生角变形、弯曲变形或波浪变形，而机械反变形装置与水冷装置通常作为两套相互独立的系统分别设置，水冷垫板未集成于承载平台的上平板中，液压压头施加的反变形区域与焊缝底部冷却区域在空间上无法精确对应，使得反变形量难以实时匹配热变形量，最终平台底板仍易产生残余翘曲变形，防变形控制精度不足。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种挖机前平台焊接防变形装置及方法，以解决现有技术中存在的挖机前平台焊接过程中局部高温加热和快速冷却产生不均匀热应力，导致工件发生角变形、弯曲变形或波浪变形的问题。

2、本发明所要解决的技术问题可以通过以下技术方案实现：

3、本发明第一方面提供了一种挖机前平台焊接防变形装置，包括用于定位平台底板和平台弯板的承载件，所述承载件包括上平板、下平板以及型钢，所述型钢焊接在上平板与下平板之间，所述上平板的顶部平齐嵌入安装有水冷垫板，且水冷垫板位于平台底板与平台弯板焊缝的下方，所述上平板的顶部贯穿开设有多个被平台底板覆盖的通孔，且通孔内设有与平台底板底部相贴合的挤压头，所述上平板与下平板之间安装有驱动挤压头抵抗平台底板弯曲变形的液压抵触机构。

4、优选地，所述水冷垫板包括中空结构的横向导热板和纵向导热板，所述上平板贯穿开设有用于放置横向导热板和纵向导热板的h形开口，且横向导热板和纵向导热板焊接设置于h形开口内，两个所述纵向导热板焊接于两个横向导热板靠近两端的相向侧壁之间，且纵向导热板内腔与横向导热板内腔导通。

5、优选地，所述液压抵触机构包括l形板、液压缸、三角偏转板以及倒u形架，两个所述l形板对称安装在下平板的顶部，所述三角偏转板转动安装于两个l形板之间，所述倒u形架与三角偏转板靠近顶端的侧壁相连接，所述挤压头安装于倒u形架的顶部，所述液压缸转动安装于两个l形板之间，且液压缸的活塞杆通过销轴与三角偏转板的侧壁转动连接。

6、优选地，所述水冷垫板的下方设有进水组件，所述进水组件包括横向水管、纵向水管以及带阀门的导管，所述横向水管位于横向导热板的下方，且横向水管和纵向水管均安装于h形开口内，两个所述纵向水管连通设置在两个横向水管之间，且纵向水管位于纵向导热板的下方，若干个所述导管分别沿横向水管和纵向水管的长度方向分布，且导管与水冷垫板导通。

7、优选地，所述横向水管和纵向水管的顶部分别镶嵌安装有若干个与阀门相对应的温度传感器，所述阀门包括单向电磁阀。

8、优选地，所述上平板的底部安装有与其中一个横向水管连通的预埋管，且预埋管的另一端连通设置有进水软管。

9、优选地，所述横向导热板和纵向导热板的底部共同焊接有位于h形口内的水槽，且横向导热板和纵向导热板的底部均设置有位于水槽上方的出水口，所述水槽的上方设有分别与横向导热板以及纵向导热板焊接的导热封板，且导热封板的底部连接有若干个与水槽槽底相连的导热柱。

10、优选地，所述出水口的顶端向水冷垫板的内腔延伸，所述水槽的槽底贯穿设置有l形出水管，所述l形出水管的顶端向水槽的槽口方向延伸，且l形出水管的另一端连通有出水软管。

11、优选地，所述上平板的顶部滑动设置有多个周向分布的夹紧定位件，所述下平板的底部连接有旋转盘，且旋转盘的底部连接有翻转架，所述翻转架的一侧安装有移动架，且移动架的底部设有供其滑动的底座。

12、本发明第二方面提供了一种挖机前平台焊接防变形方法，采用上述的一种挖机前平台焊接防变形装置，所述挖机前平台焊接防变形方法包括以下步骤：

13、步骤一：将平台底板放置于承载件的上平板上，使平台底板覆盖各通孔，然后将平台弯板放置于平台底板上，使平台底板与平台弯板之间的焊缝位于水冷垫板上方；

14、步骤二：启动液压抵触机构，驱动挤压头在通孔内向上顶紧平台底板底部，对平台底板施加与焊接变形方向相反的预变形；

15、步骤三：在保持液压抵触机构施加预变形的状态下，对平台底板与平台弯板的焊缝进行焊接，同时利用水冷垫板对焊缝下方进行冷却；

16、步骤四：焊接完成后，待平台底板和平台弯板冷却至室温，解除液压抵触机构对挤压头的驱动，使挤压头脱离平台底板，完成防变形控制。

17、与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

18、1、本发明的承载件通过在上平板的顶部平齐嵌入安装水冷垫板，且水冷垫板位于平台底板与平台弯板焊缝的下方，同时在上平板开设通孔并设置与平台底板底部贴合的挤压头，并由液压抵触机构驱动挤压头抵抗平台底板弯曲变形，使得焊接前及焊接过程中可在焊缝底部通过水冷垫板强制散热、缩小热影响区温度梯度，同时通过挤压头对平台底板施加与焊接变形方向相反的预变形，水冷垫板与挤压头在空间位置上相互配合，分别从热管理和机械反变形两方面共同抑制焊接热应力引起的角变形、弯曲变形或波浪变形，提高前平台的焊接尺寸精度。此外，型钢焊接于上平板与下平板之间，增强了承载件的整体刚性，为平台底板和平台弯板提供稳定的定位支撑，有利于保证预变形施加和焊接过程中工件的定位稳定性。

19、2、本发明通过将水冷垫板集成于承载件的上平板内并使其位于焊缝正下方，同时在上平板开设通孔并设置由液压抵触机构驱动的挤压头，使水冷强制散热与液压反变形在同一承载平台上实现结构集成和空间配合，从热管理和机械载荷两方面共同抑制焊接热应力引起的变形，解决了现有技术中焊接局部高温加热和快速冷却导致工件产生角变形、弯曲变形或波浪变形的问题，构思巧妙，结构简单，防变形控制精度高。

1.一种挖机前平台焊接防变形装置，包括用于定位平台底板（10）和平台弯板（20）的承载件（100），其特征在于，所述承载件（100）包括上平板（101）、下平板（102）以及型钢（103），所述型钢（103）焊接在上平板（101）与下平板（102）之间，所述上平板（101）的顶部平齐嵌入安装有水冷垫板（200），且水冷垫板（200）位于平台底板（10）与平台弯板（20）焊缝的下方，所述上平板（101）的顶部贯穿开设有多个被平台底板（10）覆盖的通孔，且通孔内设有与平台底板（10）底部相贴合的挤压头（300），所述上平板（101）与下平板（102）之间安装有驱动挤压头（300）抵抗平台底板（10）弯曲变形的液压抵触机构（400）。

2.如权利要求1所述的一种挖机前平台焊接防变形装置，其特征在于，所述水冷垫板（200）包括中空结构的横向导热板（201）和纵向导热板（202），所述上平板（101）贯穿开设有用于放置横向导热板（201）和纵向导热板（202）的h形开口，且横向导热板（201）和纵向导热板（202）焊接设置于h形开口内，两个所述纵向导热板（202）焊接于两个横向导热板（201）靠近两端的相向侧壁之间，且纵向导热板（202）内腔与横向导热板（201）内腔导通。

3.如权利要求1所述的一种挖机前平台焊接防变形装置，其特征在于，所述液压抵触机构（400）包括l形板（401）、液压缸（402）、三角偏转板（403）以及倒u形架（404），两个所述l形板（401）对称安装在下平板（102）的顶部，所述三角偏转板（403）转动安装于两个l形板（401）之间，所述倒u形架（404）与三角偏转板（403）靠近顶端的侧壁相连接，所述挤压头（300）安装于倒u形架（404）的顶部，所述液压缸（402）转动安装于两个l形板（401）之间，且液压缸（402）的活塞杆通过销轴与三角偏转板（403）的侧壁转动连接。

4.如权利要求2所述的一种挖机前平台焊接防变形装置，其特征在于，所述水冷垫板（200）的下方设有进水组件（500），所述进水组件（500）包括横向水管（501）、纵向水管（502）以及带阀门（503）的导管（504），所述横向水管（501）位于横向导热板（201）的下方，且横向水管（501）和纵向水管（502）均安装于h形开口内，两个所述纵向水管（502）连通设置在两个横向水管（501）之间，且纵向水管（502）位于纵向导热板（202）的下方，若干个所述导管（504）分别沿横向水管（501）和纵向水管（502）的长度方向分布，且导管（504）与水冷垫板（200）导通。

5.如权利要求4所述的一种挖机前平台焊接防变形装置，其特征在于，所述横向水管（501）和纵向水管（502）的顶部分别镶嵌安装有若干个与阀门（503）相对应的温度传感器（600），所述阀门（503）包括单向电磁阀。

6.如权利要求4所述的一种挖机前平台焊接防变形装置，其特征在于，所述上平板（101）的底部安装有与其中一个横向水管（501）连通的预埋管（505），且预埋管（505）的另一端连通设置有进水软管（506）。

7.如权利要求2所述的一种挖机前平台焊接防变形装置，其特征在于，所述横向导热板（201）和纵向导热板（202）的底部共同焊接有位于h形口内的水槽（700），且横向导热板（201）和纵向导热板（202）的底部均设置有位于水槽（700）上方的出水口（203），所述水槽（700）的上方设有分别与横向导热板（201）以及纵向导热板（202）焊接的导热封板（800），且导热封板（800）的底部连接有若干个与水槽（700）槽底相连的导热柱（801）。

8.如权利要求7所述的一种挖机前平台焊接防变形装置，其特征在于，所述出水口（203）的顶端向水冷垫板（200）的内腔延伸，所述水槽（700）的槽底贯穿设置有l形出水管（701），所述l形出水管（701）的顶端向水槽（700）的槽口方向延伸，且l形出水管（701）的另一端连通有出水软管（702）。

9.如权利要求1所述的一种挖机前平台焊接防变形装置，其特征在于，所述上平板（101）的顶部滑动设置有多个周向分布的夹紧定位件（104），所述下平板（102）的底部连接有旋转盘（900），且旋转盘（900）的底部连接有翻转架（901），所述翻转架（901）的一侧安装有移动架（902），且移动架（902）的底部设有供其滑动的底座（903）。

10.一种挖机前平台焊接防变形方法，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的一种挖机前平台焊接防变形装置，所述挖机前平台焊接防变形方法包括以下步骤：