固定式凸焊机及多段凸焊方法
【专利摘要】本发明揭示了一种固定式凸焊机，包括下电极座，下电极座包括电极头座、电极座本体。电极头座设置在电极座本体的顶部，电极头座的上表面与水平方向呈一夹角，电极头座上设置电极头。电极座本体包括冷却水入口和出口，入口和出口分别设置在电极座本体表面。电极座本体内部包括冷却水通道，冷却水通道连接电极头、冷却水入口和出口。本发明的多段凸焊方法，包括以下步骤：步骤1，利用逆变中频直流焊接设备。步骤2，利用已设计成熟的焊接夹具将小总成零件用悬臂式点焊机焊接两点。步骤3，利用固定式凸焊机进行强化加固焊接剩余焊点。本发明能满足高强度钢板焊接的性能要求，取代传统的点焊工艺，满足尺寸精度要求、焊装需求、对产品尺寸要求。
【专利说明】固定式凸焊机及多段凸焊方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及零部件总成电阻焊装置及方法，更具体地说，涉及一种固定式凸焊机及多段凸焊方法。
【背景技术】
[0002]目前，常见的点焊工艺均是采用悬臂式点焊机设备进行操作，焊接工艺成熟，通过设计完善的焊接夹具工装和焊钳角度的配合就能完成。但是，依靠这样的焊接方式无法满足该高强度总成零件的焊接性能要求和总成尺寸要求。
[0003]传统凸点焊工艺的一个焊接循环中，焊接电流主要集中在中段，无需预热和后热两部分电流进行补充焊接。普通的上下电极座均为圆柱型的铬锆铜棒，并且上下电极头是垂直对中的，这种工装无法完成特殊需要的小总成零件的焊接。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在提供一种固定式凸焊机及多段凸焊方法，来解决现有技术中焊点尺寸偏小、焊点质量难以保证的问题。
[0005]根据本发明，提供一种固定式凸焊机，包括下电极座，下电极座包括电极头座、电极座本体。电极头座设置在电极座本体的顶部，电极头座的上表面与水平方向呈一夹角，电极头座上设置电极头。电极座本体包括冷却水入口和出口，入口和出口分别设置在电极座本体表面。电极座本体内部包括冷却水通道，冷却水通道连接电极头、冷却水入口和出口。
[0006]根据本发明的一实施例，还包括底座固定端，设置于电极座本体的底部，底座固定端与固定式凸焊机的底面固定连接。
[0007]根据本发明的一实施例，电极座本体、电极头座和底座固定端采用铬锆铜材质。
[0008]根据本发明的一实施例，电极头座与水平方向呈15度角，电极头垂直电极头座的上表面。
[0009]根据本发明的一实施例，电极头座上表面包括销孔，电极头直接紧配插入销孔。
[0010]根据本发明的一实施例，销孔为锥形孔，深度为20mm，底径5mm。
[0011]根据本发明的另一方面，还提供一种多段凸焊方法，包括以下步骤:步骤1，利用逆变中频直流焊接设备。步骤2，利用已设计成熟的焊接夹具将小总成零件用悬臂式点焊机焊接两点。步骤3，利用固定式凸焊机进行强化加固焊接剩余焊点。
[0012]根据本发明的一实施例，步骤3包括以下步骤:步骤3.1，输出第一段预热电流，用以焊镀层金属时去除部分镀层，使接触导电性一致。步骤3.2，输出第二段主焊接电流，用以工件本身焊接。步骤3.3，输出第三段回火电流，用以焊淬硬性金属时的后热回火免于其脆性。
[0013]根据本发明的一实施例，在步骤2之后步骤3之前，采用小电流进行预热焊接，破坏材料表面的锌层。
[0014]根据本发明的一实施例，在悬臂式电焊机中采用三次脉冲形成预热电流、主焊接电流和回火电流。
[0015]采用了本发明的技术方案，能满足2.5mm厚度高强度钢板焊接的性能要求，有效利用设备资源，在现有的凸焊设备和点焊设备的有限条件下，取代传统的点焊工艺，而且焊接强度优于传统的点焊工艺性能，经受了检具的三坐标测量，满足总成零件的尺寸精度要求、满足了高强钢钢板的焊装需求、满足对产品尺寸要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]在本发明中，相同的附图标记始终表示相同的特征，其中:
[0017]图1是本发明固定式凸焊机的主视图；
[0018]图2是本发明固定式凸焊机的侧视图；
[0019]图3是本发明固定式凸焊机的使用示意图；
[0020]图4是本发明多段凸焊方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021 ] 下面结合附图和实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0022]参照图1，本发明的固定式凸焊机包括下电极座，下电极座包括电极头座1、电极座本体2、底座4。底座固定端4设置于电极座本体2的底部，底座固定端4与固定式凸焊机的底面固定连接。
[0023]如图1和图2所示，电极头座I设置在电极座本体2的顶部，电极头座I的上表面与水平方向呈一夹角，电极头座上设置电极头11。电极头座I上表面包括销孔12,电极头11直接紧配插入销孔12，连接冷却水通道至冷却水入口 3。
[0024]特别的，电极座的最上端是配合零件形状制作的15度斜角的电极头座1，电极头11垂直电极头座I的上表面。销孔为锥形孔，深度为20mm，底径5mm。
[0025]电极座本体2包括冷却水入口 3和出口(未在图中示出)，入口 3和出口分别设置在电极座本体2的表面，相对冷却水入口 3的电极座本体2另一端的对称孔是冷却循环水的出口。电极座本体2内部包括冷却水通道，冷却水通道连接电极头11、冷却水入口 2和出口。电极座本体2是整体通过机加工制作的，总高度为185mm，宽度37mm，足以支撑焊接时的上电极压力。
[0026]特别的，冷却水入口 3和出口的孔径为10mm，加工成螺纹孔，方便接入密闭管道，以确保电极座工作时冷却水能够循环降温冷却工作部件。
[0027]如图3所示，底座固定端4的中心采用螺栓与凸焊机底面平台紧固。电极座本体
2、电极头座I和底座固定端4采用铬锆铜材质，整体机加工而成。焊接工人只需要对准要求的焊接点按动焊接按钮，就可以完成焊接工序。
[0028]如图4所示，本发明还公开一种利用上述固定式凸焊机的多段凸焊方法，将零件装夹之后，包括以下主要步骤:
[0029]步骤S1:利用逆变中频直流焊接设备。
[0030]步骤S2:利用已设计成熟的焊接夹具将小总成零件用悬臂式点焊机焊接两点。
[0031]步骤S3:利用固定式凸焊机进行强化加固焊接剩余焊点。
[0032]其中，步骤S3进一步包括:
[0033]步骤S3.1:输出第一段预热电流，用以焊镀层金属时去除部分镀层，使接触导电性一致。
[0034]步骤S3.2:输出第二段主焊接电流，用以工件本身焊接。
[0035]步骤S3.3:输出第三段回火电流，用以焊淬硬性金属时的后热回火免于其脆性。
[0036]下面来详细说明上述的各个步骤:
[0037]首先，在零件总成匹配定位的焊接工序0P10、0P30和0P50中选择逆变中频直流焊接设备，解决高强度材料的焊接强度问题。
[0038]然后，利用已设计成熟的焊接夹具将小总成零件用悬臂式点焊机焊接两点，确保总成零件尺寸到位，完成使用夹具定位的焊接工序。
[0039]最后，在0P20、0P40和0P60的强化焊接工序中采用固定式凸焊机进行强化加固焊接剩余焊点，即满足高强度钢板总成零件22个焊点的要求，又能达到客户要求的焊接性倉泛。
[0040]本次发明的焊接工艺参数方面与传统的单次点焊工艺有所区别，传统凸点焊工艺的一个焊接循环中，焊接电流主要集中在中段，无需预热和后热两部分电流进行补充焊接。
[0041]本发明在固定式焊机中采用的是多段焊接的凸焊工艺，即在一个点焊循环程序中输出多段电流。
[0042]一般地，第一段电流称之为预热电流，主要用于焊镀层金属时可去除部分镀层使接触导电性一致。
[0043]第二段电流称之为主焊接电流，主要用于工件本身焊接。
[0044]第三段电流称之为后热电流或回火电流，主要用于焊淬硬性金属时的后热回火免于其脆性。
[0045]同样，在悬臂式中频点焊机中，采取了三次脉冲进行焊接，即在一次焊接程序中经过三次焊接电流，充分利用预热焊接和后热焊接的作用。
[0046]鉴于原材料本身是热镀锌材料，电极头与材料接触时容易产生粘结而不利于焊接，因此，采用小电流进行预热焊接先破坏材料表面的锌层再进行强化焊接。
[0047]另外，考虑到板料是厚度在2.25mm以上的高强度材质，采取焊接后热的方式加固焊接，使焊核组织经过回火强度更高。这样，无论是在凸焊机还是悬臂式点焊机上都是通过三段焊接电流的焊接工艺确保厚板的高强度热镀锌材质焊接强度牢固。
[0048]下面通过几个实施例还说明本发明的技术方案。
[0049]实施例1
[0050]
设备型号IDM-200
焊接工序OPlO
气压(MP)028
预热焊接时间CYC 6
预热焊接电流1% 60
焊接时间(CYC) [20
焊接电流10A 104
后热时间(CYC) 7
后热电流1%60
[0051]实施例2
[0052]
设备型号ITDZ-125
焊接工序0P20
气压(MP)06
预热焊接时间CYC 7
预热焊接电流1% 35
焊接时间(CYC) 16
焊接电流10A 105
后热时间(CYC) 12
后热电流1%20
[0053]实施例3
[0054]
设备型号IDM-200
焊接工序0P30
气压(MP)028
预热焊接时间CYC 6
预热焊接电流1%~60
焊接时间(CYC) 20
焊接电流100A 104
后热时间(CYC) 7
后热电流1%60
[0055]
[0056]实施例4
[0057]
设备型号ITDZ-125
焊接工序0P40
气压(MP)06
预热焊接时间CYC 7
预热焊接电流1%~35
焊接时间(CYC) 16
焊接电流10A 105
后热时间(CYC) 12
后热电流1%20
[0058]实施例5
[0059]
设备型号IDM-200
焊接工序0P50
气压(MP)028
预热焊接时间CYC 6
预热焊接电流1%~60
焊接时间(CYC) 20
焊接电流100A 104
后热时间(CYC) 7
后热电流1%60
[0060]实施例6
[0061]
设备型号ITDZ-125
焊接工序0P60
气压(MP)[0Γθ
预热焊接时间CYC7
预热焊接电流1%~35
焊接时间(CYC)16
焊接电流10A105
后热时间(CYC)12
后热电流1%20
[0062]采用了本发明的技术方案，主要能解决以下问题:
[0063]1、焊接的零部件原材料均为高强度钢的热轧基板镀锌材料，在通常的点焊工艺中属于较难焊接的。一般普通悬臂式点焊机采用单脉冲的焊接工艺进行，但是对2.5mm厚板来说，焊点质量难以保证。
[0064]2、零部件总成的形貌复杂，共有三个小零件焊接而成，除了底部的平板件以外，仅是两个小零件之间就涉及8个焊点。并且尺寸偏小，零件整体尺寸只有300_X200_X 150mm左右。这样，即便焊接工装涉及到位,普通的C型焊钳也根本无法进行点焊。要完成焊接工序难度很大。
[0065]本【技术领域】中的普通技术人员应当认识到，以上的说明书仅是本发明众多实施例中的一种或几种实施方式，而并非用对本发明的限定。任何对于以上所述实施例的均等变化、变型以及等同替代等技术方案，只要符合本发明的实质精神范围，都将落在本发明的权利要求书所保护的范围内。
【权利要求】
1.一种固定式凸焊机，包括下电极座，所述下电极座包括电极头座、电极座本体，其特征在于: 所述电极头座设置在电极座本体的顶部，所述电极头座的上表面与水平方向呈一夹角，所述电极头座上设置电极头； 所述电极座本体包括冷却水入口和出口，所述入口和出口分别设置在电极座本体表面； 所述电极座本体内部包括冷却水通道，所述冷却水通道连接电极头、冷却水入口和出□。
2.如权利要求1所述的固定式凸焊机，其特征在于还包括底座固定端，设置于所述电极座本体的底部，所述底座固定端与所述固定式凸焊机的底面固定连接。
3.如权利要求2所述的固定式凸焊机，其特征在于，所述电极座本体、电极头座和底座固定端采用铬锆铜材质。
4.如权利要求1所述的固定式凸焊机，其特征在于，所述电极头座与水平方向呈15度角，所述电极头垂直所述电极头座的上表面。
5.如权利要求4所述的固定式凸焊机，其特征在于，所述电极头座上表面包括销孔，所述电极头直接紧配插入所述销孔。
6.如权利要求5所述的固定式凸焊机，其特征在于，所述销孔为锥形孔，深度为20mm，底径5mm。
7.一种多段凸焊方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤1，利用逆变中频直流焊接设备； 步骤2，利用已设计成熟的焊接夹具将小总成零件用悬臂式点焊机焊接两点； 步骤3，利用固定式凸焊机进行强化加固焊接剩余焊点。
8.如权利要求7所述的多段凸焊方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤: 步骤3.1，输出第一段预热电流，用以焊镀层金属时去除部分镀层，使接触导电性一致； 步骤3.2，输出第二段主焊接电流，用以工件本身焊接； 步骤3.3，输出第三段回火电流，用以焊淬硬性金属时的后热回火免于其脆性。
9.如权利要求8所述的多段凸焊方法，其特征在于，在步骤2之后步骤3之前，采用小电流进行预热焊接，破坏材料表面的锌层。
10.如权利要求8所述的多段凸焊方法，其特征在于，在悬臂式电焊机中采用三次脉冲形成所述预热电流、主焊接电流和回火电流。
【文档编号】B23K11/14GK104209646SQ201310214561
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2013年5月31日 优先权日:2013年5月31日
【发明者】贺佳 申请人:上海宝井钢材加工配送有限公司