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全焊式板式换热器板束焊接自定位快装夹具研制
发布时间:2022-05-31      点击次数:661

摘要:

栗国浩,薛晋,张东华,岳彬,管红,张永兴摘要:介绍了全焊式板式换热器制造中的自定位快装夹具,该夹具解决了板束焊接时易出现的定位不准确、焊缝质量差、夹具没有互换性以及生产效率低等问题。

生意社12月01日讯

栗国浩,薛晋,张东华,岳彬,管红,张永兴摘要:介绍了全焊式板式换热器制造中的自定位快装夹具,该夹具解决了板束焊接时易出现的定位不准确、焊缝质量差、夹具没有互换性以及生产效率低等问题。

在全焊式板式换热器制造中,板束的焊接是保证设备质量的重要环节,其板束大多采用厚度小于1 mm的奥氏体不锈钢薄板冲压成板片再组焊而成。在焊接过程中存在容易烧穿、变形大和焊缝成型不良等问题。对于长度在2 000 mm以上的焊缝,这样的缺陷更难消除。影响板束焊接质量的主要因素有板间间隙、冲压变形、错边以及剪切毛刺等。为消除这些隐患,就须提高工装夹具的定位准确性。文中介绍一种定位准确、操作方便的自定位快装夹具。

1、结构及原理

在采用激光焊、TIG或MIG焊等自动化程度较高的焊接方式时,对工装夹具的自动化程度的要求也随着提高。大多数情况下采用气动、液动或电动元件实现控制来提效率。长焊缝焊接时,对板片的原始尺寸和平面度要求严格,对于一些特殊成型的板片,传统的工装夹具很难满足要求,例如板形为密集球泡时,由于受到空间位置的限制,气动及液动夹具在焊缝全长方向的准确定位操作复杂,对工人的操作技术要求高,焊缝二次返修率高。图1是笔者针对全焊式板式换热器制造中板束的焊接设计的专用夹具,该夹具由上压板、上导套、锥型导柱、下导套及下压板等组成。本套工装采用锥型导柱(图2)   

实现自定位,在锥型导柱与上导套的空腔内装有小弹簧,弹簧可在上压板下落时实现定位缓冲,防止冲击对板片造成损伤,弹簧可使工装柔性找正,做到自定位。为了确保定位的准确性,在上、下压板的中央还设有3对与板片压制成型模形状完全一样的小模块,以限制板片的相对位移。这样只要确保4个锥型导柱定位无误,板片就会被准确定位。其定位精度为6 000 mm长度上的错边小于0. 1 mm。

装卡及更换板片时,用吊车将上压板吊起,待板片定位以后,以点动方式控制吊车放下上压板,4个锥型导柱与下导套配合就可完成1次装卡,每次装卡耗时不足1 min ,装卡过程简单,效率高。起吊时用质量轻又可保护工装的力尼龙绳。

2、特点(1)保护板束、焊缝质量高焊接时被焊部分只伸出夹具1. 5 mm ,在接近焊缝部位采用与工装材料不同的材料QT42210 ,防止焊接中飞溅的焊渣伤及板束,同时还能将焊后余热快速扩散,减小热影响区,防止板束的整体变形。由于工装的定位准确度高,在焊接规范选择合适的情况下焊缝无烧穿、咬边及成型不良等现象,板束整体成型后变形也很小。(2)投资少、互换性好由于夹具在使用过程中不承受过大的载荷,所以夹具大部分采用Q2352A制造,在接近焊缝部位采用与板片波纹形式相同的铸铁镶条。对不同波纹形式的板片,夹具框架不动,只根据波纹形式更换铸铁镶条及与压制模相同的小模块即可。这样投资1套框架,就可完成多种规格板片的焊接。(3)结构简单、刚度好、制造工艺性好整套夹具没有特殊结构,也没有大的零件,结构简单,采用珩架原理,在2个主压条中间用角钢以三角形结构相焊接提高夹具的刚度,保证夹具在使用过程中不变形。框架可整体或分段焊接,然后再整体加工即可。

3、结语

本套夹具解决了全焊式板式换热器板束焊接过程中定位不准确、焊缝质量差、夹具没有互换性以及生产效率低等问题。在自动化程度高、投资又不大却能实现准确定位的工况下,提高了效率。


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