新型多功能焊工培訓焊接工裝架

劉現存

摘 要 一種用于焊工教學培訓的工裝裝置，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、高度調節、位置調節等，與夾持部件配合可實現板——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？

關鍵詞 焊工培訓 多功能 焊接工裝架

中圖分類號：U175.3 文獻標識碼：A

0前言

職業院校、培訓機構在焊工培訓中，焊接技能培訓要進行專項板—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計，現有工裝參差不齊、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，用焊接點固的方法來固定工件，設計粗糙，結構簡陋，不能滿足規范培訓的要求，且效率低下;有的結構不緊湊，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體是常見工裝設計的缺陷，存在著安全和焊接質量問題。本工裝設計充分考慮以上各種因素，并經過實用驗證，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360靶莨δ芊治寮諧植課緩凸薌諧植課??？

板夾持部位為L形鉗口結構，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?？蓾M足常用 42～159mm管子的焊接，加持部件可以在支撐臂內360靶墑迪止蘢喲怪憊潭ā⑺焦潭??？5扒閾蔽恢玫暮附印？

地線螺母為紫銅材質，焊接在回轉臂上，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伸縮，以及支撐臂沿立柱回轉、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整支撐臂位置時不規范操作，可能滑落砸傷腳部而設計的安全裝置（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，另一端與焊機地線相連，回路電流可直接從工件夾持部位直接傳回焊機，避免了用工裝架傳導電流的弊端。

2該工裝架的設計特點

2.1結構精巧、應用方便、易于推廣

工裝架結構簡單，構思巧妙。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焊工培訓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格（M16），方便焊工調節工裝。該工裝零部件少，制作簡單，成本低，易于推廣。

2.2堅固耐用、維護方便

在工裝設計中還經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，設計工裝過于笨重，不利于工裝調節。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，能經得住焊縫修整時的鏨削力。在維護方面，由于零部件少而堅固，維護工作少。

2.3回路電流合理、安全可靠

常見焊接工裝設計中，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、螺母螺紋燒蝕嚴重而失效。通過分析研究，造成原因是焊工習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回路電流。

焊接回路電流如果利用工裝架作為回路導電體時，工裝各部件都涂有防護漆（鉗口部位及管定位柱上的防護漆使用前應清理掉），象該工裝兩處管與套之間接觸部位不能導電。螺栓與工件接觸點小，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電，因此，電流是通過緊固螺栓傳導，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，合理設定焊接回路電流路徑，讓回路電流通過鉗口——回轉臂——地線傳回焊機，即在夾持部件的回轉臂上加裝地線，讓回路電流通過地線傳回到焊機。

2.4焊接過程穩定、確保焊接質量

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

3結論

本工裝夾持部位結構緊湊、能滿足常規課題訓練要求;工裝剛度適中，零部件少，制造成本低;焊接回路電流設計科學，提高了焊接安全性，同時提高了焊接質量穩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。對規范焊工培訓教學、提高培訓效果具有重要意義，在職業院校及焊接培訓機構具有較大的推廣價值。