CN102355978B - 钎焊装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及钎焊装置，包括把填充金属(7)分配到位于至少两个工件之间要钎焊以便通过钎焊装配起来的区域的分配装置(6)，所述分配装置与熔化装置(8)相联系，后者能够允许在所述要钎焊的区域的水平上熔化填充金属，另外，该钎焊装置还包括至少一个滚压轮(9)，它成型并定位得能够对要借助于所述钎焊装置装配的工件之一的表面起熨平作用，所述滚压轮可移动地安装得顶住加压装置(11)，其特征在于，滚压轮(9)沿着一个与钎焊生产线(3)方向对应的轴线与熔化装置(5)隔开。本发明还涉及所述装置的利用方法。

Description

钎焊装置

本发明一方面涉及一种用激光器在两个工件之间进行钎焊装配的方法，更具体地说，用来装配汽车车身顶蓬，而另一方面涉及实施该方法的装置。

钎焊是一种借助于性质不同的填充金属把两个材料装配在一起的技术，该填充金属的熔化温度低于待装配的材料的熔化温度，并能够适当地润湿上述材料的表面，这些表面不通过其熔化参与钎焊焊缝的结构。

事实上，钎焊是通过在两个待装配的组件之间插入填充金属来实现的，接着把要钎焊的区域加热至一个允许填充金属熔化，但不使待装配的组件熔化的温度。熔化的填充金属润湿两个待装配的组件，接着冷却，以便在该两个组件之间固化，以保证连接。

待钎焊的区域的加热一般可以用喷焊器的火焰、电弧或者还有激光器进行。该填充金属一般是锡、铜、银、铝、镍或者还有贵金属合金。

在某些技术领域中，诸如汽车领域，通过钎焊装配可以避免大量电焊的传统装配的缺点，特别是使这样的一种装配模式成为在待装配的两个工件之间结合处的凹槽底部实现电焊点(简称PSE)所必须的模式，所述凹槽被装饰带(enjoliveur)掩盖。

钎焊装配允许待装配的工件的连续结合，结合凹槽消失，和因而装饰带消失。接着它有大量审美和机械上的优点。

为了符合审美和机械要求，钎焊焊缝应该尽可能没有不规则并应密封，就是说没有孔洞。

为此，待装配的工件彼此之间的定位特别重要。

在汽车车身顶蓬，例如，准备要与所述车辆车厢侧面接缝的情况下，车身顶蓬与车厢侧面接合点的搭焊间隙应该尽可能小，钎焊时最好为零，而且最大约为0.3mm。

因而，需要一种装置和/或方法来保证这个最大的搭焊间隙。

第一种已知的解决方案包括利用形状规，其功能是借助于离散地准备的大量支点接触把车身顶蓬压在车厢的侧面上。应该指出，这样的装置一般安装复杂，而且难以与几个车辆轮廓兼容。因而，有多少不同形状的车辆，就要有多少形状规。

另外，为了能够调制压力载荷，必需每个触杆都是独立可调的，这增大装置的复杂性和安装时间，并作为后果使车辆安装链上的操作周期时间延长。

在通用的解决方案中把滚轮或小滚轮类型的加压件用于两个工件彼此之间的焊接。这些装置是为焊接操作而设计的，而且加压件放置在焊接平面上，以便使要焊接的工件彼此贴紧。

例如，在文献JP2000-288756，JP11-347763，JP8-090264中描述了这样的装置。

这些解决方案一般无法应用于汽车车身顶蓬的钎焊，因为装配的性质以及要施加在待钎焊的工件上的应力是不同的。事实上，为了进行钎焊，待装配的工件(一般为薄钢板)在待装配的部位紧贴是不足够的，因为它应该掌握汽车顶棚组合件/车体侧面的几何形状。

另一方面，在这些解决方案中加压件的利用一般不允许得出保证装配审美一致性的结果。事实上，若人们为了弥补这些工件之间的间隙而施加必需的载荷，则总会留下印记和车身顶蓬变形。

用这种类型装置实现的试验已经表明几个不相容性。首先，该装置一般不能在整个长度上维持薄钢板之间的搭焊。另外，在人们发现初始间隙较大的区域中，滚压轮一般不能弥补该间隙，因而无法用填充金属固定。接着，是积累现象，在钎焊操作过程中它使薄钢板之间存在的间隙增大，造成供给的金属丝塌陷，而装配质量难以接受。

还应该指出，该滚压轮造成车身顶蓬变形和在整个装配长度上留下印记。

本发明的目标在于缓解上述缺点，并为此提出一种钎焊装置，包括填充金属分配装置，用来向位于至少两个待钎焊装配的工件之间的待钎焊的区域分配填充金属，所述分配装置与一个能够允许在所述待钎焊的区域的水平上熔化填充金属的熔化装置相联系，另外，该钎焊装置还包括至少一个滚压轮，它成型和定位得能够在要借助于所述钎焊装置装配的工件之一的表面上起熨平作用，所述滚压轮可移动地安装得顶住加压装置，其特征在于，该滚压轮沿着一个对应于钎焊生产线方向的轴线与熔化装置隔开。

于是，该滚压轮与熔化装置沿着钎焊生产线的方向隔开，它可以在进行钎焊步骤之前施加一个必需的保持压力。已经令人惊讶地观察到，这样的安排允许大大改善在整个钎焊生产线的长度上工件之间间隙的补偿。

滚压轮和熔化装置之间隔开的距离最好在90和170mm之间。

该滚压轮和该熔化装置隔开的距离更优选约为130mm。

该滚压轮最好还包括柔软材料，例如，橡胶的包带，以便降低形成印记和变形的危险。

该熔化装置最好是激光装置。

该加压装置最好可以定位得选择分配装置和熔化装置的一侧或另一侧，特别是用导轨装置系统。

该加压装置的位置和取向最好是确定得沿着一个相对于滚压轮准备要支持于其上的工件表面法线方向倾斜的方向，并向第二工件，在滚压轮上施加一个压力。

该加压装置最好是千斤顶。

于是，通过配备倾斜的和其方向确定在应该施加压力的方向上的千斤顶，便可以限制装配之后残余印记或变形的存在。事实上，该千斤顶所施加的压力可以在任何压力在分量上都不会失效的条件下，作为必需的压力计算。

与基本上垂直取向的千斤顶相反，和其中残余压力的垂直分力最大并造成印记，千斤顶在按照本发明的装置中的压力可以调节，以便对应于最接近足以维持该两个工件所必需的压力，而不超过产生印记压力。该压力的垂直分力较小，同样产生印记的危险较小。

尽管作为特征的补充提出该滚压轮与熔化装置隔开，但不限于此。

千斤顶的倾斜角最好是可调的。

本发明同样涉及一种机器臂，它包括按照本发明的装置并构成钎焊头。

本发明还涉及一种汽车车身顶蓬和所述汽车车厢侧面钎焊的方法，包括目的如下的步骤：

●借助于按照本发明的装置沿着钎焊生产线对待装配的工件进行钎焊，该滚压轮准备在熔化装置通过之前或在同样的水平上施加其压力。

该方法最好包括一个预备步骤，目的在于用传统的方法，特别是电阻焊接在待装配的工件之间实现至少一个焊点。

参照附图阅读下文的详细描述将能更好地理解本发明，附图中：

●图1示意地表现装有按照本发明装置的机器臂的面，完成车身顶蓬和汽车车厢一侧的钎焊；

●图2是图1装置的侧视图；

●图3举例说明车厢顶蓬离散焊接的预备步骤；而

●图4表示按照本发明的装置，允许只用一个机器臂焊接车身顶蓬的两侧。

图1和2表示按照本发明的钎焊装置1，构成机器臂2的头，能够沿着钎焊生产线3在汽车车身顶蓬4和所述车辆车厢一侧之间移动。

该装置1包括把填充金属7分配到位于钎焊生产线3钎焊区域的分配装置6，所述分配装置6与熔化装置8相联系，后者能够允许在所述待钎焊的区域3的水平上熔化填充金属7。

在这种情况下，该熔化装置是激光器头部8，能够在待钎焊区域的方向上发射激光束8a。

该装置1还包括滚压轮9，按照本发明的一个方面，它有一个橡胶的圆周带9a，并且可移动地安装在臂10上，安装得顶住千斤顶11。

滚压轮9和千斤顶11最好安装在机器臂2的手腕上，独立于激光器头部8和填充金属7分配装置6，以便能够单独调节它们。

滚压轮9和可移动臂10成型和定位得能够在千斤顶11作用下起熨平作用，使车身顶蓬4压向车厢5该侧。

按照本发明的一个方面，并为了优化压力并减小引起的印记，千斤顶11的位置和取向确定得沿着一个相对于车身顶蓬4表面的法线方向倾斜的方向和在车厢5侧面的方向上，向滚压轮9施加压力。

因而，在这种情况下，千斤顶11相对于基本上垂直的方向和在车厢侧面5的方向上是倾斜的。

按照本发明的第一方面，如图2所示，滚压轮9相对于钎焊区域沿着钎焊生产线的轴线隔开。

更准确地说，钎焊操作时，滚压轮9相对于沿着钎焊生产线3的位移方向，位于待钎焊的区域前面。

在这种情况下，隔开约130mm。

按照本发明，车身顶蓬4装置的操作在车厢上用以下方法进行。

首先，机器人把车身顶蓬4放置在车厢5上的位置上。

接着，在车身顶蓬4前面至后面(图3)用电阻焊接实现离散的焊接12。

接着，把组合件转移到激光舱进行钎焊操作。

车身顶蓬4进入激光舱指向其前横梁和后横梁。这允许保证在焊缝开始和结束处工件之间的搭焊。这同样允许使变为与每个侧面的几何形状无关，在车身顶蓬4的中部建立一个中性纤维(fibreneutre)13。这样便可以钎焊车身顶蓬的两个侧面，使得彼此分开。

借助于前面描述的装置1进行钎焊操作时，滚压轮9弥补车身顶蓬4和车厢5侧面之间存在的间隙，以便实现钎焊。

滚压轮9最好调整在相对于激光束8a超前的位置中，因而车身顶蓬4在钎焊实现之前成型。这样便可以补偿整个长度上的间隙。

正如图4举例说明的，人们可以实现一种装置100，允许用同一机器臂2对车身顶蓬4的两个侧面进行钎焊。

为此，装置100的千斤顶10安装在引导块101上，允许定向千斤顶并使激光器8头部翻到一侧或另一侧。

尽管已经用一个具体的实施例描述了本发明，显而易见，它决不受其限制，而是在本发明的范围内包括上述装置的所有等效技术及其结合。

Claims (12)

1.激光钎焊装置(1,100)，包括分配装置(6)，把填充金属(7)分配到位于待钎焊装配的至少两个工件(4,5)之间的待钎焊的区域，所述分配装置与熔化装置(8)相联系，后者能够允许在所述待钎焊区域的水平上熔化填充金属，其特征在于，该激光钎焊装置还包括至少一个滚压轮(9)，它成型和定位得能够在要借助于所述激光钎焊装置在要装配的工件之一的表面上起熨平作用，所述滚压轮可移动地安装得顶住加压装置(11)，滚压轮(9)沿着对应于钎焊生产线(3)方向的轴线与熔化装置(8)隔开，在进行钎焊步骤之前施加一个必需的保持压力。

2.按照权利要求1所述的装置(1)，其特征在于，滚压轮(9)和熔化装置(8)之间隔开的距离在90和170mm之间。

3.按照权利要求2所述的装置(1)，其特征在于，滚压轮(9)和熔化装置(8)之间隔开的距离约为130mm。

4.按照权利要求1至3中任何一项所述的装置(1)，其特征在于，滚压轮(9)包括柔软材料的包带。

5.按照权利要求1至3中任何一项所述的钎焊装置(1,100)，其特征在于，该熔化装置是激光装置。

6.按照权利要求1至3中任何一项所述的装置(100)，其特征在于，加压装置(11)能够选择定位在分配装置(6)和熔化装置(8)的一侧或另一侧。

7.按照权利要求1至3中任何一项所述的装置(1,100)，其特征在于，该加压装置的位置和取向确定得，沿相对于第一工件(4)表面的法线方向倾斜并且朝向第二工件(5)的方向在滚压轮(9)上施加压力，所述滚压轮支持在所述第一工件上。

8.按照权利要求4所述的装置(1)，其特征在于，所述柔软材料是橡胶。

9.根据权利要求6所述的装置(100)，其特征在于，加压装置(11)能够通过导轨系统装置选择定位在分配装置(6)和熔化装置(8)的一侧或另一侧。

10.机器臂(2)，包括一个按照权利要求1至9中任何一项所述的装置，构成钎焊头。

11.汽车车身顶蓬和汽车车厢侧面的激光钎焊方法，包括如下的步骤：

●沿着钎焊生产线(3)借助于按照权利要求1至9中任何一项所述的装置(1,100)对待装配的工件进行钎焊，滚压轮(9)准备在熔化装置(8)通过之前施加其压力。

12.按照权利要求11所述的钎焊方法，其特征在于，它包括用电阻焊在待装配的工件(4,5)之间实现至少一个焊接点(12)的预备步骤。