[實用新型]一種焊接夾具

有效

• 申請號: 201520528623.6
• 申請日: 2015-07-20
• 公開（公告）號: CN204771324U
• 公開（公告）日: 2015-11-18
• 發明（設計）人: 李一楠;彭子龍;郭峰;王優強;李志文;張善彬;張磊
• 申請（專利權）人: 青島理工大學
• 主分類號: B23K37/04
• 分類號: B23K37/04;B23K28/02
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 董潔

技術領域

本實用新型涉及焊接加工領域，具體是涉及一種焊接夾具。

背景技術

雖然銅合金與鋁合金在物理性能、機械性能上表現完全不同，但是在焊接特別是鎢極氬弧焊（GTAW）過程中均會出現焊接熱裂紋，制約著銅合金及鋁合金的應用。除去焊接應力及變形的外部因素外，熱裂紋的出現均與凝固過程中低熔共晶出現的溫度區間、成分、比例及分布有關。對于銅及銅合金來說，熔焊過程中由于氧元素侵入熔池，凝固時會形成由Cu₂O和Cu組成的低熔點共晶組織分布于已凝固的α-Cu晶粒之間，提高了銅及銅合金焊接的熱裂傾向。對于鋁及鋁合金來說，熔焊時由于合金元素Cu、Si及Mg的存在，與Al組成一系列的低熔點共晶體聚集在樹枝晶的枝晶間形成液態薄膜，在收縮拉伸應力作用下被撕開，形成熱裂紋。

功率超聲具有空化及聲流效應?？栈浅暡ㄔ谝后w中傳播時，液體分子受到周期性交變聲場的作用。在聲波稀疏相內液體受到拉應力，若聲壓值足夠大則液體被拉裂而產生空化泡或空穴；在隨后來臨的聲波正壓相內，這些空化泡或空穴以極高的速度閉合或崩潰，從而在液體內產生瞬間的局部高溫和高壓。聲流效應則是超聲波在液體中的有限振幅衰減使液體內形成一定的聲壓梯度，從而形成一個流體的噴射。

功率超聲在金屬材料連接及冶金中的應用主要有超聲金屬焊接、超聲波輔助釬焊工藝、超聲細化工藝及超聲除氣及除雜工藝。利用超聲的空化效應可以使局部液體產生瞬間高壓沖擊波，破碎正在生長的金屬晶粒，起到細化晶粒的效果。利用超聲的聲流效應會使作用流體產生高速對流，類似于機械攪拌作用，加速了液體在固態晶粒間的流動性。

夾具是機械制造過程中用來固定加工工件，使工件固定占有正確的位置，以便于施工或檢測的裝置。目前現有技術中并沒有適合超聲輔助鎢極氬弧熔焊并滿足聲源角度及位置方便調節的焊接夾具，故如何設計一種用于超聲輔助鎢極氬弧熔焊并且聲源角度及位置方便調節的焊接夾具是業界亟待解決的技術問題。

實用新型內容

本實用新型的目的是解決上述現有技術中存在的問題，提供一種用于超聲輔助鎢極氬弧焊并且聲源角度及位置方便調節的焊接的夾具。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種焊接夾具，包括一具有斜面的角度可調鑲塊、距離可調墊塊、高度可調壓塊和底座，所述角度可調鑲塊的豎直面與距離可調墊塊的第一側面連接，所述距離可調墊塊的第一側面的相對面的上部分與高度可調壓塊連接，且高度可調壓塊能相對墊塊作上下移動，所述距離可調墊塊的第一側面的相對面的下部分連接底座，高度可調壓塊的底表面與底座的上表面設有放置待焊接工件的空隙。

所述連接均為活動連接。

進一步，角度可調鑲塊的斜面與其底表面的角度范圍為0＜α≤90°。聲波可以以橫波縱波復合波或者橫波的形式入射，當角度在0＜α＜90°時，聲波以橫波縱波復合波的形式入射，當α為90°時，聲波以橫波的形式入射。

進一步，所述角度可調鑲塊的豎直面設有燕尾型凹槽，距離可調墊塊的第一側面設有與燕尾型凹槽相配合連接的凸型燕尾塊。所述凸型燕尾塊與燕尾型凹槽配合連接實現角度可調的鑲塊的固定。

進一步，所述距離可調墊塊的第一側面的相對面設有燕尾型凹槽，高度可調壓塊的側面設有與燕尾型凹槽相配合連接的凸型燕尾塊，且所述的凸型燕尾塊可在距離可調墊塊的第一側面的相對面的燕尾型凹槽內上下滑動。

所述距離可調墊塊的厚度為10~50mm。

工作原理：本實用新型的焊接夾具，由角度可調鑲塊、距離可調墊塊和高度可調壓塊組成，實現超聲不同入射角度、不同焊材厚度以及焊接中焊縫區位于超聲波遠峰、近峰的調整。

所述角度可調鑲塊的斜面與超聲波輔助系統的變幅桿接觸，通過更換具有不同斜面角度的鑲塊，實現超聲波入射角度的改變。

當需要調整超聲施加位置與焊縫位置間距離時，選用合適厚度的距離可調墊塊，實現超聲施加位置與焊縫位置間距離的可調。

所述高度可調壓塊主要針對不同板厚的焊接工件，所述高度可調壓塊通過在距離可調墊塊的燕尾型凹槽內上下滑動，壓緊焊接工件，以適應不同焊材厚度。高度可調壓塊壓緊焊接工件，為了進一步壓緊焊接工件，可采用U形夾具在側面做剛性固定。