一种焊接部件及其电阻焊焊接工艺的制作方法

1.本发明涉及电阻焊领域，特别是涉及一种焊接部件及其电阻焊焊接工艺。


背景技术：

2.压缩机壳体通常由筒体和两端的端盖焊接而成，从而在内部形成可容置电机等结构的密闭内腔。现有的压缩机壳体在生产过程中，通常采用co2弧焊工艺进行焊接，其具体操作过程为：对筒体进行夹持，将端盖嵌入所述筒体的一端，接着利用弧焊机沿所述筒体和端盖相接合处外露的环缝进行焊接，即完成壳体与端盖的连接。然而若采用co2弧焊工艺，则可避免的产生大量的烟尘和弧光，对环境造成较大的污染，而且，弧光也会不可避免地对操作工人的身心健康造成影响，存在较大的隐患。除此之外，由于该工艺需要焊头沿筒体外侧环绕一周，因此筒体直径越大，其需要的焊接时间越长，对整体生产线的生产节拍有很大影响，不利于生产线的维护和调试。
3.为解决这些问题，行业目前多采用电阻焊工艺进行壳体焊接。如申请号为cn201911281462.4、名称为《一种高效环保的压缩机壳体环缝电阻凸焊工艺》的专利中公开了一种压缩机壳体的环缝电阻凸焊工艺，其盖体底部侧壁上增加翻边，在壳体端部增加倒角，盖体底部插入壳体端部的倒角内，盖体的翻边放置在壳体顶部的倒角处，从而形成搭接结构，通过使用电容储能电阻凸焊机电极对翻边与倒角接触部位通以电流和施加压力进行环缝电阻焊接，接触部位的整面瞬间融化，使倒角与翻边相互熔合，从而实现壳体与盖体的焊接。要实施这种工艺，需要预先对零件进行特别的加工，成本比较高；而且有些零件因为结构的特殊性，无法形成这种结构，所以此工艺有一定的局限性。


技术实现要素：

4.基于此，本发明的目的在于，提供一种焊接部件及其电阻焊焊接工艺，其具有生产效率高、成本低的优点。
5.一种焊接部件，包括第一部件和与其过盈的第二部件，焊接前，所述第一部件与所述第二部件的端面相接触形成熔核形成区，所述第一部件和第二部件均由导电材料制成，并采用电阻焊工艺进行焊接，焊接后所述第二部件嵌入所述第一部件，所述第一部件内壁与所述第二部件外壁沿嵌入方向相熔合，或，所述第一部件外壁与所述第二部件内壁沿嵌入方向相熔合。
6.本发明所述的一种焊接部件，结构简单，制造成本低。其通过过盈配合实现壳体零件之间的电阻焊接，不需要添加焊剂和焊料，也无需对壳体进行整形加工，同时使生产效率与焊接部件的直径无关，焊接时间大大缩短。
7.进一步地，所述第一部件和第二部件的单侧过盈量为0.1-1.0mm。所述过盈量在保证壳体之间接触面积小、焊接熔核容易形成的同时，保证壳体焊接后的连接强度。
8.进一步地，所述熔核形成区呈完整或间断的环形。保证焊接质量。
9.本发明还公开了一种电阻焊焊接工艺，包括以下步骤：
10.s1、准备焊接部件，所述焊接部件包括第一部件和与其过盈的第二部件，所述第一部件和第二部件均由导电材料制成；
11.s2、对所述第一部件和第二部件进行预组装，使所述第一部件与所述第二部件的端面相接触形成熔核形成区，将所述第一部件与所述电阻焊机的下电极中电性连接；
12.s3、所述电阻焊机启动，所述电阻焊机的上电极压紧所述第二部件并将所述第二部件压入所述第一部件中，在这个过程中所述熔核形成区因通电发热形成焊接熔核，所述焊接熔核随所述第二部件的移动沿压入方向延伸，最终使所述第一部件内壁与所述第二部件外壁沿压入方向相熔合，或，所述第一部件外壁与所述第二部件内壁沿压入方向相熔合；
13.s4、所述上电极复位，所述下电极释放所述主壳体，取出焊接完成的焊接部件。
14.本发明所述的一种电阻焊焊接工艺，运用电阻焊工艺代替co2弧焊工艺，其生产效率与焊接部件的直径无关，焊接时间短，放电效率高，可大大提升生产效率并降低制造成本。除此之外，该工艺不需要添加焊剂和焊料，无需在焊接前对第二部件或第一部件进行整形处理，成本低，无环境污染。
15.进一步地，所述上电极与所述第二部件相接触的面采用仿形设计，实现焊接过程中对所述第二部件的定位。所述上电极根据第二部件进行仿形设计，可在抵触过程中对第二部件进行调整和定位，保证焊接完成后连接部位的密封性。
16.进一步地，所述熔核形成区呈完整或间断的环形。保证焊接质量。
17.进一步地，所述第一部件和第二部件的单侧过盈量为0.1-1.0mm，即所述熔核形成区的单侧宽度为0.1-1.0mm。所述过盈量在保证壳体之间接触面积小、焊接熔核容易形成的同时，保证壳体焊接后的连接强度。
18.为了更好地理解和实施，下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
19.图1为实施例一所述焊接部件焊接前的结构图；
20.图2为实施例一焊接前所述熔核形成区的结构图；
21.图3为实施例一所述焊接部件焊接后的结构图；
22.图4为焊接过程中所述焊接部件与上、下电极的装配示意图；
23.图5为实施例二所述焊接部件焊接前的结构图；
24.图6为实施例二焊接前所述熔核形成区的结构图；
25.图7为实施例二所述焊接部件焊接后的结构图；
26.图8为实施例三所述焊接部件焊接前的结构图；
27.图9为实施例三所述焊接部件焊接前的结构图；
28.图10为第二部件开设有孔或设置有凸台的所述焊接部件焊接前的结构图；
29.附图标记说明：1、第一部件；11、第一端面；12、第一焊接区；2、第二部件；21、第二端面；22、第二焊接区；3、熔核形成区；4、焊接熔核；a、过盈量；5、上电极；6、下电极。
具体实施方式
30.实施例一
31.请参阅图1-4，图1为实施例一所述焊接部件焊接前的结构图；图2为实施例一焊接
前所述熔核形成区的结构图；图3为实施例一所述焊接部件焊接后的结构图；图4为焊接过程中所述焊接部件与上、下电极的装配示意图。
32.本发明公开了一种焊接部件及其电阻焊焊接工艺，用于实现压缩机焊接部件的焊接装配，也可家电、汽车零部件等所有采用电阻焊连接的行业领域。所述焊接部件用于压缩机领域，包括第一部件1和与其过盈的第二部件2，所述第一部件1和第二部件2均不做收口或扩口处理，并均由导电材料制成，例如铁质材料等。
33.在本实施例中，所述第一部件1为呈中空结构的筒体，其一端设有第一端面11。所述第二部件2为盖设在所述筒体一端的盖体，所述盖体可为上端盖或下端盖，其靠近所述第一部件1的一端设有第二端面21，所述第二端面21与所述第一端面11相适配。所述盖体的顶部可如图10开设有孔或设置有凸台。所述第一部件1和第二部件2也可为目前市面上其它结构类型的压缩机壳体，例如所述第一部件1和第二部件2为类似空心半圆椭球形，等等。
34.所述第一端面11和第二端面21可在加工过程中设置相互匹配的凸台凹槽、翻边倒角等减少接触面积的结构。但在本实施例中所述第一端面11和第二端面21为在壳体成型过程中自然形成的平整端面，所述端面的所在平面与所述第一部件1和第二部件2的装配移动方向垂直，从而减少加工工序，节约生产成本。
35.所述第一部件1的外壁环绕设有与所述第一端面11连接的第一焊接区12，所述第二部件2的内壁环绕设有与所述第二端面21连接的第二焊接区22。所述第一焊接区12和第二焊接区22过盈配合，且均沿所述焊接部件的轴线方向延伸，从而保证焊接后所述焊接部件的密封性和连接强度。
36.所述第一焊接区12和第二焊接区22可在加工过程中设置相互嵌合的凸起、锥形凸台等结构，但在本实施例中，所述第一焊接区12和第二焊接区22为光滑的圆柱面，即未经额外机加工处理(如缩口、扩口等)的所述第一部件1或第二部件2的内壁或外壁，从而减少加工工序，节约生产成本。
37.焊接前，当所述第二部件2盖设在所述第一部件1上时，所述第一端面11和第二端面21相抵触，其接触面形成一熔核形成区3。所述过盈配合的过盈量a可根据所述焊接部件的厚度和直径进行设计，保证熔核形成区3呈完整或间断环形(所述环形并未限制为圆环形状，与所述第一部件1和第二部件2的截面形状有关，只需保证该形状呈首尾相连状，如三角形、方形等，所述间断区域的距离可为均匀或不均匀设置，具体与焊接部件的结构有关)，且焊接后焊接强度合格的同时，减小熔核形成区3的面积，使其更容易熔化。作为优选地，所述第一部件1和第二部件2的单侧过盈量a为0.1-1.0mm，即所述熔核形成区3的单侧宽度为0.1-1.0mm。焊接完成后，所述第二部件2嵌入所述第一部件1，所述焊接熔核4冷却，使所述第一焊接区12与所述第二焊接区22沿轴线方向相互熔合。
38.所述焊接部件的电阻焊焊接工艺步骤包括：
39.s1、准备所述焊接部件，所述焊接部件包括第一部件1和与其过盈的第二部件2，所述第一部件1设有如上所述的第一端面11和第一焊接区12，所述第二部件2设有如上所述的第二端面21和第二焊接区22。
40.s2、对所述第一部件1和第二部件2进行预组装，使所述第一端面11和第二端面21相抵触形成一熔核形成区3，将所述第一部件1与所述电阻焊机的下电极6电性连接，使所述电阻焊机的上电极5与所述第二部件2相对应。
41.为保证焊接过程的稳定性，所述上电极5与所述第二部件2相接触的面采用仿形设计，实现焊接过程中所述第二部件2的对中定位，保证所述第二部件2与所述壳体均匀接触，避免偏移。
42.所述仿形设计可根据实际情况进行设计，如当第二部件2的接触面为平面时，所述上电极5的接触面也设计为平面；当第二部件2的接触面上开设有工艺凸台等特殊结构时，所述上电极5可相应的开设有避让凹槽或避让孔。
43.s3、设置所述电阻焊机的各项参数。所述电阻焊机可采用多种形式的焊接电源向电极供电，在本实施例中，所述电阻焊机采用电容储能焊接工艺，所述电容储能焊可实现瞬间放电。
44.所述电阻焊机开启，同时所述电阻焊机的上电极5压紧所述第二部件2并将所述第二部件2压入所述第一部件1中。这个过程中位于所述熔核形成区3中的接触面因通电被加热熔化，形成焊接熔核4，所述下电极6的压力使所述第二部件2相对所述第一部件1向下移动，从而实现焊接熔核4随所述第二部件2的移动沿所述轴线方向延长，并最终使所述第一焊接区12与所述第二焊接区22相互熔合，在冷却后形成足够的连接强度。
45.由于电容储能为瞬间放电，该焊接过程时间很短，小于1s，因此第二部件2相对第一部件1的移动也为瞬间完成，其移动距离受单次放电的电能总量和上电极5的压力影响。为提高移动距离的准确度，所述电阻焊机上设置有位移反馈装置，用于监测所述第二部件2的移动距离。
46.s4、所述上电极5复位，所述下电极6释放所述主壳体，取出焊接完成的焊接部件。
47.以所述第一部件1或第二部件2的直径大于80mm的情况为例。
48.焊接时，第一部件1夹设在下电极中，并使所述第一部件1与所述下电极6导电连接，可使下电极6的导电面直接与所述第一部件1抵触。所述下电极6包括多个环绕所述第一部件1的电极头，所述电极头对所述第一部件1的夹紧力大于等于20kn，从而使所述第一部件1圆周与下电极6接触良好，不出现打火等影响焊接质量的问题。为减少能量损耗，所述熔核形成区3与所述下电极6的距离小于20mm。通电时，使次级短路电流(短路情况下的电流，即未放置所述第一部件1时变压器的放电电流)不小于400ka，焊接放电电流(即放置所述第一部件1时变压器的放电电流)不小于200ka。熔核形成区3在通电加热作用下熔化形成焊接熔核4，并沿压紧方向延伸使第一部件1与第二部件2的焊接面熔接。
49.实施例二
50.请参阅图5-7，图5为实施例二所述焊接部件焊接前的结构图；图6为实施例二焊接前所述熔核形成区的结构图；图7为实施例二所述焊接部件焊接后的结构图。
51.本实施例与所述实施例一基本相同，其区别仅在于：所述第一部件1的内壁环绕设有与所述第一端面11连接的第一焊接区12，所述第二部件2的外壁环绕设有与所述第二端面21连接的第二焊接区22。所述第一部件1和第二部件2的单侧过盈量a仍为0.1-1.0mm，保证熔核形成区3在焊接过程中形成焊接熔核4。其电阻焊焊接工艺步骤与实施例一相同，在此不再赘述。
52.在本案中，当所述第二部件向下初步与第一部件接触时，两者相互间的接触面积比较小，如此时通过电流，搭接的区域容易熔化，同时在上电极的持续压力和电源持续的电流作用下，第二部件向下运动，熔核也向下延伸，逐步形成一个足够宽的熔核，实现第二部
件和第一部件间的焊接连接。
53.实施例三
54.本实施例与实施例1基本相同，其区别仅在于：所述第一部件1和第二部件2可有多种结构，比如管型件、异型零件、封堵头等。所述第一部件1和第二部件2相互过盈配合，并在上电极5和下电极6的挤压和通电作用下进行焊接，如图8-9为管型件焊接前的结构示意图。
55.需要理解的是，在本技术的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
56.比如本专利中所述的上电极和下电极仅为便于描述本技术，并非对其方向或相对位置进行限制。所述上电极和下电极可根据实际情况将上电极和下电极的轴线设置为竖直、倾斜或水平方向，或使上电极与下电极位于待焊接部件的同侧或异侧。所述上电极和下电极可根据机台的实际安装方向进行设置，可使得上电极实际位于下电极的下方。
57.本专利中所述壳体也并非仅为压缩机领域的壳体，也可为其它领域的壳体、箱体或护罩等需要压合并焊接的结构。
58.术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，也即，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
59.需要说明的是，在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”、“空心”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
60.本发明所述的一种焊接部件的电阻焊焊接工艺，运用电阻焊工艺代替co2弧焊工艺，其生产效率与焊接部件的直径无关，焊接时间短，放电效率高，可大大提升生产效率并降低制造成本。除此之外，该工艺不需要添加焊剂和焊料，无需在焊接前对第二部件或第一部件进行整形处理，成本低，无环境污染。
61.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，则本发明也意图包含这些改动和变形。