专利名称：缝焊设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种对金属板进行缝焊的缝焊设备，特别是涉及一种这样的缝焊设备，该设备能在没有干涉发生的情况下把以直线布置的多个金属板缝焊在一起。
背景技术：
在利用热交换器的情况中，其中通过该热交换器，在较高温度流体和较低温度流体之间形成热互换(热交换)，如果希望热交换系数增加以增强热交换效率的话，则传统上广泛采用平板型热交换器。该平板型热交换器具有这样的结构，其中具有平板状的多个热交换器元件彼此平行地以预定间隔布置，从而形成通道，该通道由相应的热交换元件隔开。高温流体和低温流体交替在上述通道内流动，从而经过相应热交换元件进行热交换。
在具有上述结构的传统的热交换器中，由弹性材料制成的垫圈布置在相邻热交换元件之间，以使它们之间空间距离恒定，并把这些空间分成几个流体通道。然而，经过热交换元件的热交换流体的增加压力可能使垫圈变形，从而不能把热交换流体彼此适当地隔离，并导致在热交换元件之间的距离不恰当变化，最终导致难以进行有效的热交换。因此，热交换流体的利用仅限制在垫圈可承受的压力范围内。
针对这种情况，另外一个结构的平板型热交换器已经投入使用，其中由金属板制成并以预定间隔布置的热交换元件在其边缘通过一个铜焊件直接连接，没有采用任何垫圈，从而把热交换元件组合到一起，同时在各自热交换元件的相对侧形成通道部。
该传统的热交换器具有上述结构。其中热传递元件为铜焊的热交换器比利用垫圈的热交换器可承受更高流体压力。然而，由于连接结构和铜焊材料的性能，该用于热交换元件相互连接的铜焊金属比金属板的部分相比具有较低的强度。结果，这种热交换器具有的结构使在热交换元件的连接部分的强度被明显降低。当在热交换元件相对表面侧流动的热交换流体之间存在着较大压力差时，同时高压力热交换流体经过用铜焊件彼此连接的热交换元件之间的空间时，该铜焊件可能会破裂，从而使流体从高压侧泄露到低压侧。因此，高压热交换流体仍然没有完全利用，这样就产生了一个问题。
至于金属板的连接，其中这种牢固密封性能被认为是重要的，优选的是，提供一种缝焊方法，该方法为连接部提供足够强度，使该连接部抵抗连续和较高的压力。然而，该热交换器的结构是用于热交换元件的金属板在极短距离成直线布置。结果，当采用传统缝焊设备时，该设备的某些部分与金属板干涉，其中该金属板与要焊接的其他金属板平行布置。因此，很难对焊接电极定位，从而把要焊接金属板放置在焊接电极之间，这样就不能实现缝焊。
因此，本发明的一个目的是提供一种缝焊设备，即使当金属板在较短距离成直线布置时，该设备也能使焊接电极仅与要焊接金属板接触，从而提供了金属板的可靠焊接，形成了具有高强度的连接部。
发明内容
本发明的一种缝焊设备，包括至少一个可旋转的滚轮电极；与所述滚轮电极配对操作的另一个电极；以及一个支撑所述滚轮电极和另外电极的主体，一个在一个上面的待焊接的两个金属板在其边缘部保持在所述滚轮电极和所述其他电极之间，所述滚轮电极可旋转以形成沿着金属板边缘部的相对移动，同时通过两个电极下压该金属板，并把电流施加给在其中的它们，从而对该两个金属板进行缝焊，其中所述主体支撑要焊接的多组两个金属板，从而以预定间隔成直线把两个金属板组放置在位；所述其他电极为固定电极，该电极具有一个平直的电极表面，该表面与所述金属板的要焊接部分具有大致相同长度，包括所述电极表面的固定电极具有比金属板组之间间隔小的厚度，所述电极表面与要焊接两个金属板中之一的要焊接部分接触；所述滚轮电极为盘状主体，该主体可围绕以相对于金属板表面倾斜预定角度的中心轴旋转，所述盘状主体具有一个外圆周部，该圆周部用作基于相对于中心轴圆锥母线的圆锥电极表面，同时所述圆锥电极表面能与该两个金属板中另外一个要焊接部分接触，其中处于所述圆锥电极表面的顶侧放置在金属板边缘一侧的状态。
根据本发明，该滚轮电极在其外圆周部上具有圆锥电极表面，该滚轮电极由与要焊接金属板表面相对倾斜的中心轴所支撑，并设置固定电极，其中包括电极表面的部分具有较小厚度。即使当多组要焊接的两个金属板成直线放置，从而该多组金属板焊接在一起，也能使在倾斜状态的滚轮电极的电极表面与要焊接金属板之一的表面接触，同时把固定电极插入到朝向另外金属板的间隙内，从而使固定电极的电极表面与金属板的表面接触。这样就能阻止滚轮电极和固定电极与此时没有焊接的金属板的干涉。因此，通过滚轮电极和固定电极把要焊接的金属板牢固地保持，同时把压力和电流施加到金属板上，从而实现缝焊，这样提供了具有较高强度的金属板的连接结构。
在本发明的缝焊设备中，所述滚轮电极的上述圆锥电极表面可与所述圆锥电极的圆锥形状的底面电绝缘。
根据本发明，圆锥电极的圆锥形状的端面与滚轮电极的电极表面电绝缘，从而没有焊接电流施加到上述底面上。滚轮电极的端面易于与当前没有焊接的其他金属板接触，即使该滚轮电极端面与其他金属板接触，则也不会有例如短路的问题，就能继续利用滚轮电极进行焊接操作，从而以可靠方式实现相同的焊接，这样提供了得到保证的密封性能和焊接部位的强度。
本发明的缝焊设备可还包括一个或多个引导件，该引导件沿所述相对移动方向设置在所述滚轮电极的上游侧和/或下游侧的一个或多个规定位置，从而与所述滚轮电极一起相对于所述金属板和所述固定电极移动，所述引导件设置成可与所述固定电极的电极表面隔开一定距离，该距离至少为金属板厚度两倍，所述引导件与所述滚轮电极与之接触的金属板接触，同时与该滚轮电极电绝缘。
根据本发明，引导件与滚轮电极将要与之接触的金属板接触，该引导件在相对移动方向上设置滚轮电极的上游或下游，从而利用引导件对两个金属板进行保持，以阻止两个金属板彼此分开。即使金属板在其边缘部变歪或弯曲，则也能把两个金属板带到彼此靠近的位置，而不管是否有滚轮电极的压力作用。结果，可以以精确位置关系把金属板焊接在一起，而没有任何偏差。
根据本发明，上述滚轮电极具有一个圆锥表面，其中该表面被靠近地设置在所述电极表面的顶侧，并具有比电极表面大的圆锥母线角度。
根据本发明，滚轮电极的电极表面具有形成在该圆锥表面的顶侧上的其他圆锥表面，从而使滚轮电极的厚度从中心侧到外圆周侧变小。因此，能为整个滚轮电极提供足够强度，以承受施加到金属板上压力，并便于滚轮电极插入到金属板之间的间隙内。可阻止焊接当前没有遇到的滚轮电极与金属板之间的干涉，因此改进了焊接操作。
图1为根据本发明一个实施例的缝焊设备的侧视图；图2为根据本发明实施例缝焊设备的平面图；图3为根据本发明实施例缝焊设备的主视图；图4为金属板布置示意图，其中该金属板由根据本发明实施例缝焊设备所支撑；以及图5为根据本发明实施例的缝焊设备主要结构部件的放大视图。
具体实施例方式
下面参见图1到5来描述本发明的一个实施例。图1为根据本发明一个实施例的缝焊设备的侧视图；图2为根据本发明实施例缝焊设备的平面图；图3为根据本发明实施例缝焊设备的主视图；图4为金属板布置示意图，其中该金属板由根据本发明实施例缝焊设备所支撑；以及图5为根据本发明实施例的缝焊设备主要结构部件的放大视图。
如附图所示，根据本发明实施例的缝焊设备1包括一个主体10，该主体10用于支撑整体要焊接的多组两个金属板50，从而把两个金属板组以预定间隔直线放置；一个盘形滚轮电极20，该滚轮电极20安装在主体10上，从而可在预定范围内与金属板50边缘平行移动，并可围绕相对于金属板50倾斜预定角度的中心轴转动；一个固定电极30，该固定电极30具有一个平的电极表面31，该电极表面31与滚轮电极20的移动方向平行，同时固定支撑在主体10上；以及两个引导件40，该引导件40设置在移动方向上滚轮电极20的上游和下游侧的主体10的两个位置上，从而可与滚轮电极20一起移动，并与金属板50接触，以把金属板50向固定电极30推动，其中该滚轮电极20与金属板50接触。
该滚轮电极20形成盘状主体，该主体在其外表面上具有一个锥形表面。该锥形表面的外圆周部用作电极表面21。该滚轮电极20可转动地设置为移动机构12的一部分，其中该移动机构12支撑在主体10上，从而可通过公知直线运动引导设备11平行移动。该移动机构12包括一个电极旋转轴13，该电极旋转轴13具有尖端部，滚轮电极20和冷却块23通过螺栓13a固定到该尖端部上；一个电极头14，该电极头14可转动地支撑电极旋转轴13，并支撑一个滚轮电极驱动电机24；一个基座部件15，该基座部件15用于通过一个铰链14a可摆动支撑电极头14；以及一个按压机构16，该按压机构16用于在需要时通过利用弹簧压力系统的预定压力把滚轮电极20压向金属板50。
该公知直线运动引导设备11包括一个与上述固定电极30平行布置的导轨11a和一个可滑动配合在导轨11a上的移动块11b。包括滚轮电极的移动机构12的基座部件15固定在上述移动块11b上，从而可与该移动块11b一起与要焊接的金属板50的边缘平行移动。
该电极头14绕铰链14a可摆动地支撑，从而使设置在电极头14尖端的滚轮电极20靠近固定电极30或者远离该固定电极30。该按压机构16包括一个簧盒17，该簧盒17通过一个铰链17a而可摆动地支撑在一个从电极头14伸出的支架14b上；一个接纳在簧盒17内的弹簧(未示出)；一个与该弹簧连接的杆18；以及一个通过铰链19a可摆动地支撑在基座部件15上的把手19。把手19也与杆18连接，操作该把手可产生一个触发作用，用于形成焊接设备移动电极头14需要的压力作用，从而使滚轮电极20处于被压状态或者释放状态。
滚轮电极20的电极表面21形成一个具有圆锥母线角度的圆锥形状，其中该角度与滚轮电极20中心线相对于金属板50的倾斜角度相同。该圆锥形状的顶侧位于金属板50边缘的一侧。该电极表面21与被主体10支撑的两个要焊接金属板的边缘部相接触，该部分是金属板50的要焊接部分，其远离主体10。滚轮电极20的中心轴相对于金属板50的倾斜角度与电极表面21的圆锥母线角度被确定在一定范围内，从而在滚轮电极20与金属板50要焊接部分接触的状态下，滚轮电极20不与其他金属板50发生干涉。特别是，优选的是，把滚轮电极20中心线相对于金属板50表面的角度设置为大约35度，其中压力通过电极表面21施加到金属板50表面上。
滚轮电极具有圆锥表面，该表面放置在电极表面21的顶侧上，并具有比电极表面21大的圆锥母线角度，从而确保了整个滚轮电极20的充足的强度，并提供了具有减少厚度的外圆周部的形状。另外，该圆锥形状底部表面覆盖有与滚轮电极20的电极表面21绝缘的材料。
此外，连续延伸的冷却孔70形成在滚轮电极20、电极旋转轴13和冷却块23的内侧。一个用于供应冷却水的管子71插入到该冷却孔70内。把冷却水经过管子71供应到冷却孔70的深侧，然后把该冷却水经过管子71外表面和冷却孔70内表面之间的空间引入到孔的外侧，从而使该冷却水在滚轮电极20的内部循环，这样就能够阻止滚轮电极20在焊接过程中由于电阻热而导致的温度增加。维持水封性能的O形圈80插入在电极旋转轴13与滚轮电极20的接触表面之间和滚轮电极20与电极旋转轴13的接触表面之间。
固定电极30具有一个平的电极表面31，该电极表面31连续延伸大致与在边缘侧金属板50待焊接部分相同的长度。包括电极表面31部分的固定电极具有比金属板50组之间间隔要小的厚度。固定电极的上述部分可插入到金属板组之间的间隙55内，从而与靠近金属板50边缘的部分接触，其中这部分准备焊接，或者该固定电极的上述部分可从该间隙离开。该固定电极30和滚轮电极20被分别通过电缆32、22连接到焊接电源(未示出)上。
该引导件40为从基座部件15突出的两个杆状体，该杆状体可相对于主体10以与滚轮电极20互锁关系移动。该引导件与滚轮电极20电绝缘。该杆状体的圆周表面在侧面与金属板50的表面接触，其中滚轮电极20与该侧面接触，以保持金属板50。该结构阻止了两个要焊接的金属板50在滚轮电极20和固定电极30之间彼此分开。
下面描述利用根据本发明实施例缝焊设备对金属板的焊接过程。作为前提条件，要焊接的金属板50具有一个中心部，该中心部为矩形形状，在该中心部上，通过预定的压力设备(未示出)，具有最好用于热传递的波纹的一个51预先形成，从而可作为热交换单元的热传递元件，同时平直部分52、53形成在围绕51周围的外圆周表面上。这样的一个金属板50放置在另一金属板50上，并且这些金属板沿较短侧方向在金属板相对侧边缘的平直部分53上，以水密封方式利用已知通用的缝焊设备，缝焊在一起以形成焊接单元60。这种焊接单元60和其他焊接单元60以组合方式一个接着一个地放置，然后支撑在主体10上。金属板50的平直部分52一个接着一个地叠放在一起，并在金属板较长方向上在金属板的侧面彼此接触，以备焊接。
在焊接过程中，固定电极30首先插入到间隙55内，该固定电极30朝向放置主体10近侧的多组金属板的金属板50，这些金属板彼此叠放，同时电极表面31与金属板50接触。另外，该滚轮电极20放置在主体10上移动范围内的焊接起始位置上，同时滚轮电极20的电极表面21与金属板50接触。放置在滚轮电极20相对两侧的引导件40朝滚轮电极20接触位置相对侧的固定电极30推动金属板50，从而提供了这样的状态，其中两个金属板50以可靠的方式一个位于另一个之上放置，同时彼此接触。
启动利用滚轮电极20下压/电流提供操作，随后滚轮电极驱动电机24通过电极旋转轴13驱动滚轮电极20。被驱动的滚轮电极20旋转，以在金属板50上滚动，并且整个移动机构12沿着与金属板50边缘平行的导轨11a行走，从而使两个金属板50在滚轮电极20的电极表面21和固定电极30的电极表面31之间缝焊在一起。具有电极表面21的滚轮电极20以倾斜状态与金属板50接触，同时固定电极30具有带电极表面31的低轮廓(low profile)的部分。因此，能阻止滚轮电极20和固定电极30与此时正在焊接的其他金属板干涉，从而实现缝焊，同时利用滚轮电极20和固定电极30以可靠方式下压这两个金属板50。当滚轮电极20达到移动范围内的焊接完成位置时，利用滚轮电极20的下压/电流供应操作停止，并且使滚轮电极20的电极表面21从金属板50中移出，这样完成了焊接过程的一个步骤。
当固定电极30也从金属板组中移出时，其中焊接步骤施加到该金属板组上，在主体10上金属板50的支撑位置变换，从而把另外两个要焊接的金属板50放置在焊接位置。在滚轮电极20和固定电极30再定位从而把上述其他两个金属板50保持在滚轮电极20和固定电极30之间后，重复连续的焊接操作。
当所有的金属板50焊接在一起以把金属板50的焊接单元60组合到热交换单元(未示出)上时，由金属板50构成的热交换单元从主体10中移出，然后完成连续的焊接过程。在这样得到的热交换单元中，金属板的边缘部缝焊在一起，从而提供了较高强度，并承受液体的较高压力。
根据本发明实施例的缝焊设备，滚轮电极20在其外圆周部上具有圆锥电极表面21，该电极由与要焊接金属板50的表面相对倾斜的中心轴支撑，并设置固定电极30，其中该固定电极30包括电极表面31的部分具有较小厚度。该滚轮电极20的电极表面21在倾斜状态与彼此叠放的金属板50中之一的表面接触，同时把固定电极30插入到朝向另一金属板50的间隙内，从而使固定电极30的电极表面31与金属板50的表面接触。即使当多组金属板50以预定间隔成直线放置，也能阻止滚轮电极20和固定电极30与此时没有焊接的金属板50的干涉。因此，可把要焊接的金属板50通过滚轮电极20和固定电极30牢固地保持，从而实现缝焊。另外，圆锥电极圆锥形状的端面与滚轮电极20的电极表面21电绝缘。即使滚轮电极20的端面与当前没有被焊接的另一金属板50接触，也不会出现如短路的问题，并且能继续利用滚轮电极20进行焊接操作，从而以可靠方式实现相同的焊接。
工业实用性根据本发明，滚轮电极在其外圆周部上具有圆锥电极表面，该电极由与要焊接金属板的表面相对倾斜的中心轴支撑，并设置固定电极，其中在该固定电极中包括电极表面的部分具有较小厚度。即使当多组要焊接的金属板以预定间隔成直线放置，从而使多组金属板焊接在一起时，也能把滚轮电极的电极表面在倾斜状态与要焊接的金属板中之一的表面接触，同时把固定电极插入到朝向另外金属板的间隙内，而使固定电极的电极表面与金属板的表面接触，这样阻止了滚轮电极和固定电极与此时没有焊接的金属板的干涉。因此，可把要焊接的金属板通过滚轮电极和固定电极牢固地保持，从而把压力和电流施加到金属板上，因此实现缝焊，这样就提供了具有高强度的金属板的连接结构。
根据本发明，圆锥电极的圆锥形状的端面与滚轮电极的电极表面电绝缘，从而没有焊接电流施加到上述底面上。即使易于与当前没有焊接的另一金属板接触的滚轮电极端面与另一金属板接触，则也不会有例如短路的问题，就能继续利用滚轮电极进行焊接操作，从而以可靠方式实现相同的焊接，这样提供了得到保证的密封性能和焊接部位的强度。
根据本发明，引导件与金属板接触，而滚轮电极将要与该金属板接触，该引导件设置在相对移动方向上滚轮电极的上游或下游，从而利用引导件对两个金属板进行保持，以阻止两个金属板彼此分开。即使金属板在其边缘部变歪或弯曲，则也能把两个金属板带到彼此靠近的位置，而不管是否有滚轮电极的压力作用。结果，可以以精确位置关系把金属板焊接在一起，而没有任何偏差。
根据本发明，滚轮电极的电极表面具有形成在该圆锥表面的顶侧上的其他圆锥表面，从而使滚轮电极的厚度从中心侧到外圆周侧变小。因此，能为整个滚轮电极提供足够强度，以承受施加到金属板上压力，并便于滚轮电极插入到金属板之间的间隙内。可阻止焊接当前没有遇到的滚轮电极与金属板之间的干涉，因此改进了焊接操作。
权利要求
1.一种缝焊设备，包括至少一个可旋转的滚轮电极；与所述滚轮电极相配成一对的另一个电极；以及支撑所述滚轮电极和另一个电极的主体，要焊接的两个金属板，它们一个在另一个上面放置，其边缘部保持在所述滚轮电极和所述其他电极之间，所述滚轮电极是可旋转的以沿着金属板边缘部产生相对移动，同时通过该两个电极下压这些金属板，并对这些金属板施加从其穿过的电流，从而对该两个金属板进行缝焊，其中所述主体支撑要焊接的多组两个金属板，从而以预定间隔成一行地把这些两个金属板组放置；所述另一个电极为固定电极，该电极具有一个平的电极表面，该表面连续延伸过与所述金属板的要焊接部分大致相同的长度，固定电极包括所述电极表面的部分具有比这些金属板组之间所述间隔小的厚度，所述电极表面与要焊接的两个金属板之一的要焊接部分接触；所述滚轮电极为盘状体，该盘状体可绕相对于金属板表面倾斜预定角度的中心轴旋转，所述盘状体具有一个外圆周部，该圆周部基于相对中心轴的圆锥母线而用作圆锥电极表面，并且所述圆锥电极表面能与该两个金属板中另一个要焊接部分接触，所述滚轮电极处于所述圆锥电极表面的顶侧放置在金属板边缘一侧上的状态。
2.根据权利要求1所述的缝焊设备，其中所述滚轮电极的所述圆锥电极与所述圆锥电极的圆锥形状的底面电绝缘。
3.根据权利要求1或2所述的缝焊设备，还包括一个或多个引导件，该引导件沿所述相对移动方向设置在所述滚轮电极的上游侧和/或下游侧的一个或多个预定位置，从而相对于所述金属板和所述固定电极同所述滚轮电极一起移动，所述引导件设置成可与所述固定电极的电极表面隔开一定距离，该距离至少为金属板厚度两倍，所述引导件与所述滚轮电极与之接触的金属板接触，同时与该滚轮电极电绝缘。
4.根据权利要求1-3中任一所述的缝焊设备，其中所述滚轮电极具有一个圆锥表面，其中该表面被相邻地设置在所述电极表面的顶侧，并具有比电极表面大的圆锥母线角度。
全文摘要
一种缝焊设备，即使当金属板以较短距离成直线布置时，也能使焊接电极仅与要焊接的金属板接触，从而为金属板提供可靠的焊接，以形成具有高强度的连接部。该滚轮电极20在其外圆周部具有圆锥电极表面21，该滚轮电极20由相对于要焊接金属板50的表面倾斜的中心轴所支撑，并且设置有固定电极30，该固定电极30中包括平直电极表面31的部分具有较小厚度。该滚轮电极20的电极表面21与要焊接的金属板50中一个的表面接触，同时使固定电极30的电极表面31与另一个金属板50的表面接触。其可以阻止滚轮电极20和固定电极30与当前没有焊接的金属板50的干涉，并通过滚轮电极20和固定电极30牢固地保持要焊接的金属板50，从而实现缝焊。
文档编号B23K11/06GK1625454SQ0380294
公开日2005年6月8日 申请日期2003年1月30日 优先权日2002年1月30日
发明者松崎丰明, 芝昭二 申请人:株式会社电元社制作所, 株式会社聚源