一种锥管直缝焊接定位工装及焊接装置的制作方法

1.本实用新型属于焊接技术领域，具体涉及一种锥管直缝焊接定位工装及焊接装置。


背景技术：

2.我国承诺在2020年为止温室气体排放比2005年下降40％
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45％。应碳减排的发展趋势，作为碳排放大户的汽车行业也从各个方面进行碳减排，其中一个重要手段就是尾气回收再利用。在目前的房车等车型中，尾气排放回收的热量转化及净化尾气具有重要的意义。发动机有30％的能量会随着排气尾管的热量而排出，将尾气回收进行热转化能通过加热发动机冷却液可以提高燃油经济性、提高驾驶室的舒适性，同时还能给车内水箱加热，持续提供热水。
3.在研发尾气收回热量转化的设备时，涉及到将金属圆锥管合并焊接的工序，即将扇形金属片焊接成圆锥状的工件，以往人工进行焊接时，由于需要将初步定型成圆锥状的金属片定位再焊接，这样操作效率慢，且工件焊接效果不能保证。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种锥管直缝焊接定位工装及焊接装置。
5.本实用新型提供一种锥管直缝焊接定位工装，其包括平台、定位机构和固定机构，所述定位机构和所述固定机构分别固定在所述平台上且所述定位机构和所述固定机构相对设置，所述定位机构包括定位圆台和定位板，所述定位圆台与所述定位板固定连接且所述定位圆台的上底面朝向所述固定机构，所述定位圆台的上底面指的是直径较小的底面，而直径较大的底面为下底面，下底面与所述定位板固定连接。所述固定机构包括动力装置和固定柱，所述动力装置与所述固定柱固定连接且控制所述固定柱做靠近或远离所述定位圆台的运动，所述固定柱中空并形成第一空腔，所述第一空腔的形状大小与所述定位圆台对应，所述固定柱一侧开口形成焊接缝。
6.优选地，所述焊接缝两侧的所述固定柱设置有第一斜面，所述第一斜面的方向为从所述固定柱朝向所述动力装置倾斜，使所述焊接缝的任意一侧的所述固定柱的厚度大致相同。在焊接时，则可以减少焊枪探入所述焊接缝中误触到两侧的所述固定柱的情况。
7.优选地，所述焊接缝两侧的所述固定柱设置有第二斜面，所述第二斜面的方向为从所述固定柱外表面朝向所述第一空腔，所述焊接缝形成外宽里窄的形状。这里所述的“外”指的是所述固定柱的外表面，“里”指的是所述固定柱内的所述第一空腔。将所述焊接缝形成外宽里窄的形状同样可以减少在焊接时焊枪探入所述焊接缝中误触到两侧的所述固定柱的情况。
8.优选地，所述定位圆台中空设置并形成第二空腔。
9.进一步优选地，所述定位板还包括充气孔，所述充气孔贯穿所述定位板，所述充气孔的位置与所述定位圆台对应且所述充气孔与所述第二空腔连通。
10.优选地，所述定位圆台还包括通气凹槽，所述通气凹槽与所述焊接缝位置对应。
11.进一步优选地，所述通气凹槽上包括多个通气孔，所述通气孔与所述第二空腔连通。在焊接过程中，持续向所述定位圆台内充入惰性气体，惰性气体从所述通气孔中排出。所述通气凹槽和所述通气孔设置在所述焊接缝对应的位置，焊接时惰性气体充斥着锥管焊接位置的内壁，使锥管内壁焊接平整无残渣。
12.优选地，所述定位圆台还包括定位凹槽，所述定位凹槽设置在所述通气凹槽靠近所述定位板的一端，所述定位凹槽的宽大于所述通气凹槽的宽。所述定位凹槽用于定位所述锥管。
13.优选地，所述动力装置还包括连接杆和连接块，所述连接杆、连接块和所述固定柱依次固定连接，所述动力装置通过伸出或收缩所述连接杆控制所述固定柱靠近或远离所述定位圆台。
14.本实用新型还提供一种焊接装置，其包括如上述任一项所述的锥管直缝焊接定位工装、焊接机器人手臂和充气泵，所述充气泵与所述定位板的充气孔连接，所述焊接机器人手臂与所述锥管直缝焊接定位工装电连接，所述充气泵往所述定位圆台内充气，所述锥管直缝焊接定位工装固定锥管后，所述焊接机器人手臂焊接所述锥管。
15.本实用新型提供的锥管直缝焊接定位工装及焊接装置通过设置定位机构和固定机构，可将未焊接的锥管定位并固定，且在焊接过程中在锥管的内部充气，使管内壁焊接成型平整，通过使用锥管直缝焊接定位工装及焊接装置，能使锥管焊接实现机械化操作，提高效率。
附图说明
16.通过附图中所示的本实用新型优选实施例更具体说明，本实用新型上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本的主旨。
17.图1为本实用新型实施例提供的锥管直管焊接定位工装的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例提供的锥管直管焊接定位工装的另一角度的结构示意图；
19.图3为本实用新型实施例提供的锥管直管焊接定位工装的固定机构的结构示意图；
20.图4为本实用新型实施例提供的锥管直管焊接定位工装的定位圆台结构示意图；
21.图5(a)为本实用新型实施例中待焊接的锥管的结构示意图；
22.图5(b)为本实用新型实施例中待焊接的锥管的展开图。
具体实施方式
23.为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本进行更全面的描述。
24.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“安装”、“一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
25.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人
员通常理解的含义相同。本文中说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
26.请参考图1
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图4、图5(a)及图5(b)，本实用新型实施例提供一种锥管直缝焊接定位工装，其包括平台1、定位机构3和固定机构2，定位机构3和固定机构2分别固定在平台1上且定位机构3和固定机构2相对设置，定位机构3 包括定位圆台4和定位板301，定位圆台4与定位板301固定连接且定位圆台4 的上底面朝向固定机构2，定位圆台4所述的上底面指的是直径较小的底面，而直径较大的底面为下底面，下底面与定位板301固定连接。固定机构2包括动力装置201和固定柱202，动力装置201与固定柱202固定连接且控制固定柱 202做靠近或远离定位圆台4的运动，固定柱202中空并形成第一空腔206，第一空腔206的形状大小与定位圆台4对应，固定柱202一侧开口形成焊接缝205。在焊接时，将扇形金属片初步定型为锥型后，套设在定位圆台4上，启动动力装置201控制固定柱202朝向定位圆台4运动，且与定位圆台4抵接，然后通过焊接缝205将锥管5焊接定型，焊接完成后，动力装置201控制固定柱202 远离定位圆台4，即可取下焊接好的锥管5。本实施例中，动力装置201采用的是液压缸或者气缸。
27.请参考图1
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图3，在优选实施例中，焊接缝205两侧的固定柱202设置有第一斜面207，第一斜面207的方向为从固定柱202朝向动力装置201倾斜，使焊接缝205的任意一侧的固定柱202的厚度大致相同，即第一斜面207的设置是为了减小固定柱202在焊接缝205一侧的厚度，在焊接时，则可以减少焊枪探入焊接缝205中误触到两侧的固定柱202的情况。
28.在优选实施例中，焊接缝205两侧的固定柱202设置有第二斜面208，第二斜面208的方向为从固定柱202外表面朝向第一空腔206，焊接缝205形成外宽里窄的形状。这里的“外”指的是固定柱202的外表面，“里”指的是固定柱202 内的第一空腔206。将焊接缝205形成外宽里窄的形状同样可以减少在焊接时焊枪探入焊接缝205中误触到两侧的固定柱202的情况。
29.在优选实施例中，定位圆台4中空设置并形成第二空腔(图中未具体标识)。进一步的，定位板301还包括充气孔302，充气孔302贯穿定位板301，充气孔 302的位置与定位圆台4对应且充气孔302与第二空腔连通。
30.在优选实施例中，定位圆台4还包括通气凹槽401，通气凹槽401与焊接缝 205位置对应。
31.请参考图4，在进一步的优选实施例中，通气凹槽401上包括多个通气孔 402，通气孔402与第二空腔连通。在焊接过程中，持续向定位圆台4内充入惰性气体，惰性气体从通气孔402中排出。通气凹槽401和通气孔402设置在焊接缝205对应的位置，焊接时惰性气体充斥着锥管5焊接位置的内壁，使锥管5 内壁焊接平整无残渣。本实施例中惰性气体采用的是氮气。
32.请参考图4，在优选实施例中，定位圆台4还包括定位凹槽403，定位凹槽 403设置在通气凹槽401靠近定位板301的一端，定位凹槽403的宽大于通气凹槽401的宽。定位凹槽403用于定位锥管5。为了方便对未焊接的锥管5进行定位，在裁切扇形金属片时，会在扇形圆弧的两端各留一个凸起501，在将扇形金属片卷曲成锥管5状时，两个凸起501靠近。焊接时，将初步定型的锥管5套设在定位圆台4上，锥管5上的两个凸起501即可以卡进定位凹槽
403中，进一步将锥管5定位在定位圆台4上。
33.请参考图3，在优选实施例中，动力装置201还包括连接杆203和连接块 204，连接杆203、连接块204和固定柱202依次固定连接，动力装置201通过伸出或收缩连接杆203控制固定柱202靠近或远离定位圆台4。
34.本实用新型实施例还提供一种焊接装置，其包括如上述任一项的锥管直缝焊接定位工装、焊接机器人手臂和充气泵(图中未具体标识)，充气泵与定位板 301的充气孔302连接，同时充气泵与氮气压缩气体罐连接，为锥管直缝焊接定位工装持续充氮气。焊接机器人手臂与锥管直缝焊接定位工装电连接，充气泵往定位圆台4内充气。将初步定型的锥管5定位在定位圆台4上，动力装置201 控制固定柱202朝定位圆台4运动并与定位圆台4抵接，焊接机器人手臂焊接锥管5。待焊接机器人手臂完成焊接工序之后，动力装置201控制固定柱202远离定位圆台4，则可以取下锥管5，完成焊接工序。最后将焊接好锥管5裁切，将用于定位的两个凸起501裁切即可得到完整的锥管5。
35.本实用新型提供的锥管直缝焊接定位工装及焊接装置通过设置定位机构和固定机构，可将未焊接的锥管定位并固定，且在焊接过程中在锥管的内部充气，使管内壁焊接成型平整，通过使用锥管直缝焊接定位工装及焊接装置，能使锥管焊接实现机械化操作，提高效率。
36.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
37.在本说明书的描述中，参考术语“优选实施例”、“再一实施例”、“其他实施例”或“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
38.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。