CN103537868A - 用于压缩机连接管的同步成型和焊接的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及主要用于压缩机中的连接管(或销)的成型和焊接设备和方法。更为具体地，在此所展示的方法涉及在正确的位置成型和焊接铜管(该铜管用作连接器，用于吸入、处理和排出)至封闭式压缩机的金属壳体，以实现使该设备更可行、更高效并且更经济的目标。

Description

用于压缩机连接管的同步成型和焊接的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于同步进行成型和焊接主要用于压缩机的管连接件(也被称作定位销)的设备和方法。更具体地，在此所述的方法有关于同步成型和焊接铜管(该铜管用作连接器，用于吸入、处理和排出)至用于制冷的封闭式压缩机金属壳体，以减少生产过程的步骤，使其更有效率并更经济。
背景技术
如同本领域内所知的那样，通常，封闭式压缩机是广泛应用在制冷系统中的设备，该部件负责使制冷流体循环通过冷却系统的管道。吸入和排出连接管具有引导制冷气体通过压缩机壳体、将其内部连接至该制冷系统的管道的功能。处理连接管在压缩机安装在制冷系统内过程中用作油和/或制冷流体注入的通道。需要明确的是，这样的连接管一般由铜制成，因为易于通过硬焊与系统的管道连接。
然而，会发生如下所述的情况，即所述设备的正确操作还取决于这些连接管和压缩机金属壳体之间的完美的密封条件，所述连接管由铜制成并且所述压缩机壳体一般由钢制成，这使焊接工艺变得极为复杂。
最广为熟知的组装形式，例如在文献JP2010038087中所公开的，使用设置在压缩机壳体的孔和连接管之间的硬焊接附加材料。尽管此文件提及使用不需要提前构造的连接管，但这样的方法有着需要用附加材料来焊接的缺点。
在文件CN101780602中公开了一种可选的技术(见附图2和3)，其使用设置的上电极200和下电极201，以包围连接管110的整个外表面，这些电极使30,000至50,000安培的电流的通路持续约30至80毫秒，以加热铜，并通过施加压缩力使之易弯曲，从而将连接管110的铜凸缘焊接在与之接触的壳体2的表面上。然而，会发生这样的情况，这样的工艺需要在铜定位销的主体上存在凸缘(111)，也就是说，在该工艺中需要进一步的步骤，使其相比本文所提出的技术方案更复杂、也更昂贵。
在文献PI0603392-0中公开了另一个在封闭式压缩机中安装连接管的实施例，其中预先构造连接管110并且还需要设置凸缘111，该凸缘构成部件的连接装置，通过电极200/201施加电流的方法被直接焊接至压缩机C的壳体2上。此方法的缺点在于它需要在焊接操作之前提前构造凸缘111，对生产过程来说需要更复杂的操作，并且它比在此提供的解决方案更贵。
需要注意的是，本领域的现有技术所公开的所有方法都需要将连接管110的端头引入到压缩机C的吸入孔和排出孔内部。因此，需要注意的是，本领域所公开的现有技术缺少一种焊接方法，该焊接方法除了能更有效、简单和经济之外，也允许在“顶部”类型的部件之间进行焊接，由此消除提前成型铜管以制造用于焊接的凸缘的需要，也消除了使用附加材料进行硬焊的需要。现有技术也缺少使得连接管与压缩机壳体的成型和焊接可以在一步完成并且因此显著提高速度并且更经济的方法。
发明内容
因此，本发明的一个目的是提供一种同时进行凸缘的成型和连接管焊接的方法，所述连接管是缺少凸缘的铜管，并且因此不需要在连接(焊接)至压缩机壳体之前提前成型。
本发明的另一个目的是提供一种在铜连接管和通常是钢制的压缩机壳体之间进行顶部焊接的方法。
本发明的另一个目的在于提供一种同时进行凸缘成型和连接管焊接的方法，其中，优选使用伺服马达作为产生力并且使连接管移位以抵靠该压缩机壳体设置的部件。
本发明的另一个目的是提供一种使用制动器向连接管施加压缩力的方法。
本发明的另一个目的是提供一种通过施加包括在200-500kgf范围内的力(而不是已知技术中用来焊接所采用的约1100kgf的力)而在连接管和压缩机壳体之间进行焊接的方法。
此外，本发明的一个目的是描述一种使用定位销的焊接方法，该定位销不仅用来对齐连接管和壳体孔，还防止在同步成型和焊接步骤中气体的通道孔和连接管的收缩，也防止由于焊接的力引起的壳体变形，因为该方法使用比连接管的直径大的下电极进行。
上述目的通过压缩机连接管的同步成型和焊接设备而得以实现，所述连接管具有与压缩机壳体内的气体通道孔接合的基本上圆筒形的主体，其构成吸入和排放通道。
在本发明的一个主要实施例中，上述设备包括：
-与变流器的极中的一个极以及变压器相配合的上电极保持器；
-与该上电极保持器以及连接管的上部区域相配合的上电极；
-与该上电极保持器和连接管的上端相配合的焊接力施加制动器；
-与变流器的另一极和变压器相配合的下电极保持器；
-与下电极保持器的内表面相配合的电绝缘装置；
-与下电极保持器和该压缩机壳体相配合的下电极，下电极的内径等于或大于上电极的外径，以及
-与电绝缘装置的内部区域相联接，并与压缩机壳体的气体通道孔以及连接管相配合的中心定位销。
此外，根据本发明的一个优选实施例，下电极保持器、电绝缘装置、下电极和中心定位销组成了成型和焊接设备的下部部件。
除上电极保持器外，上电极和焊接力施加制动器组成成型和焊接设备的上部部件。
简而言之，根据本发明的优选实施例的所构造的设备包括允许在连接管和压缩机壳体之间的顶部焊接的构件。
优选地，连接管的内径等于压缩机壳体的气体通道孔的直径。
同样在一个优选的实施例中，该设备的焊接力施加制动器的作用强度在200kgf至500kgf的范围内，更具体地在330kgf至400kgf的范围内。
优选地，上部设备允许施加电流脉冲而不发生同时移位。
本发明的目的还可以通过用于压缩机的连接管的成型和焊接方法而实现，该方法包括使用用于压缩机的连接管的成型和焊接设备以进行下面的步骤：
-通过在连接管周围联接上电极来定位该成型和焊接设备的上部部件，直到位于上电极保持器内的力施加制动器到达连接管的顶部边缘；
-使用穿过该压缩机壳体的气体通道孔的中心定位销的端部作为定位参数驱动移位机构，优选是伺服马达，以使连接管接近压缩机壳体的表面；
-启动压缩和焊接力，并且在一段稳定时间内维持该压缩和焊接力；
-施加强度在30至50kA之间的电流的第一个脉冲，不允许上部设备的移位；
-中止该电流的施加，并随着焊接力的随后增加而允许上部设备移位，以形成凸缘；
-施加电流的第二个脉冲，在部件的焊接时间内持续有效；
-中止该电流的施加，同时保持力的施加，以提供更好的焊接条件；
-移动该上电极至休息位置。
需要指出的是，此成型和焊接方法简言之包括同步并在正确的位置(inloco)成型和焊接凸缘以将连接管焊接至压缩机壳体的手段。
附图说明
在下文中将结合附图对本发明进行描述。附图示出：
图1是带有用于与通用制冷系统的管道连接的连接管的压缩机的正视图；
图2是在现有技术中使用的连接管的纵截面图；
图3是在现有技术中使用以实现在铜连接管和压缩机之间的焊接的部件的示意截面图；
图4是可用于通过本发明中的方法使连接管成型的铜管的纵截面图；
图5是在本发明的成型和焊接连接管方法中使用的部件的截面图；
图6是在现有技术中使用的焊接方法的变量图；
图7是本发明的成型和焊接方法的变量图。
具体实施方式
以下将结合附图详细描述本发明，附图中将标有附图标记以帮助理解。
本发明所提供的同步成型和焊接方法旨在将铜连接管1适当固定至封闭式压缩机的壳体2，所述连接管1(图4)由基本上圆筒形主体形成并且具有均匀的且直线的外表面11，该连接管不同于现有技术中的连接管110(图2)(其必须预先成型以采用凸缘111用作装配至壳体2的焊接表面)。
如附图5中详细所示，本发明的成型设备在上部包括与变流器的极中的一个极和变压器相连的上电极保持器3，该上电极保持器在其端部保持与基本上为圆筒形构造的上电极4联接，该上电极与连接管1的上部区域相联接。该成型设备的下部部件包括与变流器的另一极和变压器相连的下电极保持器5，所述下电极保持器容纳电绝缘装置6、中心定位销7和内径等于或大于该上电极4的外径的下电极8，以防止由电极4和8提供的电流被施加到壳体2的内侧点和外侧点，这可能会引起中心定位销的过早磨损。
出于比较的目的，需要明确的是，如附图3所示，在使用现有技术的焊接方法中，下电极201和上电极200在焊接过程中重叠，导致热量太高，以至于有时会缩短中心定位销203的使用寿命，如上文所解释的那样，还最终影响该压缩机壳体自身的结构。
此外，现有技术需要两个分别的步骤将连接管安装在压缩机壳体上：一个步骤是预先成型连接管以制造凸缘，以及另一个步骤是将已有凸缘的管子焊接至压缩机壳体。在所提出的发明中，这两个步骤同时在该方法中的单一步骤中进行，使其更快速也更经济。
如图5中所示，根据在此展示的设备和方法，焊接是在顶部完成，所以能够使用其内径等于它将连接的气体通道孔的直径的连接管1。在这样的构造下，该连接管1的焊接表面因此而变成它的下边缘，消除了要求铜管提前成型出凸缘的需要。在现有技术中，除了需要要求提前在连接管上成型出凸缘外，它的端部还必须具有能使其与该压缩机壳体的阳性孔(male type hole)相联接的直径(见图3)。
除了这些设备，需要注意的是，中心定位销7的使用防止了该铜管一旦由于来自电极4和8的电流通路变得易延展而找到通道，使该壳体孔2的内部区域变形，也就是说它不阻碍气体通道并且因此不会干扰该压缩机的性能。
此处另一个重要点涉及用于实施该方法的压缩力。在现有技术的焊接方法中，需要约1100kgf强度的压缩力。在施加此强度的力的过程中，要施加30至50kA的单一电流脉冲。图6中所示的图表示出了已知方法的上电极的电流、力和移位的变量。
在本发明的方法中，由于焊接设备的结构和优选的伺服马达的使用，焊接该连接管1所需的压缩力优选在200至500kgf的范围内，也就是说，比已知工艺所要求的低很多。此外，在提出的方法中，焊接是由两步进行的，也就是说，通过应用两个电流脉冲：第一个脉冲用于加热铜，使其更柔软，有助于凸缘的成型步骤，和第二个脉冲用于有效焊接。图7中的图表按照图示除了展示该方法中各步骤的影响，还展示了在工艺中所使用的变量。
因此，本发明中提出的用于压缩机的连接管的成型和焊接步骤为：
将压缩机C的壳体2的内部区域定位在成型和焊接设备的下部部件上，以使中心定位销7装配在流体通道孔中；
将连接管1定位在上电极4中，直到位于上电极保持器3内部的力施加制动器10达到连接管1的上边缘；
驱动伺服马达以使连接管1靠近至压缩机壳体2的表面，使用中心定位销7的端部作为定位参数，该中心定位销7穿过压缩机壳体C的气体通道孔；
启动压缩和焊接力，并保持所述力持续一段稳稳定时间；
施加电流的第一脉冲，强度范围在30至50kA之间，同时不允许上部设备的移位，此步骤可被命名为预加热时间；
中止所施加的电流并允许上部设备随着焊接力的随后增加而移位，以使凸缘成型；
施加该电流的第二脉冲，其在部件的焊接时间内将持续有效；
中止所施加的电流，同时保持力的施加，以提供更好的焊接条件；
移动该上电极至休息位置。
因此，在该方法的最后步骤，在通过施加电流脉冲而提供加热的过程中成型的铜连接管1的下端被定位在该压缩机壳体的气体通道孔周围，并且由于该制动器所施加的力(如果被施加的话)而定位在该压缩机壳体的气体通道孔周围。
本发明的方法还具有以下优势，由于在正确的位置成型，因此使得该焊接材料与该连接管的材料/主体成为一体，由此将可能遭受的损害或破损而损害设备效率的薄弱点的存在最小化。
需要注意的是，尽管展示了本发明的优选的实施方式，需要理解的是本领域技术人员可做出任何电极的省略、替代、变形和构造改变而不背离请求保护的精神和范围。同样需要特别说明的是所有以基本相同的方式达到同样效果的执行同样功能的部件的组合都在本发明的范围内。由其他人描述的实施例中部件的替代也完全是本发明所期望保护的。
然而，应该理解的是，上文根据附图所给的描述仅指代一些对本发明的系统的可行的实施例，而本发明真正的范围在附加权利要求中陈述。

Claims (10)

1.一种用于压缩机(C)的连接管的同步成型和焊接设备，所述连接管(1)由基本上圆筒形的主体形成，所述连接管与压缩机(C)的壳体(2)中的气体通道孔相联接，构成其吸入、排出和处理通道，其特征在于，所述设备包括：
与变流器的极中的一个极以及变压器相配合的上电极保持器(3)；
与所述上电极保持器(3)以及连接管(1)的上部区域相配合的上电极(4)；
与所述上电极保持器(3)和连接管(1)的上端相配合的焊接力施加制动器(10)；
与变流器的另一极和变压器相配合的下电极保持器(5)；
与下电极保持器(5)的内表面相配合的电绝缘装置(6)；
与下电极保持器(5)和所述压缩机(C)的壳体(2)相配合的下电极(8)，下电极(8)的内径等于或大于上电极(4)的外径，以及
与电绝缘装置(6)的内部区域相联接、并与压缩机(C)的壳体(2)的气体通孔以及连接管(1)相配合的中心定位销(7)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，下电极保持器(5)、电绝缘装置(6)、下电极(8)和中心定位销(7)组成所述成型和焊接设备的下部部件。
3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，上电极保持器(3)、上电极(4)和焊接力施加制动器(10)组成所述成型和焊接设备的上部部件。
4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备包括允许在连接管(1)和压缩机(C)的壳体(2)之间进行顶部焊接的构件。
5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，连接管(1)的内径等于压缩机(C)的壳体(2)的气体通道孔的直径。
6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，焊接力施加制动器(10)的作用强度在200kgf至500kgf的范围内。
7.根据权利要求1或6所述的设备，其特征在于，焊接力施加制动器(10)的作用强度在330kgf至400kgf的范围内。
8.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，上部设备允许施加电流脉冲而不会发生同时移位。
9.一种用于压缩机的连接管的成型和焊接方法，其特征在于，该方法包括使用根据权利要求1至8中任何一项所述的用于压缩机(C)的连接管(1)的成型和焊接设备来进行下述步骤：
将压缩机(C)的壳体(2)的内部区域定位在成型和焊接设备的下部部件上，以使中心定位销(7)装配在流体通道孔中；
通过在连接管(1)周围联接上电极(4)来定位所述成型和焊接设备的上部部件，直到位于上电极保持器(3)内的力施加制动器(10)达到连接管(1)的顶部边缘
使用中心定位销(7)的端部作为定位参数来驱动移位机构，优选是伺服马达，以使连接管(1)靠近至压缩机(C)的壳体(2)的表面，所述中心定位销(7)穿过压缩机(C)的壳体的气体通道孔；
启动压缩和焊接力，并保持所述力持续一段稳定时间；
施加强度范围在30kA至50kA之间的电流的第一脉冲，同时不允许上部设备的移位；
中止所施加的电流并允许所述上部设备随焊接力的随后增加而移位，以形成凸缘；
施加在部件的焊接时间内将持续有效的电流的第二脉冲；
中止所施加的电流，同时保持力的施加，以提供更好的焊接条件；
移动所述上电极至休息位置。
10.根据权利要求9所述的用于压缩机的连接管的成型和焊接方法，其特征在于，该方法包括用于同步并在正确的位置成型和焊接凸缘以将连接管(1)焊接至压缩机(C)的壳体(2)的手段。
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