焊接夾具的設計及應用

摘 要：焊接技術在現代工業中應用廣泛，本文主要針對焊接異性面零件，設計焊接夾具，確定焊接夾具設計方案，以提高零件焊接精度、生產效率，降低生產成本及工人勞動強度等為目的，并投入使用此焊接夾具，通過批量生產驗證，說明該焊接夾具具有定位、精巧、高效等特性。

關鍵詞：焊接夾具;懸臂結構; 內模

引言：現代工業生產中，夾具的應用非常廣泛，就同一零件各工序不同，所需要使用的夾具也不同，比如加工、裝配及檢驗工序中，都使用著具有各種功能的夾具，在提高生產效率的同時，工人的勞動強度也能有效的得以改善。焊接加工在機械制造和國防工業等領域中應用最廣泛、從業人員最多的技術工種。針對焊接加工我所的某型零件的上、下殼體，在加工中遇到的各種質量問題和加工困難，設計專用的焊接夾具至關重要。

一、零件介紹及技術要求

該零件為某型傳感器的進氣口關鍵部件，由于其形狀屬于異性面，采用焊接件，如圖，零件由上殼和下殼兩個部分組成，采用1毫米不銹鋼板沖壓而成，材料牌號為1Cr18Ni9Ti。加工過程是將上、下殼零件外形對齊，采用氬弧焊進行焊接，預留焊接縫，單一焊縫一次焊接完成，焊接過程中不得出現氣孔、裂紋及成型不良等狀態。

二、零件焊接分析

深色區域為上、下殼體接觸面，也為焊接線路，由直線和斜線組成，分為兩段焊縫。

1）需對齊焊縫，并固定零件;

2）一次焊接完成，保證焊縫質量;

3）零件壁厚1mm，采用預留焊接縫來增強焊接強度。

三、焊接夾具的設計目的

1）定位精度高、自動、速度快為確保上下殼焊接質量，安裝固定焊件1 和焊件2時必須要對準中心，且定位精度要求不超過± 0.2 mm; 此外，為減輕大批量上下殼焊接的勞動強度，提高生產效率，需要采用自動、快速的機構來完成中心定位。

2）結構設計可靠、實用、精巧，夾具中各零部件受力均勻，連接合理; 盡可能采用通用件、標準件、可拆卸零部件，便于修理與維護;結構簡單，設計精巧、操作方便、耐用，不易損壞。

3） 便于安裝、操作焊件能輕松地在夾具中裝卸，夾緊力適中; 夾具采用最佳方位固定焊件，便于施焊; 因為將用手工氬弧焊來實施焊接，所以，夾具設計要為手工氬弧焊預留施焊空間，保證足夠的視線、人工操作余地，氬弧焊工具進退自如，保證不接觸到任何零部件及焊件，確保焊件的表面質量。

四、焊接夾具的設計過程

夾具結構：由螺桿、殼體、銷子、壓塊組成。 結構簡單，采用不銹鋼材料，可靠耐用。

夾具采用螺紋壓緊方式，能夠快速的壓緊零件;壓塊為V型塊，能夠穩定壓緊圓弧狀零件，主體采用懸臂結構，焊接時保證足夠空間，便于焊工操作，并能達到焊縫焊接一次完成。

內模采用紫銅材料，由上、下內模組成，耐高溫，不與不銹鋼材料粘連，采用楔形結構，保證焊接完成后，能夠順利的退出內模，起到定位、預留0.5mm焊接縫等作用。

此焊接夾具的設計，解決上、下殼體焊接問題中的定位、壓緊固定、預留焊接縫等關鍵問題，保證了焊接過程的順利進行，提高了焊接質量，降低了工人勞動強度等。

五、夾具實際使用效果

通過的300套零件的批量焊接加工，完全符合零件圖紙技術要求及工藝文件要求，單件焊接過程從裝夾、焊接共需要30分鐘，比原來加工方法效率提高了數倍，并且無一超差報廢。

結論：針對大批量生產的實際情況，為保證焊接質量及減輕人的勞動強度，設計了焊接夾具。該夾具可以大幅度縮短裝配、定位所需時間，提高工作效率，降低勞動成本，同時，由于結構簡單、操作方便、定位精度高，取得了良好的應用效果。

作者簡介：

耿超（1985—）男，陜西渭南人，研究方向：機械設計制造及其自動化