本發(fā)明屬于焊接加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及到一種封閉式中空工件凸焊裝置及操作方法。

背景技術(shù)：

電阻凸焊工藝由于其具有操作簡單、熱輸入集中、變形小等優(yōu)點，長久以來被熟知廣泛應(yīng)用于汽車制造工業(yè)、醫(yī)用設(shè)備制造業(yè)等制造行業(yè)中。隨著社會的發(fā)展，越來越多的行業(yè)，越來越多的工件類型需要用到凸焊。

電阻焊是將工件組合后通過電極施加壓力，利用電流流經(jīng)工件接觸面及鄰近區(qū)域產(chǎn)生的電阻熱效應(yīng)將其加熱到熔化或塑性狀態(tài)，使之形成金屬結(jié)合的一種方法。特點是加熱時間短、熱量集中、應(yīng)力與變形小，通常在焊后無需矯正，具有操作簡單、易于實現(xiàn)機(jī)械化和自動化、生產(chǎn)率高、無噪聲及有害氣體、勞動條件好等諸多優(yōu)點。凸焊屬于電阻焊的范疇，相比于傳統(tǒng)的焊接方法，在一些領(lǐng)域采用電阻凸焊方法進(jìn)行焊接加工，有利于提高工程質(zhì)量、保證焊接外形美觀實用。凸焊工藝是一種能提高工效、節(jié)約能源的先進(jìn)施工工藝。在推進(jìn)綠色文明施工、節(jié)能環(huán)保、節(jié)省勞動力等方面也有積極的社會效應(yīng)。

工件執(zhí)行焊接之前，通過將凸模和凹模壓靠在板材上而在下鐵板中形成中空的凸出部。板材隨后被壓在焊槍的兩個焊接電極之間。在焊接期間，凸出部逐步地塌陷并且在凸出部的位置形成牢固的結(jié)構(gòu)焊接。

隨著制造工業(yè)的飛速發(fā)展，封閉式中空工件焊接在現(xiàn)有制造業(yè)中出現(xiàn)得越來越多，尤其是在醫(yī)用藥品生產(chǎn)線中，生產(chǎn)設(shè)備的制造涉及較多封閉式中空工件焊接。封閉式中空工件雙面均需進(jìn)行凸焊，其空腔較窄電極不能伸入，所以需要一種操作簡單，焊接質(zhì)量良好的焊接裝置及方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：提供一種封閉式中空工件凸焊裝置及操作方法用于解決封閉式中空工件雙面均需進(jìn)行凸焊，其空腔較窄電極不能伸入，需要一種操作簡單，焊接質(zhì)量良好的凸焊裝置及方法的技術(shù)問題。

一種封閉式中空工件凸焊裝置，包括上電極、上電極安裝本體、冷卻水接口、凸焊機(jī)箱體、焊接電源、凸焊機(jī)下安裝座、下電極、下板、焊接工件、上板、銅柱、伺服電機(jī)，所述上電極為平面電極，上電極通過導(dǎo)線與焊接電源連接，上電極與伺服電機(jī)固定連接；所述上電極安裝本體的一端與上電極固定連接，上電極安裝本體的一端與凸焊機(jī)箱體固定連接，上電極安裝本體上設(shè)置有冷卻水接口；所述焊接電源位于凸焊機(jī)箱體上；所述下電極為球面電極，下電極通過導(dǎo)線與焊接電源連接，下電極的下部與凸焊機(jī)下安裝座固定連接，下電極的上部與下板連接；所述焊接工件為中空結(jié)構(gòu)的工件，焊接工件的上部設(shè)置有凸?fàn)疃危附庸ぜㄟ^凸?fàn)疃闻c上板連接，焊接工件的下部與下板連接，焊接工件的下部設(shè)置有圓孔；所述圓孔與所述凸?fàn)疃我灰粚?yīng)布置；所述凸?fàn)疃伟ㄈ齻€球冠，依次為第一凸?fàn)疃?、第二凸?fàn)疃魏偷谌範(fàn)疃?；所述第二凸?fàn)疃蔚囊欢伺c第一凸?fàn)疃芜B接，第二凸?fàn)疃蔚牧硪欢伺c第三凸?fàn)疃芜B接，第二凸?fàn)疃蔚那蛎姘霃酱笥诘谝煌範(fàn)疃魏偷谌範(fàn)疃?；所述第一凸?fàn)疃闻c第三凸?fàn)疃螌ΨQ布置且第一凸?fàn)疃闻c第三凸?fàn)疃蔚那蛎姘霃揭恢?；所述銅柱穿入所述圓孔，銅柱的一端與焊接工件的凸?fàn)疃芜B接，銅柱的另一端端面與焊接工件的下端面在同一平面上。

所述第二凸?fàn)疃蔚那蛎姘霃脚c第一凸?fàn)疃伟霃奖壤恍∮?。

所述下電極的球面半徑為90mm至120mm。

一種封閉式中空工件凸焊裝置的操作方法，利用所述的一種封閉式中空工件凸焊裝置，包括以下步驟，并且以下步驟順次進(jìn)行，

步驟一、在焊接工件上加工凸?fàn)疃尾⒉迦脬~柱

在焊接工件的預(yù)凸焊焊點處加工凸?fàn)疃?，在焊接工件的預(yù)凸焊處的對應(yīng)面開設(shè)圓孔，選取銅柱，銅柱的直徑小于所述圓孔的直徑，銅柱插入所述圓孔與所述凸?fàn)疃蔚膬?nèi)頂部緊密貼合，銅柱的下底面與焊接工件開設(shè)所述圓孔的外表面在同一平面上；

步驟二、第一面焊接

在焊接工件上開設(shè)焊接孔，將上電極通過開設(shè)的焊接孔移動至焊接工件的內(nèi)底部預(yù)點焊處，使上電極、焊點以及下電極同軸對準(zhǔn)，啟動伺服電機(jī)，伺服電機(jī)驅(qū)動上電極使上電極與所述焊接工件的內(nèi)底部預(yù)點焊處緊密貼合，啟動焊接電源，上電極和下電極同時啟動將焊接工件開設(shè)所述圓孔的面與下板焊接，第一面焊接完成；

步驟三、第二面焊接

a、預(yù)壓：將上電極、預(yù)凸焊焊點、銅柱以及下電極同軸對準(zhǔn)，在凸焊機(jī)上設(shè)定預(yù)壓周波數(shù)，啟動伺服電機(jī)給上電極施加預(yù)壓力F1，上電極推動上板向下電極的方向運(yùn)動，使上電極與焊接工件的上表面緊密貼合，可有效減少焊接飛濺的產(chǎn)生；

b、焊接：啟動焊接電源，上電極和下電極同時啟動，上電極直接施加給預(yù)凸焊焊點，下電極通過銅柱導(dǎo)電給預(yù)凸焊焊點，工件凸?fàn)疃闻c上板熔融連接；

c、鍛壓：伺服電機(jī)保持預(yù)壓力F1不變并持續(xù)5至15個周波，第二面焊接完成。

通過上述設(shè)計方案，本發(fā)明可以帶來如下有益效果：

本發(fā)明在第一面焊接前放入一枚銅柱，銅柱起到傳輸電流、傳遞壓力的作用，克服了封閉式中空工件第二面焊接時電極無法接觸工件的困難，實現(xiàn)不破壞下板前提下的兩面焊接。下電極不與工件焊點面直接接觸，而是通過銅柱施加電流和壓力。焊接過程中封閉式中空工件不會與各部件產(chǎn)生干涉影響焊接，焊接完成后形貌美觀，且焊接方便快捷，提高了生產(chǎn)效率，降低了生產(chǎn)成本。

本發(fā)明采用平面電極和球面電極的組合。上電極直接接觸焊件，采用大平面電極可減少壓痕。下電極通過銅柱傳輸，為保證焊接質(zhì)量，采用球面電極，球面電極電流集中，與下板之間接觸電阻足夠低，防止了下板表面熔化或電極與下板表面合金化，同時能迅速導(dǎo)散焊接區(qū)熱量。所述上下電極組合有效地保證了凸焊連接質(zhì)量及零件形貌美觀。

本發(fā)明中的一種封閉式中空工件凸焊裝置具有通用性強(qiáng)，使用方便快捷，壽命長等優(yōu)點，可廣泛運(yùn)用于封閉式中空工件焊接。

附圖說明

以下結(jié)合圖和具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明：

圖1為本發(fā)明一種封閉式中空工件凸焊裝置及操作方法中一種封閉式中空工件凸焊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明一種封閉式中空工件凸焊裝置及操作方法中下電極的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明一種封閉式中空工件凸焊裝置及操作方法中凸?fàn)疃谓Y(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為本發(fā)明一種封閉式中空工件凸焊裝置及操作方法中焊接工件下部與銅柱的位置關(guān)系示意圖。

圖5為本發(fā)明一種封閉式中空工件凸焊裝置及操作方法中焊接工件下部與銅柱的位置關(guān)系剖視圖。

圖中，1-上電極、2-上電極安裝本體、3-冷卻水接口、4-凸焊機(jī)箱體、5-焊接電源、6-凸焊機(jī)下安裝座、7-下電極、8-下板、9-焊接工件、10-上板、11-銅柱、12-伺服電機(jī)、R-球面電極球面半徑、R1-第一凸?fàn)疃蔚那蛎姘霃?、R2-第二凸?fàn)疃蔚那蛎姘霃?、R3-第三凸?fàn)疃蔚那蛎姘霃健?/p>

具體實施方式

如圖所示，一種封閉式中空工件凸焊裝置，包括上電極1、上電極安裝本體2、冷卻水接口3、凸焊機(jī)箱體4、焊接電源5、凸焊機(jī)下安裝座6、下電極7、下板8、焊接工件9、上板10、銅柱11、伺服電機(jī)12，所述上電極1為平面電極，上電極1通過導(dǎo)線與焊接電源5連接，上電極1與伺服電機(jī)12固定連接；所述上電極安裝本體2的一端與上電極1固定連接，上電極安裝本體2的一端與凸焊機(jī)箱體4固定連接，上電極安裝本體2上設(shè)置有冷卻水接口3；所述焊接電源5位于凸焊機(jī)箱體4上；所述下電極7為球面電極，下電極7通過導(dǎo)線與焊接電源5連接，下電極7的下部與凸焊機(jī)下安裝座6固定連接，下電極7的上部與下板8連接；所述焊接工件9為中空結(jié)構(gòu)的工件，焊接工件9的上部設(shè)置有凸?fàn)疃危附庸ぜ?通過凸?fàn)疃闻c上板10連接，焊接工件9的下部與下板8連接，焊接工件9的下部設(shè)置有圓孔；所述圓孔與所述凸?fàn)疃我灰粚?yīng)布置；所述凸?fàn)疃伟ㄈ齻€球冠，依次為第一凸?fàn)疃?、第二凸?fàn)疃魏偷谌範(fàn)疃?；所述第二凸?fàn)疃蔚囊欢伺c第一凸?fàn)疃芜B接，第二凸?fàn)疃蔚牧硪欢伺c第三凸?fàn)疃芜B接，第二凸?fàn)疃蔚那蛎姘霃酱笥诘谝煌範(fàn)疃魏偷谌範(fàn)疃危凰龅谝煌範(fàn)疃闻c第三凸?fàn)疃螌ΨQ布置且第一凸?fàn)疃闻c第三凸?fàn)疃蔚那蛎姘霃揭恢?；所述銅柱11穿入所述圓孔，銅柱11的一端與焊接工件9的凸?fàn)疃芜B接，銅柱11的另一端端面與焊接工件9的下端面在同一平面上。

所述第二凸?fàn)疃蔚那蛎姘霃脚c第一凸?fàn)疃伟霃奖壤恍∮?。

所述下電極7的球面半徑為90mm至120mm。

一種封閉式中空工件凸焊裝置的操作方法，利用所述的一種封閉式中空工件凸焊裝置，包括以下步驟，并且以下步驟順次進(jìn)行，

步驟一、在焊接工件9上加工凸?fàn)疃尾⒉迦脬~柱11

在焊接工件9的預(yù)凸焊焊點處加工凸?fàn)疃?，在焊接工?的預(yù)凸焊處的對應(yīng)面開設(shè)圓孔，選取銅柱11，銅柱11的直徑小于所述圓孔的直徑，銅柱11插入所述圓孔與所述凸?fàn)疃蔚膬?nèi)頂部緊密貼合，銅柱11的下底面與焊接工件9開設(shè)所述圓孔的外表面在同一平面上；

步驟二、第一面焊接

在焊接工件9上開設(shè)焊接孔，將上電極1通過開設(shè)的焊接孔移動至焊接工件9的內(nèi)底部預(yù)點焊處，使上電極1、焊點以及下電極7同軸對準(zhǔn)，啟動伺服電機(jī)12，伺服電機(jī)12驅(qū)動上電極1使上電極1與所述焊接工件9的內(nèi)底部預(yù)點焊處緊密貼合，啟動焊接電源5，上電極1和下電極7同時啟動將焊接工件9開設(shè)所述圓孔的面與下板8焊接，第一面焊接完成；

步驟三、第二面焊接

a、預(yù)壓：將上電極1、預(yù)凸焊焊點、銅柱11以及下電極7同軸對準(zhǔn)，在凸焊機(jī)上設(shè)定預(yù)壓周波數(shù)，啟動伺服電機(jī)12給上電極1施加預(yù)壓力F1，上電極1推動上板10向下電極7的方向運(yùn)動，使上電極1與焊接工件9的上表面緊密貼合，可有效減少焊接飛濺的產(chǎn)生；

b、焊接：啟動焊接電源5，上電極1和下電極7同時啟動，上電極1直接施加給預(yù)凸焊焊點，下電極7通過銅柱11導(dǎo)電給預(yù)凸焊焊點，工件凸?fàn)疃闻c上板10熔融連接；

c、鍛壓：伺服電機(jī)12保持預(yù)壓力F1不變并持續(xù)5個至15個周波，第二面焊接完成。

如圖1所示，電極組件由上電極組件和下電極組件構(gòu)成，下電極組件安裝到凸焊機(jī)下安裝座6，上電極組件包括上電極1、上電極安裝本體2、伺服電機(jī)12和冷卻水接口3。上電極組件通過緊固螺栓安裝在凸焊機(jī)箱體4上，并通過連接體與焊接電源5相連。

下電極7為球面電極，如圖2，安裝于凸焊機(jī)下安裝座6上，球面電極球面半徑R在90mm至120mm范圍內(nèi)，取R＝100mm。焊接時向工件傳導(dǎo)電流、傳遞壓力，其優(yōu)點是能迅速導(dǎo)散焊接區(qū)熱量。

圖3為凸焊焊點的凸?fàn)疃问疽鈭D，凸?fàn)疃螢榉忾]式中空工件預(yù)加工形成，其上下表面形狀大致相同，上表面凸出部分高度略大于下表面凹陷部分深度，第一凸?fàn)疃蔚那蛎姘霃絉1與第三凸?fàn)疃蔚那蛎姘霃絉3大致相等，第二凸?fàn)疃蔚那蛎姘霃絉2與第一凸?fàn)疃蔚那蛎姘霃絉1比值為6。上下電極作用于工件時凸?fàn)钊鄣粜纬珊缚p。

圖4為放入工件空腔中銅柱11所在位置局部示意圖，圖5為其正面剖視圖，第一面焊接前預(yù)先在封閉式中空工件9上加工一個略大于銅柱11直徑的圓孔，將圓孔放入后再焊接下板8，當(dāng)焊接工件9和上板10時，銅柱11剛好作用于焊點，下電極7通過下板8，再通過銅柱11作用于焊點。銅柱11的直徑略小于下電極7的直徑，銅柱11長度為回形工件中空高度與一個下板8的厚度之和。

以不銹鋼擱板材料為例，在第二面焊接時，先將已經(jīng)放好銅柱11并焊好第一面的封閉式中空工件9放上工作臺，然后啟動設(shè)備，由伺服電機(jī)12向上電極1螺旋施加壓力，上電極組件與下電極組件對準(zhǔn)然后相對運(yùn)動合緊，然后啟動焊接電源5，使工件凸?fàn)疃闻c上板10熔融連接，完成焊接過程。