新型多功能焊工培訓(xùn)焊接工裝架

劉現(xiàn)存

摘 要 一種用于焊工教學(xué)培訓(xùn)的工裝裝置，主要包含夾持部件、支撐臂、立柱和地線四部分。夾持部件依靠定位及壓緊螺栓可實現(xiàn)對板件和管件的夾持;支撐臂和立柱是用于對加持部件固定、高度調(diào)節(jié)、位置調(diào)節(jié)等，與夾持部件配合可實現(xiàn)板——板全位置焊接，管子垂直固定、水平固定、45扒閾蔽恢玫暮附櫻壞叵囈附踴羋返緦魑榷ù睪富8瞇灤凸ぷ敖峁股杓萍虻ソ舸眨瞇院褪褂瞇閱芰己茫附擁緦骰羋房蒲О踩附又柿課榷ǎ岣吡私萄嘌檔男Ч？

關(guān)鍵詞 焊工培訓(xùn) 多功能 焊接工裝架

中圖分類號：U175.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0前言

職業(yè)院校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)在焊工培訓(xùn)中，焊接技能培訓(xùn)要進(jìn)行專項板—板、管—管、管—板的幾種位置的焊接操作，一般要配合焊接工裝架來完成。焊接工裝架一般都是自行設(shè)計，現(xiàn)有工裝參差不齊、差距較大。有的只是一個鐵臺子，有的是用槽鋼拼湊一個架子，用焊接點(diǎn)固的方法來固定工件，設(shè)計粗糙，結(jié)構(gòu)簡陋，不能滿足規(guī)范培訓(xùn)的要求，且效率低下;有的結(jié)構(gòu)不緊湊，零部件多，功能單一，工裝剛度不適合等，給使用及管理帶來不便;利用工裝架作為焊接回路導(dǎo)體是常見工裝設(shè)計的缺陷，存在著安全和焊接質(zhì)量問題。本工裝設(shè)計充分考慮以上各種因素，并經(jīng)過實用驗證，效果良好。

1基本組成及功用

工裝架主要有四部分組成：工件夾持部件、支撐臂、立柱、地線。

1.1工件夾持部件

主要有由上、下鉗口板、管壓緊板及定位軸、回轉(zhuǎn)臂及地線螺母等組成。該部件主要用來固定焊件，并可在支撐臂內(nèi)360靶莨δ芊治寮諧植課緩?fù)顾G諧植課??？

板夾持部位為L形鉗口結(jié)構(gòu)，有兩個垂直方向的鉗口，可以在垂直的兩個方向安裝待焊工件，下鉗口板上在兩垂直方向上均布五個螺紋孔，用頂緊螺桿旋入其中，用于壓緊待焊工件。與管中心線垂直方向的鉗口主要用于板的平焊、立焊、仰焊;與管中心線平行方向的鉗口主要用于板的平焊、橫焊、仰焊，這兩個鉗口的組合可以滿足了板的平焊、立焊、橫焊、仰焊四種位置的焊接。

上鉗口板上設(shè)置為焊接管件的裝置，由頂緊螺桿、管件壓緊板和管件定位軸組成。管件定位軸限制管件移動，頂緊螺桿旋入管件壓緊板的螺紋孔中壓緊管件，管件定位軸為圓柱狀。

管夾持部位由管定位柱、管壓緊板和壓緊螺栓組成，借助鉗口平板放置管子，壓緊螺栓緊固。可滿足常用 42～159mm管子的焊接，加持部件可以在支撐臂內(nèi)360靶墑迪止蘢喲怪憊潭ā⑺焦潭?。?扒閾蔽恢玫暮附??？

地線螺母為紫銅材質(zhì)，焊接在回轉(zhuǎn)臂上，與地線相連。

鉗口平板及壓緊板材料為Q235-16，定位柱材料為20鋼— 30，連接管材料為 60？的20無縫鋼管，壓緊螺栓M16？5。

1.2支撐臂

支撐臂由支撐管、套及緊固螺母組成，主要用于支撐、伸縮、固定工件夾持部位。通過夾持部件在支撐管內(nèi)伸縮，以及支撐臂沿立柱回轉(zhuǎn)、升降確定工件位置，同時給焊工便于操作的位置。可水平360盎刈苤行南呱蹈叨？37～1237mm，能滿足各種位置焊接高度。

支撐管材料為 76？的20無縫鋼管，套材料為 89？的20無縫鋼管，緊固螺栓M16？0。

1.3立柱

立柱由底板、立柱、限位塊組成，用于固定工裝架和升降工件高度，立柱總高1312mm。底板四角有 20安裝孔，可與水泥地面通過地腳螺栓固定連接。限位塊是防止焊工在調(diào)整支撐臂位置時不規(guī)范操作，可能滑落砸傷腳部而設(shè)計的安全裝置（限位塊頂面高度離地312mm，焊接工件離地最低高度大于200mm）。

立柱材料為 79？的20無縫鋼管，底板材料為Q235-12。

1.4地線

地線由焊接電纜（50mm2）和電纜線鼻子（電纜兩端）組成長約2000mm，用于傳導(dǎo)焊接回路電流。一端用紫銅螺栓（M16？0）緊固在工件夾持部位，另一端與焊機(jī)地線相連，回路電流可直接從工件夾持部位直接傳回焊機(jī)，避免了用工裝架傳導(dǎo)電流的弊端。

2該工裝架的設(shè)計特點(diǎn)

2.1結(jié)構(gòu)精巧、應(yīng)用方便、易于推廣

工裝架結(jié)構(gòu)簡單，構(gòu)思巧妙。L形鉗口和管定位組件集合在一起，完成板-板、管子的夾緊定位，一個夾持部位可以實現(xiàn)焊工培訓(xùn)中最廣泛的板的四種位置焊接和管子三個位置的焊接，功能實用。如果要拓展功能（如障礙焊等），可以有針對性更換工件夾持部位，方便快捷。工裝中壓緊螺栓使用同一的規(guī)格（M16），方便焊工調(diào)節(jié)工裝。該工裝零部件少，制作簡單，成本低，易于推廣。

2.2堅固耐用、維護(hù)方便

在工裝設(shè)計中還經(jīng)常存在兩個方面的問題，一是未考慮焊接中焊縫修整時會采用鏨削的方法剔除焊縫中缺陷，工裝架會承受較大的沖擊力，如果工裝剛度不夠會顫動而影響操作，甚至工裝變形。二是為保證剛度，設(shè)計工裝過于笨重，不利于工裝調(diào)節(jié)。實踐證明，該工裝架采用的板件厚度、無縫鋼管直徑及壁厚適中，剛度適中，能經(jīng)得住焊縫修整時的鏨削力。在維護(hù)方面，由于零部件少而堅固，維護(hù)工作少。

2.3回路電流合理、安全可靠

常見焊接工裝設(shè)計中，一般是采用螺栓壓緊工件，部件之間的連接固定也是采用螺栓連接的形式。在工裝使用一段時間后會出現(xiàn)壓緊工件的螺栓擰緊困難甚至擰不動了，緊固支撐臂的螺栓、螺母螺紋燒蝕嚴(yán)重而失效。通過分析研究，造成原因是焊工習(xí)慣把焊接地線夾在工裝底座的螺栓上而不是夾在工件上（夾在工件上會影響焊工操作），從而造成工裝架傳導(dǎo)回路電流。

焊接回路電流如果利用工裝架作為回路導(dǎo)電體時，工裝各部件都涂有防護(hù)漆（鉗口部位及管定位柱上的防護(hù)漆使用前應(yīng)清理掉），象該工裝兩處管與套之間接觸部位不能導(dǎo)電。螺栓與工件接觸點(diǎn)小，壓緊力最大，易于擊穿通電;在螺栓壓緊過程中，可破壞工件表面氧化皮更易于導(dǎo)電，因此，電流是通過緊固螺栓傳導(dǎo)，使用時間較長后會燒壞螺栓及螺紋孔，造成失效。另一方面，利用工裝架導(dǎo)電，焊工如果依靠在工裝上會有觸電危險。

為解決上述兩方面的的問題，合理設(shè)定焊接回路電流路徑，讓回路電流通過鉗口——回轉(zhuǎn)臂——地線傳回焊機(jī)，即在夾持部件的回轉(zhuǎn)臂上加裝地線，讓回路電流通過地線傳回到焊機(jī)。

2.4焊接過程穩(wěn)定、確保焊接質(zhì)量

將地線直接安裝在工件夾持部位，回路電流通過電纜傳導(dǎo)，電流傳導(dǎo)穩(wěn)定，焊接過程穩(wěn)定，保證了焊接質(zhì)量。有效解決了利用工裝架作為回路導(dǎo)電體時，工裝各部件、緊固螺栓是活動的，存在接觸電阻大，導(dǎo)電不穩(wěn)，還會出現(xiàn)起弧困難、斷弧等現(xiàn)象，影響焊接質(zhì)量的問題。

3結(jié)論

本工裝夾持部位結(jié)構(gòu)緊湊、能滿足常規(guī)課題訓(xùn)練要求;工裝剛度適中，零部件少，制造成本低;焊接回路電流設(shè)計科學(xué)，提高了焊接安全性，同時提高了焊接質(zhì)量穩(wěn)定性和工裝易損部件的使用壽命;工裝操作簡單，使用性能好，是一種新型實用的焊接工裝架。對規(guī)范焊工培訓(xùn)教學(xué)、提高培訓(xùn)效果具有重要意義，在職業(yè)院校及焊接培訓(xùn)機(jī)構(gòu)具有較大的推廣價值。