焊接工装夹具的选择和使用技巧

焊接工装夹具是指将焊件准确定位并夹紧，用于装配和焊接的工艺装备。在焊接结构制造中，装配和焊接是两道重要的制造工序，根据工艺要求通常以两种方式完成这两道工序。一种是先装配后焊接，一种是边装配边焊接。我们把用来装配进行定位焊的夹具称作装配夹具，而专门用来焊接焊件的夹具称作焊接夹具。把既用来装配又用来焊接的夹具称作装焊夹具。它们统称为焊接工装夹具。

1.分类、组成及作用

（1）工装夹具的分类 工装夹具的分类方法很多，如上所述根据工装夹具的总体作用可以分为装配夹具、焊接夹具和装焊夹具三大类；按动力源可分为六类：手动、气动、液压、磁力、真空、混合式夹具；从夹具上各元件的具体结构和功能则可分为：定位夹具、夹紧机构、推撑和拉撑夹具、组合夹具等。

一个完整的工装夹具系统，应由定位夹具、夹紧机构和夹具体三部分组成。在装焊作业中，多使用在夹具体上安装多个不同夹紧机构和定位夹具组成的复杂夹具（又称胎模或专用夹具），其中，除夹具体是根据焊件的结构形式专门设计外，夹紧机构和定位夹具多是通用的。

定位夹具大多数是固定的，但也有些定位夹具为了便于焊件装卸，做成伸缩式或转动式的，并采用手动、气动、液压等驱动方式。夹紧机构是夹具的主要组成部分，其结构形式很多，结构相对复杂，驱动方式也多种多样。在有些大型复杂的夹具上，夹紧机构不仅结构形式多，而且还使用多种动力源。有手动加气动的、气动加电磁的等。这种多动力源夹具称作混合式夹具。在先进工业国家，对广泛采用的一些夹紧机构已经标准化、系列化，设计焊接工装夹具时进行选用即可。我国焊接工作者正进行着这方面的引进消化和研究开发工作，已经形成了一些定位与夹紧机构的标准化产品。

（2）焊接工装夹具的特点 装配夹具以能精确定位零件并使其固定为特点，它的首要任务是保证装配、定位焊后的工件达到所要求的几何形状和尺寸精度，焊接夹具须具有较大的刚度以防止或减少工件焊后变形，装焊夹具则应兼顾两者之长。因此，焊接工装夹具应具有下列特点：

1）夹具要适应各零部件按顺序逐步装配但又能整体一次取出的要求。

2）各零件在夹具中定位和夹紧的程度不统一，为了减少和消除焊接变形，某些零件需刚性固定；另一些零件则应能在某一方向上自由伸缩以减少焊接应力。

3）夹具上各个元件的受力状态不同，某些元件需要承受工件的夹紧力、工件的重量以及因焊接不均匀热过程所引起的应力，而另一些元件仅承受夹紧力，因此这些元件除强度外，还要有足够的刚度。

4）焊接夹具往往是焊接回路的组成部分，应考虑它的绝缘和导电的合理安排。

在设计焊接工装夹具时，要充分考虑上述特点，以便设计出的夹具，满足使用要求。

（3）对焊接工装夹具的设计要求

1）焊接工装夹具应动作迅速、操作方便、操作位置应处在工人容易接近、最宜操作的部位。特别是手动夹具，其操作力不能过大，操作频率不能过高，操作高度应设在工人最易用力的部位，当夹具处于夹紧状态时，应能自锁。

2）焊接工装夹具应有足够的装配焊接空间，不能影响焊接操作和焊工观察，不妨碍焊件的装卸。所有的定位元件和夹紧机构应与焊道保持适当的距离，或者布置在焊件的下方和侧面。夹紧机构的执行元件应能够伸缩或转位。

3）夹紧可靠，刚性适当。夹紧时不破坏焊件的定位位置和几何形状，夹紧后既不使焊件松动滑移，又不使焊件的拘束度过大，产生较大的应力。用于大型板焊结构的夹具，要有足够的强度和刚度，特别是夹具体的刚度，对结构的形状精度、尺寸精度影响较大，设计时要留有较大的裕度。

4）夹紧时不应损坏焊件的表面质量，夹紧薄件和软质材料的焊件时，应限制夹紧力，或者采取压头行程限位、加大压头接触面积、加添铜铝衬垫等措施。接近焊接部位的夹具，应考虑操作手把的隔热和防止焊接飞溅对夹紧机构和定位夹具表面的损伤。

5）夹具的施力点应位于焊件的支承处或者布置在靠近支承的地方，要防止支承反力与夹紧力、支承反力与重力形成力偶。

6）注意各种焊接方法在导热、导电、隔磁、绝缘等方面对夹具提出的特殊要求。例如，凸焊和闪光焊时，夹具兼作导电体，钎焊时夹具兼作散热体，因此要求夹具本身具有良好的导电、导热性能。再如，真空电子束焊接所使用的夹具，为了不影响电子束聚焦，在枪头附近的夹具零件，不能用磁性材料制作，夹具也不能带有剩磁。

7）工装夹具本身应具有较好的制造工艺性和较高的机械效率。尽量选用已通用化、标准化的夹紧机构及标准零部件来制作工装夹具。

（4）焊件所需夹紧力的构成及确定方法 在进行焊接工装夹具设计计算时，首先要确定装配、焊接时焊件所需的夹紧力，然后根据夹紧力的大小、焊件的结构形式、夹紧点的布置、安装空间的大小、焊接机头的可达性等因素来选择夹紧机构的类型和数量，最后对其与夹具体的强度和刚度进行必要的计算或验算。但是，这里面最困难的是如何定量地确定焊件所需夹紧力。

装配、焊接焊件时，焊件所需夹紧力的构成，按性质可分为四类：第一类是在焊接及随后的冷却过程中，防止焊件发生焊接残余变形所需的夹紧力；第二类是为减少或消除焊接残余变形，焊前对焊件施以反变形所需的夹紧力；第三类是在焊件装配时，为了保证安装精度，使各相邻焊件相互紧贴消除他们之间的装配间隙所需的夹紧力，或者根据图样要求，保证给定的间隙和位置所需的夹紧力；第四类是在具有翻转或变位功能的夹具或胎模上，为了防止焊件翻转变位时，在重力作用下不致坠落或移位所需的夹紧力。

上述四类夹紧力中，除第四类可用理论计算求得与工程实际较接近的计算值外，其他几类，则由于计算理论的不完善性、焊件结构的复杂性、装配施焊条件的不稳定性等因素的制约，计算结果往往与实际相差很大，有些复杂结构，甚至无法精确计算。因此在工程上，往往采用模拟件或试验件进行试验的方法来确定夹紧力，这里面又可分为两种：一种方法是经试验得到试件焊接残余变形的类型和尺寸后，通过理论计算，求出使焊件恢复原状所需的变形力，此力就是焊件所需的夹紧力。这种方法，对于像焊接梁、焊接柱、拼接大板等一些简单结构的焊件比较有效，计算出的夹紧力与工程实际较接近外，对于复杂结构的焊件，例如机座、床身、大型内燃机缸体、减速机机壳等焊接机器零件，计算仍然困难。若用简化计算，又与实际不符。因此，便采用第二种方法，即在上述试验的基础上，实测出矫正焊接残余变形所需的力和力矩。以此作为焊件所需夹紧力的依据。

焊件所需的夹紧力要适度，既不能过小失去夹紧作用，又不能过大，使得焊接过程中拘束作用太强出现焊接裂纹，因此设计夹具时，应使夹紧机构的夹紧力能在一定范围内调节，这在气动、液压、弹性等夹紧机构中是不难实现的。

2.定位夹具

在装焊作业时，焊件按图样要求，在夹具中得到确定位置的过程叫定位。定位夹具是实现正确定位的工具，可作为一种独立的工艺夹具，也可以是复杂工艺装备中的一种基本元件。定位夹具一般不应作为受力元件，以免损伤它的精度；若必须同时作为受力元件时，应适当增加它的强度和刚度。定位夹具不应设置在有碍工人操作的位置；同时还应考虑到焊件在装配或焊接后便于从夹具中取出，必要时可将定位夹具设计成可拆的或是可移动的。定位夹具的工作表面应具有良好的耐磨性，以便较长时期的保持定位精度。定位夹具在磨损或损坏时应是容易修复或更换的。焊件中经过机械加工的面、孔等原则上都可以作为定位基面，但它应符合定位要求。在装配尺寸公差大的工件时，定位夹具不应置于自由公差的一侧。例如角钢，它的肢长和板厚都有尺寸公差，一般以背棱为测量基准，这时定位夹具就应以背棱作为定位基准来设置。

虽然焊件在夹具中要得到确定的位置，必须遵从物体定位的六点定位律。但对焊接金属结构来说，被装焊的零件多是下好料的板材和型材，未组焊前刚性小、易变形，所以常以工作平台的台面作为与焊件安装基面的接触面进行装焊作业。此时，工作平台不仅具有夹具体的作用，而且具有定位夹具的作用。另外，对焊接金属结构的每个零件来说，不必都设六个定位支承点来确定其位置。因为各零件之间都有确定的位置关系，利用先装好的零件作为后装配零件某一基面上的定位支承点，可以减少定位夹具的数量。为了保证装配精度，应将焊件几何形状比较规则的边和面与定位夹具接触。

定位夹具的结构主要有挡铁、支撑钉、定位销、V形铁、定位样板五类。挡铁和支撑钉用于平面的定位，定位销用于焊件孔的定位，V形铁用于圆柱体、圆锥体焊件的定位，定位样板用于焊件与已定位焊件之间的给定定位。定位夹具可作成拆卸式的、进退式的和翻转式的，它们的结构如图11-21所示。

图11-21 各种定位夹具

a）挡铁 b）支撑钉 c）定位销 d）V形铁 e）定位样板 f）拆卸式 g）进退式 h）翻转式

对定位夹具的技术要求是耐磨度、刚度、制造精度和安装精度要高。在安装基面上的定位夹具主要承受焊件的重力，与焊件接触的部位易磨损，要有足够的硬度。在导向基面和定程基面上的定位夹具，常承受焊件因焊接而产生的力，要有足够的强度和刚度。

如果夹具承重很大，焊件的装卸又很频繁，也可考虑将定位夹具上与焊件接触易磨损的部位做成可拆卸或可调节的，以便适时更换或调整补偿其磨损量，保证定位精度。

3.夹紧机构

在装焊作业中，焊件一直保持确定位置的过程叫夹紧。使焊件保持确定位置的各种机构称夹紧机构。夹紧机构对焊件起夹紧作用，是夹具组成中最重要、最核心的部分。若按动力源分有手动的、气动的、液压的、磁力的、真空的、混合的共六类，而以手动和气动的应用最多。

图11-22 手动夹紧机构

（1）手动夹紧机构 手动夹紧机构是以人力为动力源，通过手柄或脚踏板靠人工操作，用于装焊作业的机构。它结构简单，具有自锁和扩力性能，但工作效率较低，劳动强度较大。一般在单件和小批量制造中应用较多。

手动夹紧机构主要有以下几类（见图11-22）：

其典型的结构、性能、使用场合见表11-51。

表11-51 手动夹加紧机构

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设计手动夹紧机构时，其手柄的操作高度以0.8～1m为宜，操作力应在150N以下，短时功率应控制在120W以内，当夹具处在夹紧状态时，应有可靠的自锁性能。

（2）气动及液压夹紧机构 气动夹紧机构是以压缩空气为传力介质，推动气缸动作，实现夹紧作用的机构。液压夹紧机构是以液压液为传力介质，推动液压缸动作，实现夹紧作用的机构。气动（液压）夹紧机构主要有以下几类（见图11-23）：

其典型结构见表11-52所示。通常气动夹紧机构所使用的压缩空气压力为0.4～0.6MPa，液压夹紧机构所使用的油压为3～8MPa。

气动夹紧机构夹紧速度快，夹紧力比较稳定，操作方便，不污染环境，能实现程控操作，在装焊生产线上广泛采用。液压夹紧机构的结构和功能与气动的相似，主要是传力介质不同，它可以获得很大的夹紧力，一般比同结构的气动夹紧机构大十几倍甚至几十倍。液压夹紧机构动作平稳、耐冲击、结构尺寸可做得很小，常用在要求夹紧力很大而空间尺寸受限制的地方。文中所介绍的各种气动夹紧机构，只要将气缸看作是液压缸，便可认为是液压夹紧机构，反之，也可认为是气动夹紧机构。

图11-23 气动（液压）夹紧机构分类

表11-52 气动夹紧机构

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气缸和液压缸，压缩空气站和液压泵站，以及配套的各种控制阀和辅件，国内外均已标准化、系列化。以焊接工装中应用最多的气缸为例，就有重型、轻型、小型、微型等类别，每一类别都有各自的系列。另外，还有行程可调、双伸杆、摆动式等派生气缸，以及带阀型、带开关型和带阀带开关型等集成式气缸。这些气缸大部分符合ISO标准，就连气缸用的支座和活塞杆的接头也有相应的系列标准，这就为用户的直接选用和零件的更换、维修保养提供了极为便利的条件。

我国制造气动和液压元器件的专业化工厂已有多家。产品种类齐全，规格很多，主要产品性能多数达到国际先进水平，完全可以满足气动和液压夹紧机构的使用要求。

在气动斜楔和气动楔——杠杆夹紧机构中，常用楔的扩力形式有五种类型，其类型简图及相应结构图举例见图11-24。其中Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ形为无移动柱塞式，Ⅳ、Ⅴ形为有移动柱塞式，其夹紧力计算公式，列于表11-53中。

图11-24 斜楔类型及相应结构图例

表11-53 斜楔夹紧力计算公式

为了使楔在夹紧状态下具有自锁性能，则楔角应不大于表11-54所列各值。但是，为使楔在保证自锁的前提下又有较高的效率，则楔角应取大值。

表11-54 斜楔自锁条件

注：表中为d/D=0.5，L/h=0.7及摩擦因数均为0.1时的计算结果。

通常将楔的斜面设计成具有不同楔角的两段，前一段一般采用大楔角以获得较大的行程，后一段采用小楔角以获得较大的扩力比并保证自锁。另外，为了使楔在松夹时能够顺利地抽出，则需给楔以冲击力，为此，常将气缸活塞杆头部与斜楔的连接设计成如图11-25所示的形式。

图11-25 活塞杆头与斜楔的连接形式

气动铰链杠杆夹紧机构，按其铰链连接臂的扩力形式分为五种类型，其原理简图和相应的结构图见图11-26，Ⅰ形为单臂单作用式；Ⅱ形为双臂单作用式；Ⅲ形为双臂单作用带移动柱塞式；Ⅳ形为双臂双作用式；Ⅴ形为双臂双作用带移动柱塞式。各种类型铰链连接臂的出力计算见表11-55所示。

图11-26 气动铰链-杠杆夹紧机构扩力类型及相应结构图例

图11-26 气动铰链-杠杆夹紧机构扩力类型及相应结构图例（续）

表11-55 铰链连接臂的出力计算公式

在设计气动铰链杠杆夹紧机构时，必须使夹紧端有一定的储备行程，以保证在工作时夹紧作用不易失效。另外，这种夹紧机构一般没有自锁性能，在设计气路时，应有动力源突然切断而不致发生松夹的保护措施。最后，为避免冲击过大，常选用具有缓冲性能的气缸。

气动铰链——杠杆夹紧机构夹头开度大、效率高、动作迅速，是气动夹紧机构中的常用形式。

（3）磁力夹紧机构 磁力夹紧机构分永磁夹紧器和电磁夹紧器两种。永磁夹紧器是用永久磁铁来夹紧焊件，其夹紧力有限，用久以后，磁力将减弱，但永磁夹紧器结构简单，不消耗电能，使用经济简便，宜用在夹紧力较小、不受冲击振动的场合。其外形及应用举例如图11-27所示。永久磁铁常用铝-镍-钴合金、铝-镍合金、铁氧体等永磁材料来制作，特别是后者中的铝钙铁氧体，其性能好，价格低廉，是一种较为理想的永磁材料。使用永磁夹紧器时，切忌振动与坠落，因为这会使排列有序的磁畴发生紊乱，使磁力减弱或消失。

图11-27 永磁夹紧器及应用举例

电磁夹紧器是利用电磁力来夹紧焊件。夹紧力较大，一般可达0.2～1.3MPa。由于交流电磁铁的吸力是波动的，易产生振动和噪声，再因有涡流、磁滞损耗、结构尺寸较大等原因，在电磁夹紧器中应用较少而多用直流电磁铁。

电磁夹紧器的应用图例见图11-28。机床上使用的直流电磁铁，又称电磁吸盘，在我国许多机床附件厂都有定型生产。型号很多，单位面积吸力多在0.5～1.5MPa之间，有圆形和矩形两种结构，尺寸有大有小。也有个别厂家生产圆形和矩形的永磁吸盘，单位面积吸力在0.6～l.8MPa之间。这些在机床上使用的磁性吸盘，也可用在焊接工装夹具上。例如，板材拼接用的电磁平台就是由电磁吸盘拼装而成的。除圆形和矩形永磁吸盘外，用户若需要其他形式的永磁吸盘时，也可到永磁衬料的制造厂家订做。

（4）真空夹紧机构 真空夹紧机构是利用真空泵或以压缩空气为动力的喷嘴射出的高速气流，使夹具内腔形成真空，借助大气压力将焊件压紧的装置。它适用于夹紧特薄的或挠性的以及用其他方法夹紧容易引起变形或无法夹紧而表面平整光洁的焊件，它对焊件的材质没有限制，在仪表、电器等小型器件的装焊作业中应用较多。

通过喷嘴喷射气流形成真空的夹紧机构，由于以车间的压缩空气为动力，省去了真空泵等设备，比较经济。但因夹具内腔的吸力与气压、流量有关，所以要求提供比较稳定的气源。另外，工作时会发出噪声，不宜用在要求安静工作的场所。

图11-28 电磁夹紧器的应用图例

1—电磁夹紧器 2—焊剂 3—焊件 4—铰接支撑

利用真空泵形成真空的夹紧机构，其吸盘吸附可靠、吸力大、结构简单，但需要配置真空泵及其控制系统，成本较高。

4.组合夹具

组合夹具是由一些标准化、规格化的夹具元件，按产品装焊要求所拼装成的可拆式夹具。组成组合夹具的元件，品种繁多，规格多样，已形成标准系列，可按使用要求进行拼装。使用完毕后，夹具元件可完好地拆卸下来，经整理，分类保管，以便下次再拼装成另一形式的夹具。由于组合夹具元件之间拼装灵活，又可重复使用，所以适用于品种多、变化快、批量小、周期短的制造场合，特别是在新产品的试制中，更为适用。但是组合夹具也有弱点，它是由许多有互换性的标准元件组成的，所以与专用夹具相比，就显得体积庞大、重量较重。另外，夹具的各元件之间都是用键、销、螺栓等零件连接起来的，连接环节多，手工作业量大，也不能承受锤击等过大的冲击载荷。

组合夹具按元件的连接形式不同，分为两大系统：一为槽系，即指组合夹具元件之间主要靠槽来定位和紧固；二为孔系，即指组合夹具元件之间主要靠孔来定位和紧固。每个系统中，又按需要分为大、中、小三个类别。我国已设计出此三个类别的槽系组合夹具，用于机械加工行业。

戴美乐组合夹具系统的所有零部件均由优质钢制成，每个形状都有多种规格并可以完全互换，以适应加工各种工件的需要。如图11-29所示为一种典型的组合夹具元件图。图中的元件1为具有两个工作面定位和夹紧直角块，可进行任意的调整并精确定位；元件2为具有三个工作面定位和夹紧直角块，可进行任意的调整并精确定位（铸钢件）；元件3为L形定位块，具有四个工作面，其作用为：①工作台延伸和夹紧面；②几个工作台的连接块；③系统中其他部件的连接块；元件4为U形定位块，具有五个工作面，作用与元件3相同；元件5为万能挡块，在工作台和所有夹紧部件上任意调整和精确定位；用销钉在工作台五个面上进行快速定位和夹紧，调节量为25mm的整数倍。可用于45°、90°、135°和180°的定位和夹紧；由于它的特殊形状，工件可以在它所有的外型面上定位，包括槽型面上。挡块上的孔可用于所有的旋臂夹紧器，或者安装带斜度锁紧螺栓的手动快速夹具；元件6为组合夹紧和定位角模，从0～225°任意调节，轮毂上刻有角度水准尺，它的夹紧靠锁定装置执行；元件7为V形块，带斜度锁紧螺栓，适合直接和间接安装在所有带孔的夹紧系统；元件8为角模，能用于：①台面斜边延伸；②V形模块和挡块；③各种部件的角度挡块。图11-30所示为戴美乐组合夹具的应用举例，为轻型框架，装夹焊接一次完成。

图11-29 戴美乐工装的组合夹具举例

虽然已有许多标准的组合夹具，但在焊接制造中使用的组合夹具，多是由机械加工使用的组合夹具中退役下来的元件或低精度元件组合而成的。这是因为除了一些精密焊件外，多数焊件要求的装配精度和焊接精度均低于机械加工的精度。使用这些退役或低精度的元件，完全可以满足产品质量的要求，而且比较经济。

5.琴键式夹具

在薄板对接和薄壁筒体的纵缝对接焊中，一般对接边很长，若沿边长整体夹紧，由于夹具制造误差和焊件厚度误差的影响，使对接边很难沿全长被压塞压贴到焊接衬垫（多用纯铜或黄铜制作）上。若采用沿边长均匀布置几个夹紧点夹紧，则焊件易发生变形，更难沿全长压贴到焊接衬垫上，当加紧力过大、过于集中时，还会损伤焊件的表面。

图11-31是拼接薄板用的琴键式夹具的剖面图。由图11-31b可知，当夹紧气袋充气、松夹气袋垫排气时，则夹紧杠杆绕铰接支座逆向转动将被焊薄板压贴到铜衬垫上，夹具处于夹紧状态。反之，如图11-31a所示，夹紧杠杆复位，夹具处于松夹状态。

夹紧气袋和松夹气袋的长度根据焊件的最大拼接长度而定；气袋的内径根据夹紧杠杆的压塞行程和杠杆比而定（见图11-32）；整条气袋的出力根据气袋内径、长度和气体压强而定；夹紧杠杆的数量约等于其压塞宽度除以夹具拼接长度所得的商。夹紧杠杆的夹紧力，可根据杠杆与夹紧气袋的接触面积、杠杆比、气体压强进行计算。由此还可算出沿压塞宽度单位长度上的夹紧力，一般最大值约为25N/mm。为了保证气袋的强度、气密性以及一定的柔韧性，通常用橡胶软管或类似消防水龙带的帆布软管来制作气袋。

图11-30 戴美乐组合夹具的应用举例

图11-31 拼接薄板的琴键式夹具（剖面图）

a）松夹状态 b）夹紧状态 1—铜衬垫 2—夹紧气袋 3—上支撑梁 4—松夹气袋垫 5—松夹气袋 6—铰接支座 7—夹紧杠杆 8—夹紧气袋垫 9—下支撑梁 10—被焊薄板

图11-32 气缸作用的琴键式夹具（剖面图）

1—被焊薄板 2—上支撑梁 3—薄膜式气缸 4—夹紧杠杆 5—铜衬垫 6—下支撑梁

图11-32与图11-31的区别是：在图11-32中由单作用的薄膜式气缸3（也可采用单作用或双作用的小型或微型气缸）驱动夹紧杠杆4夹紧被焊薄板1，杠杆的复位是靠薄膜式气缸内部的压缩弹簧来完成的。

国内一些焊接设备厂，将琴键式夹具与焊机合二为一，再配以焊枪行走、调节机构以及跟踪、电控等系统，组成“纵缝自动焊接机”进行生产销售。根据所焊材质的不同，其上所用琴键式夹具的气压为0.5～8MPa；适用焊件厚度在0.2～8mm之间；拼接长度在10～5000mm之间，如有特殊要求，最长可达8000mm；适用筒径范围随设备型号不同，在75～750mm之间至500～1500mm之间不等。该机根据使用要求可配备不同的焊机，进行TIG、MIG、MAG、PAW、LBW、CO₂、SAW焊，实现钛、铝及其合金以及不锈钢、碳钢等材质的焊接。图11-33是筒体纵缝拼接用的琴键式夹具，其中图11-33a是用松夹气袋使琴键式压板复位，图11-33b是用拉伸弹簧使夹紧杠杆复位。

图11-33 薄壁筒体纵缝拼接用的琴键式夹具（剖面图）

a）压板用气袋复位 b）夹紧杠杆用拉簧复位

1—铜衬垫 2—夹紧气袋 3—上支撑梁 4—琴键式压板 5—限位板 6—松夹气袋 7—下支撑梁 8—拉伸弹簧 9—夹紧杠杆

6.专用夹具

焊接工装夹具按用途的广泛性分类，又有通用和专用之分。通用夹具是由通用的夹具体、夹紧机构、定位夹具组成的，结构简单，机动性强，适用范围广。专用夹具是在专用夹具体上，由多个多种夹紧机构和定位夹具组合而成的，有专一的用途（见图11-34）。其夹具体的形式、定位夹具和夹紧机构的选择与布置，都是根据被装焊焊件的形状、尺寸、定位夹紧要求，以及装配焊接工艺决定的。专用夹具除满足装焊工艺要求外，还应满足几何公差的要求，同时要和生产率相匹配，要特别注意焊枪的可达性和对焊件的装卸性能。

图11-34 箱形梁装焊夹具

1—夹具体（兼有定位作用） 2—腹板定位夹具 3—液压杠杆夹紧器 4—腹板电磁夹紧器

此外，在一些大型构件的装配焊接中，为了简化专用夹具的结构，则采用分段依次的装配焊接工艺，这样，在夹具体上仅用一个移动式的夹紧机构，就可完成整个构件的装焊任务。例如，用于大型内燃机车顶盖侧沿的装配夹具，其装配胎模是一长方体的框架式焊接结构，长约20m，刚性较大。由于胎模很长，而且沿胎模的装配作业都是相同的，所以将夹紧机构设计成移动式的（见图11-35）。当安装着气动夹紧机构的台车在平行于胎模的轨道上移行时，依次将敷设在胎模上的盖板、型钢式栅条等焊件压贴在胎模上，随之用手工CO₂气体保护焊进行定位焊接。这种用一个移动式夹紧机构替代沿胎模长度布置多个夹紧机构的设计，使夹具结构大大简化，可谓是一种经济实用的设计。

图11-35 移动式气动夹紧机构

1—气缸总成Ⅰ 2—气缸总成Ⅱ 3—挂钩 4—压塞组成Ⅰ 5—压塞组成Ⅱ 6—摇臂 7—铰链支座 8—行走台车 9—气缸总成Ⅲ