一種可防止凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種可有效防止凸焊時螺母螺紋內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置，屬焊接技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]制造業(yè)中常常需要在板材上凸焊螺母，以便使用螺栓將兩個或兩個以上的零部件連接在一起。例如汽車制造業(yè)中的冷沖壓零部件幾乎都是采用凸焊螺母的方式進(jìn)行連接。但由于現(xiàn)有的凸焊設(shè)備結(jié)構(gòu)不合理，沒有焊渣控制功能，螺母焊接在板材上以后，其螺紋內(nèi)常常存在焊渣，導(dǎo)致螺栓不能順利旋入，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。
[0003]目前，解決上述問題的常用方法是通過調(diào)整焊接參數(shù)來抑制焊渣飛濺，這種方法不僅增加了焊接的操作難度，而且其效果并不理想，不能從根本上杜絕凸焊螺母黏貼焊渣現(xiàn)象，無法保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)之弊端，提供一種可防止凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置，以提高螺母的焊接質(zhì)量。
[0005]本實(shí)用新型所述問題是以下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種可防止凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置，構(gòu)成中包括凸焊機(jī)和焊渣抑制裝置，所述焊渣抑制裝置包括冷卻氣管、電磁閥和控制電路，所述冷卻氣管的進(jìn)氣端與氣源連接，出氣端通過可調(diào)支架固定在凸焊機(jī)的上電極一側(cè)并與待焊接的螺母相對應(yīng)，所述電磁閥安裝在冷卻氣管上，其控制線圈與控制電路連接。
[0007]上述可防止凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置，所述控制電路包括第一繼電器、第二繼電器和時間繼電器，第一繼電器的控制線圈并接在凸焊機(jī)的焊接電極電路上，第二繼電器的第一常開觸點(diǎn)先與時間繼電器的斷電延時常開觸點(diǎn)串聯(lián)，再與第一繼電器的常開觸點(diǎn)并聯(lián)連接后控制時間繼電器和第二繼電器的控制線圈，第二繼電器的第二常開觸點(diǎn)控制電磁閥。
[0008]上述可防止凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置，所述冷卻氣管的氣路中還設(shè)置有調(diào)節(jié)閥。
[0009]上述可防止凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置，所述冷卻氣管的出氣端設(shè)置有金屬氣嘴。
[0010]上述可防止凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置，所述冷卻氣管出氣端的可調(diào)支架為金屬絲，其一端捆綁在冷卻氣管上，另一端固定在凸焊機(jī)的機(jī)架上。
[0011]本實(shí)用新型在傳統(tǒng)的凸焊設(shè)備中增設(shè)了焊渣抑制裝置，該裝置采用氣流冷卻的方式防止焊接部位的塑性環(huán)破裂，不僅可以有效避免焊渣，而且氣流還可以對焊渣起到導(dǎo)向作用，將焊渣吹出螺母或工件。本實(shí)用新型從根本上杜絕了凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的問題，從而提高了產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。
【附圖說明】
[0012]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。
[0013]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2為控制電路的電原理圖。
[0015]圖中各標(biāo)號清單為:1、下電極，2、螺母，3、工件，4、輸母槍，5、上電極，6、金屬氣嘴，7、調(diào)節(jié)閥，8、冷卻氣管，9、電纜，10、控制電路，11、可調(diào)支架，YV、電磁閥，SB、斷路器，SCR、可控娃，KA1、第一繼電器，KA1-1、第一繼電器的常開觸點(diǎn)，KA2、第二繼電器，KA2-1、第二繼電器的第一常開觸點(diǎn)，KA2-2、第二繼電器的第二常開觸點(diǎn)，KTl、時間繼電器，KTl-1、時間繼電器的斷電延時常開觸點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]本實(shí)用新型對焊接焊渣產(chǎn)生機(jī)理以及焊接的整個過程進(jìn)行了分析研宄:
[0017]—、焊接過程
[0018]1.操作者踏觸開關(guān)，上電極下行與螺母接觸，對螺母與工件施加壓力，使螺母底部均勻分布的焊腳與工件緊密接觸并出現(xiàn)壓塌現(xiàn)象，壓塌量大約占螺母焊腳高度的1/3?1/2。
[0019]2.壓塌后上下電極間通過電流，一般M6螺母焊接電流大小為9.0ΚΑ，通電時間為10-15周波，通電過程中焊腳壓潰，形成熔核。
[0020]3.通電結(jié)束后電極間維持壓力約5周波，上電極回程，完成凸焊螺母的整個過程。
[0021]二、焊渣飛濺產(chǎn)生于熔核形成過程
[0022]1.上下電極通電起始階段螺母焊腳與工件接觸點(diǎn)處首先熔化，形成液態(tài)。
[0023]2.隨液態(tài)金屬的不斷增大，在液態(tài)金屬周圍有一層高溫金屬，稱為塑性環(huán)，塑性環(huán)先于熔核形成，起到隔絕空氣、保護(hù)熔核的作用。
[0024]3.由于電流過高熔核生長過快，塑性環(huán)生長速度小于熔核速度，造成塑性環(huán)破裂，液態(tài)金屬噴濺形成飛濺，或電極間壓力過小、電流維持時間過長，造成熔核過生長過大，當(dāng)熔核大于電極間壓力范圍后，塑性環(huán)破裂，形成噴濺，造成焊渣。
[0025]操作中中因設(shè)備電壓或設(shè)備自身不穩(wěn)定，造成焊接參數(shù)波動，進(jìn)而導(dǎo)致螺母螺紋內(nèi)黏貼焊渣，焊渣原為熔核內(nèi)部的液態(tài)金屬，在飛濺過程中部分熱量散失，但其余大部分熱量傳遞給接觸到的工件或其他物品，并黏貼至工件或螺母上，造成螺紋不良，后續(xù)使用不順。
[0026]三、本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)機(jī)理
[0027]根據(jù)熱平衡方程，工件的散熱量Q可由下式表示:
[0028]Q=LX P XCpX At
[0029]式中:
[0030]Q為散熱量；
[0031]L為冷卻空氣流量；
[0032]P為空氣密度；
[0033]Cp為空氣的比熱；
[0034]At溫度變化值。
[0035]在焊接過程中通過加大工件周圍氣體流量，可以起到提升散熱速度的作用。
[0036]一方面根據(jù)焊渣形成原理，在形成熔核過程中加大散熱量能有效提升塑性環(huán)的壁厚，提升塑性環(huán)的穩(wěn)定性，減少塑性環(huán)的破裂，從根本上防止焊渣的產(chǎn)生。
[0037]另一方面，通過加速散熱，使焊渣在飛濺過程中降溫，削弱其黏貼性，減少了焊渣黏貼至螺母或工件表面所引起的品質(zhì)問題。
[0038]其次壓縮空氣對焊渣的飛濺起到了導(dǎo)向的作用，使焊渣沿氣流方向飛去，消除了焊渣飛濺至螺母內(nèi)側(cè)的問題。
[0039]氣流吹向螺母的過程中降低了螺母的溫度，減少了因螺母溫度過高造成螺紋變形的問題，防止了螺母燒蝕現(xiàn)象的發(fā)生。
[0040]氣流吹向上下電極時降低了電極的溫度，減小了電極的磨損。
[0041]本實(shí)用新型的工作原理
[0042]本實(shí)用新型的組成元件有:控制電路(繼電器2個，時間繼電器I個，開關(guān)I個)、調(diào)節(jié)閥、電磁閥、金屬氣嘴、可調(diào)支架、冷卻氣管(直徑10mm，長度1.5m，根據(jù)不同設(shè)備可自行選取長度)和電纜。
[0043]本實(shí)用新型中的控制電路與凸焊機(jī)(立點(diǎn)機(jī))通過電纜線連接，以達(dá)到焊接與吹氣同步進(jìn)行的目的。氣路與電磁閥、調(diào)節(jié)閥連接，通過調(diào)節(jié)閥控制氣流大小。金屬氣嘴安裝在上電極或輸母槍上，金屬氣嘴安裝位置可調(diào)節(jié)，避免凸焊不同工件時發(fā)生的干涉問題，并且金屬氣嘴端部安裝銅管(或鐵管)防止因溫度過高造成的燒傷問題。
[0044]參看圖1，本實(shí)用新型的操作過程如下:
[0045]上下電極閉合，焊接電纜通過電流，控制電路感應(yīng)電流并向電磁閥發(fā)送信號，電磁閥得電，氣路接通，氣流通過調(diào)節(jié)閥、金屬氣嘴吹向螺母，氣流維持設(shè)定時間結(jié)束，完成吹氣過程。
[0046]控制電路的調(diào)節(jié):預(yù)先設(shè)置時間為(1-30)秒，通常選用I秒即可，因?yàn)轭A(yù)壓時間、焊接時間以及維持時間總和不會超過50周波，也就是I秒。
[0047]在冷卻氣管與電磁閥接口處安裝了可調(diào)節(jié)氣流大小的調(diào)節(jié)閥，通過調(diào)節(jié)閥可使氣流量的大小得到控制，從而減少了因氣流量大造成的能源浪費(fèi)問題。
[0048]冷卻氣管的出氣端通入外徑為6_的金屬氣嘴，避免了因電極溫度過高造成的金屬氣管變形問題，同時采用了可調(diào)支架固定金屬氣嘴，使金屬氣嘴滿足了不同外形工件的焊接需求。
[0049]參看圖2，控制電路中各個元件的作用如下:
[0050]斷路器SB起到控制電路開啟與關(guān)閉的作用；
[0051]第一繼電器KA1、第二繼電器KA2和時間繼電器KT起到接通電路的作用；時間繼電器KT的控制線圈斷電后，其斷電延時常開觸點(diǎn)延時一定時間后斷開，時間長度可預(yù)先設(shè)定，本實(shí)用新型使用的延時范圍為(1-30)秒；
[0052]電磁閥YV用于控制氣路的接通和斷開；
[0053]電路的工作過程:
[0054]接通斷路器SB，控制電路得電(斷路器SB關(guān)閉時控制電路不工作，焊接時無冷卻氣體)。
[0055]當(dāng)操作者踏觸腳踏開關(guān)時，上下電極間通過電流，第一繼電器KAl線圈得電。
[0056]第一繼電器KAl線圈得電后，其常開觸點(diǎn)KAl-1閉合，線路接通，時間繼電器KT1、第二繼電器KA2線圈得電。
[0057]時間繼電器KT1、第二繼電器KA2線圈得電后，其常開觸點(diǎn)閉合，KT1、KA2形成自鎖，KA2的第二常開觸點(diǎn)閉合，電磁閥YV得電。
[0058]電磁閥YV得電后，其控制的氣流管路接通，壓縮空氣吹向螺母。
[0059]當(dāng)通電時間達(dá)到KTl設(shè)定值時，KTl常開觸點(diǎn)分離，自鎖解除，電路斷開，KA2線圈無電流，KA2的常開觸點(diǎn)復(fù)位，YV斷電，氣路斷開，完成一次焊接過程。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可防止凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置，其特征是，它包括凸焊機(jī)和焊渣抑制裝置，所述焊渣抑制裝置包括冷卻氣管(8)、電磁閥(YV)和控制電路，所述冷卻氣管(8)的進(jìn)氣端與氣源連接，出氣端通過可調(diào)支架(11)固定在凸焊機(jī)的上電極(5) —側(cè)并與待焊接的螺母(2)位置相對應(yīng)，所述電磁閥(YV)安裝在冷卻氣管(8)上，其控制線圈與控制電路連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可防止凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置，其特征是，所述控制電路包括第一繼電器(KA1)、第二繼電器(KA2)和時間繼電器(KT1)，第一繼電器(KAl)的控制線圈并接在凸焊機(jī)的焊接電極電路上，第二繼電器的第一常開觸點(diǎn)(KA2-1)先與時間繼電器的斷電延時常開觸點(diǎn)(KTl-1)串聯(lián)，再與第一繼電器的常開觸點(diǎn)(KAl-1)并聯(lián)連接后控制時間繼電器(KTl)和第二繼電器(KA2)的控制線圈，第二繼電器的第二常開觸點(diǎn)(KA2-2)控制電磁閥(YV)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可防止凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置，其特征是，所述冷卻氣管(8)的氣路中還設(shè)置有調(diào)節(jié)閥(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可防止凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置，其特征是，所述冷卻氣管(8)的出氣端設(shè)置有金屬氣嘴(6)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可防止凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置，其特征是，所述冷卻氣管(8)出氣端的可調(diào)支架(11)為金屬絲，其一端捆綁在冷卻氣管(8)上，另一端固定在凸焊機(jī)的機(jī)架上。
【專利摘要】一種可防止凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的焊接裝置，它包括凸焊機(jī)和焊渣抑制裝置，所述焊渣抑制裝置包括冷卻氣管、電磁閥和控制電路，所述冷卻氣管的進(jìn)氣端與氣源連接，出氣端通過可調(diào)支架固定在凸焊機(jī)的上電極一側(cè)并與待焊接的螺母相對應(yīng)，所述電磁閥安裝在冷卻氣管上，其控制線圈與控制電路連接。本實(shí)用新型在傳統(tǒng)的凸焊設(shè)備中增設(shè)了焊渣抑制裝置，該裝置采用氣流冷卻的方式防止焊接部位的塑性環(huán)破裂，不僅可以有效避免焊渣飛濺，而且氣流還可以對焊渣起到導(dǎo)向作用。本實(shí)用新型從根本上杜絕了凸焊螺母內(nèi)黏貼焊渣的問題，從而提高了產(chǎn)品的焊接質(zhì)量。
【IPC分類】B23K37-00, B23K11-14
【公開號】CN204430543
【申請?zhí)枴緾N201420864171
【發(fā)明人】王瑞, 王海威, 郝建民, 姚斌鋒, 劉志遠(yuǎn)
【申請人】天津博信汽車零部件有限公司
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2014年12月31日