一种金属件焊接残余应力消除装置的制作方法

1.本实用新型涉及金属件应力消除设备技术领域，具体涉及一种金属件焊接残余应力消除装置。


背景技术：

2.残余应力指在没有外加负荷的情形下，存在于结构体内的应力。残余应力的产生来自物体非均匀的永久变形，如热处理、表面处理、滚压、焊接、铸造等，而因为在制造或组装过程中，材料多少都会受到局部塑性变形，因此几乎所有结构体，都存在有残余应力。
3.焊接构件的残余应力危害较大，一方面工件会降低强度，使工件在制造时产生变形和开裂等工艺缺陷；另一方面又会在制造后的自然释放过程中使工件的尺寸发生变化或者使其疲劳强度、应力腐蚀等力学性能降低，为了避免焊接件上残余应力的危害，需要对焊接件上的残余应力进行应力消除处理。
4.现有技术中通常采用爆炸处理法消除金属件焊接残余应力，借助爆炸冲击波的能量使焊接接头附近金属发生局部的塑性变形从而达到消除应力的目的。但是，由于焊缝的长度、形状等因素，需要人为布设炸药，在焊缝多的情况下，耗时耗力，无法对金属件上焊接处的残余应力进行快速消除。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种金属件焊接残余应力消除装置，解决了现有技术中无法适应焊缝大小而快速消除其残余应力的问题。
6.为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：
7.本实用新型公开了一种金属件焊接残余应力消除装置，包括竖直设置且相互平行的竖板，两个所述竖板相对应的板面上分别设置有缓冲垫，所述缓冲垫上设置有炸药，其中一个所述竖板顶部一侧横向设置有固定板，另一个所述竖板顶部的一侧横向设置有插入固定板内的插板。
8.优选的，所述固定板和插板上设置有驱动两个所述竖板相向或反向运动的驱动件。
9.优选的，所述固定板的一侧沿其板面开设有供插板插入的凹槽，所述驱动件包括设置在插板板面上的齿条，所述齿条沿竖板的运动方向设置，所述固定板上开设有与凹槽相通的通孔，所述齿条与通孔对应，所述固定板上通过支架转动设置有部分伸进通孔内并与齿条啮合的齿轮。
10.优选的，所述通孔靠近凹槽的开口端设置、且靠近所述固定板的中心线位置。
11.优选的，所述竖板和插板之间通过固定条连接，所述固定条与固定板的厚度相同，所述插板固定在固定条的侧壁上。
12.优选的，所述固定板和固定条的顶部对称设置有立柱，设置在所述固定板上的立柱上横向设置有固定筒，设置在所述固定条上的所述立柱上横向设置有伸进固定筒内的固
定柱，所述支架设置在固定筒的底部。
13.优选的，所述竖板上沿其长度方向设置有条形孔，所述条形孔的顶面和底面对称设置有条形槽，所述条形孔内设置有截面呈“工”形的导向块，所述导向块的中心处贯穿设置有固定孔，所述固定孔内设置有对缓冲垫进行固定的锁紧柱。
14.优选的，所述缓冲垫与竖板贴合的侧壁上设置有固定槽，所述固定槽的内壁上设置有环形胶垫，所述锁紧柱的侧壁上套设固定有环形定位垫，通过将所述锁紧柱伸进固定槽内，所述环形定位垫穿过环形胶垫从而实现锁紧柱与固定槽的固定。
15.优选的，所述条形孔的截面呈阶梯形，其小径端朝向缓冲垫设置，所述锁紧柱上套设有弹簧，所述弹簧的一端固定在锁紧柱一端的台阶面上，另一端固定在条形孔内的台阶面上。
16.优选的，所述固定板的底面通过若干弹性件连接有缓冲板。
17.本实用新型具备以下有益效果：
18.本实用新型通过设置相对称的竖板，并在竖板相对应的板面上设置可拆卸的缓冲垫，在缓冲垫的顶部设置炸药，同时，在竖板靠近其顶部的一侧设置固定板和插板，插板的一端能够伸进固定板上的凹槽内，从而可根据焊缝的宽度调节两个竖板以及竖板上缓冲垫之间的距离，从而使公开的应力消除装置能够消除不同长度和不同宽度的焊缝的残余应力，使用范围广。同时，通过设置在插板上的齿条，设置在固定板上的齿轮，以及设置在固定板上与齿条对应的通孔，从而实现通过齿轮驱动齿条进而调节两个竖板之间的距离，整个操作过程简单便捷，且可重复使用。
附图说明
19.图1为本实用新型结构示意图；
20.图2为图1中a局部放大图；
21.图3为竖板和固定板的连接结构示意图；
22.图4为另一竖板和插板的连接结构示意图；
23.图中：竖板1、缓冲垫2、炸药3、固定板4、插板5、凹槽6、齿条7、通孔8、支架9、齿轮10、固定条11、立柱12、固定筒13、固定柱14、条形孔15、条形槽16、导向块17、固定孔18、固定槽19、环形胶垫20、环形定位垫21、弹簧22、弹性件23、缓冲板24、锁紧柱25、胶套26。
具体实施方式
24.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
25.若未特别指明，实施举例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
26.参考图1-图4，本实用新型公开了一种金属件焊接残余应力消除装置，包括竖直设置且相互平行的竖板1，竖板1的长度根据实际需要进行设置即可，两个竖板1相对应的板面上分别设置有缓冲垫2，缓冲垫2的长度和形状根据焊缝的长度和形状进行变换，当焊缝为
长条状时，缓冲垫2也为长条状，且两个竖板上的缓冲垫2位于焊缝长度方向的两端，并尽可能的靠近焊缝的边缘，而长度也优选为与焊缝的长度相当，也因此只需通过焊缝的长度改变缓冲垫的长度即可，无需改变竖板的长度。当焊缝为圆形或近似圆形时，缓冲垫则有两个弧形板组成，且分别固定在竖板上，从而将焊缝围起来。
27.进一步的，缓冲垫2上设置有炸药3，炸药3包括但不限于导爆索、高聚物粘结炸药。其中一个竖板1顶部一侧横向设置有固定板4，另一个竖板1顶部的一侧横向设置有插入固定板4内的插板5。需要说明的是：在固定板4的一侧沿其板面开设有供插板5插入的凹槽6，固定板4的长度可与竖板1的长度相同，从而通过固定板和插板使两个竖板连接，同时，由于插板插设在固定板内，因此，可根据焊缝的宽度改变两个竖板之间的距离，即改变两个缓冲垫之间的距离，从而保证两个缓冲垫位于焊缝长度方向的两侧。
28.进一步的，固定板4和插板5上设置有驱动两个竖板1相向或反向运动的驱动件。其中，驱动件包括设置在插板5板面上的齿条7，齿条7沿竖板1的运动方向设置，固定板4上开设有与凹槽6相通的通孔8，齿条7与通孔8对应，固定板4上通过支架9转动设置有部分伸进通孔8内并与齿条7啮合的齿轮10，通孔8靠近凹槽6的开口端设置、且靠近固定板4的中心线位置。需要说明的是：齿条7优选为设置在插板5中心线的位置，沿着两个竖板1之间的方向设置，而通孔8则设置在固定板4的顶面并与凹槽6相通，当插板5伸进凹槽6内时，通孔8与齿条7对应。同时，为了扩大两个竖板之间的距离，通孔8靠近凹槽6开口端设置。而支架9可固定在固定板4的顶部，且位于通孔8的上方，齿轮10与支架9之间通过转轴转动连接，只需通过转动齿轮10，就可驱动齿条带着插板朝向凹槽外运动，从而扩大两个竖板之间的距离。同理，反向转动齿轮，则可缩小两个竖板之间的距离，最终实现缓冲垫能够位于不同宽度焊缝的长度方向两侧。
29.进一步的，为了保证两个立柱位于同一水平面上，竖板1和插板5之间通过固定条11连接，固定条11与固定板4的厚度相同，插板5固定在固定条11的侧壁上，具体可参考图4所示。当两个竖板之间的间距最小时，固定板上凹槽的开口端与固定条11的端部相抵。当然，也可不设置固定条，直接将立柱固定在与插板连接的竖板的顶部即可。
30.进一步的，固定板4和固定条11的顶部对称设置有立柱12，设置在固定板4上的立柱12上横向设置有固定筒13，设置在固定条11上的立柱12上横向设置有伸进固定筒13内的固定柱14，支架9设置在固定筒13的底部。需要说明的是：固定筒13朝向固定柱14的一端开口，以便于固定柱14伸进固定筒13内。而固定筒和固定柱的设置可有效增加两个竖板、固定板和插板之间的稳定性。支架9上与齿轮10连接的转轴上设置有拨柱，从而便于转动齿轮10，进而驱动插板在凹槽内进出。
31.进一步的，缓冲垫与竖板之间可拆卸固定，为了保证在竖板上可固定不同长度的缓冲垫，而缓冲垫上的固定槽的位置也会随着缓冲垫的长度发生变化，因此，为了使竖板上能够固定不同长度的缓冲垫，在竖板1上沿其长度方向设置有条形孔15，条形孔15的顶面和底面对称设置有条形槽16，条形孔15内设置有截面呈“工”形的导向块17，导向块17的中心处贯穿设置有固定孔18，固定孔18内设置有对缓冲垫2进行固定的锁紧柱25。需要说明的是：条形槽16的设置主要是为了保证导向块17沿着条形孔15运动的稳定性，同时，也是为了避免导向块从条形孔内掉落。导向块17倒放入到条形孔内，此时，导向块呈“h”形，其一端的顶部和底部伸进条形槽16内，另一端伸出条形孔15外，并与竖板1的外壁面贴合或相离。而
锁紧柱25包括但不限于光杆螺栓、螺栓，螺栓均带有头部，且其头部伸出固定孔18外，并与导向块17伸出条形孔15外的一端相抵。
32.进一步的，为了使锁紧柱对缓冲垫进行固定，缓冲垫2与竖板1贴合的侧壁上设置有固定槽19，固定槽19的内壁上设置有环形胶垫20，锁紧柱25的侧壁上套设固定有环形定位垫21，通过将锁紧柱25伸进固定槽19内，环形定位垫21穿过环形胶垫20从而实现锁紧柱25与固定槽19的固定。需要说明的是：环形胶垫20和环形定位垫21均为橡胶材质，在外力作用下环形定位垫21能够穿过环形胶垫20，使两者之间相抵，从而通过锁紧柱将缓冲垫固定在竖板上。
33.更进一步的，条形孔15的截面呈阶梯形，其小径端朝向缓冲垫2设置，换种说法是：在条形孔15靠近缓冲垫2内壁上沿条形孔15长度方向设置有挡条，当缓冲垫与竖板固定时，挡条的一侧与缓冲垫的侧壁贴合，可参考图4所示。参考图2所示，锁紧柱25上套设有弹簧22，弹簧22的一端固定在锁紧柱25一端的台阶面上，另一端固定在条形孔15内的台阶面上。通过向竖板外拔出锁紧柱可解除对缓冲垫的固定，此时，弹簧处于压缩状态；当松开锁紧柱时，在弹簧的作用下，锁紧柱的一端伸进固定槽内。而该方案可以上述环形定位垫21和环形胶垫20配合设置，从而增加缓冲垫和竖板之间的稳定性。
34.进一步的，为了缓解炸药爆炸时对固定板的冲击力，在固定板4的底面通过若干弹性件23连接有缓冲板24，炸药爆炸产生的冲击力作用于缓冲板后会反射到焊缝位置，从而更好的消除应力。弹性件包括但不限于弹簧、簧片。缓冲板24优选为橡胶材质，大小可与固定板等同。同时，可在缓冲板24的顶部设置一圈胶套26，而弹性件位于胶套所围成的区域内，从而对弹性件进行保护。
35.在使用本实用新型时，通过焊缝的长度和宽度，选择对应宽度的缓冲垫，同时将炸药固定在缓冲垫的顶部。然后，通过转动齿轮，调节两个竖板之间的宽度，进而使两个竖板上的缓冲垫刚好位于焊缝长度方向的两侧，且缓冲垫的端部与焊缝的端部对齐。将调节好距离和位置的缓冲垫固定或通过气缸、液压杆等元件压紧在金属件上，引爆炸药，从而对金属件焊缝的残余应力进行消除。当然，本实用新型可进入到水中使用，在水中引爆炸药进行焊缝应力消除。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.以上所述的实施例仅是对本实用新型的优选方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。