CN105081546A - 位置可调的电阻点焊磁控装置 - Google Patents

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Abstract

一种位置可调的电阻点焊磁控装置，包括：定位导套、通过铁磁吸附力实现与定位导套的固定连接的环形永磁体、衬套、电极杆、电极帽及定位螺钉，其中：衬套与电极杆通过定位螺钉固连，定位导套与衬套活动套接，环形永磁体与定位导套固定连接，电极帽与电极杆相接。本发明具有如下优势：1)磁控系统有修磨档位，可避免永磁体与修磨刀具发生干涉；2)永磁体工作位置可以根据需要实现螺纹调节，精度高，操作方便；3)永磁体通过铁磁吸附力与定位导套端面连接，易于替换，工艺柔性高；4)永磁体内径进一步减小，可增加焊核区域的磁场强度，增强搅拌效果。

Description

位置可调的电阻点焊磁控装置
技术领域
本发明涉及的是一种金属焊接领域的技术，具体是一种位置可调的电阻点焊磁控装置。
背景技术
车身轻量化是当今汽车发展趋势，高强钢/超高强钢等新材料的大量应用是轻量化的重要手段。然而，这给传统电阻点焊工艺带来了新的挑战。电阻点焊的热输入高、冷却速度极快，易导致熔核内部形成大量淬硬、方向性强的脆性组织，从而导致点焊接头在外部载荷作用下更易发生界面断裂失效。这不仅显著降低了焊点的静载强度、削弱接头抗冲击吸能效果，而且缩短了焊点在动态载荷下的疲劳寿命，最终给车辆的使用带来安全隐患。目前，在焊装生产线上普遍通过增加电极压力、提高焊接电流等方法，通过增加总热量输入来提升熔核直径；或通过焊后回火、延长冷却时间等方法部分消除焊接热应力、降低接头组织的淬硬性。然而，这些基于能量控制的常规焊接质量改善方法往往需要消耗大量电能、加快电极磨损，或是需要增加焊接工序、降低生产节拍，最终导致整车制造成本进一步攀升。目前亟需一种简单可行的方法对这个问题进行解决。
电磁搅拌控制技术(简称磁控技术)通过外加磁场的非接触作用使高温金属磁流体发生有规律的高速流动，影响熔化金属的一次结晶过程，从而达到细化晶粒，提高其综合机械性能的目的。由于附加装置简单、效益高、能耗低，经过多年的研究发展，磁控技术目前己成功应用于铸造和弧焊领域。中国专利文献号CN101628358，公开了一种电磁焊接技术领域的磁控电阻点焊系统，包括：同步系统、电力变换装置、下激磁线圈、上激磁线圈、点焊焊枪和电流传感器。2013年，李永兵(WeldingJournal，vol.92,124‐132,Apr,2013)研究了外部磁场对等厚双相钢电阻点焊接头质量的改善作用，发现熔融金属在外部磁场力作用下高速冲刷熔核壁，最终形成“中间薄、两边宽”的花生壳状熔核，增大了熔核直径，提高了接头力学性能。该文献中采用环形永磁体产生外部磁场，并使用永磁体与尼龙衬套的过盈配合将永磁体固定在尼龙衬套上，采用定位螺钉将尼龙衬套固定在电极杆上以实现对电阻点焊的电磁搅拌控制。然而，永磁体的这种固定方法存在以下不足：
1)在进行电极帽修磨时永磁体会与修磨器产生干涉。在修磨时需要卸下磁控装置，修磨后再安装回去，导致汽车生产节拍降低。
2)磁控装置工作距离调节困难。工作距离的调节都需要将整个磁控系统拆下来，效率低下、精度差。
上述方法采用过盈配合来固定永磁体，在装配过程中永磁体容易碎裂。
发明内容
本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种位置可调的电阻点焊磁控装置，通过永磁体的旋转运动实现永磁体位置的调节，避免了电极修磨时的修磨器与永磁体的干涉，并实现了永磁体工作位置的精确调节。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明包括：定位导套、环形永磁体、衬套、电极杆、电极帽及定位螺钉，其中：衬套与电极杆通过定位螺钉固连，定位导套与衬套活动套接，环形永磁体与定位导套固定连接，电极帽与电极杆相接。
所述的环形永磁体，其充磁方向与其对称轴平行，其磁场分布为轴对称。
所述的环形永磁体，其数量可以是1个，以实现单侧搅拌。
所述的环形永磁体，其数量可以是1对，极性互斥布置，以实现双侧搅拌。
所述的环形永磁体，其内径比电极杆外径大0.5～1mm，壁厚为3～10mm。
所述的衬套采用导热率低的非导电材料制成。
所述的衬套，其内径比电极杆外径大0.1～0.3mm。
所述的衬套为阶梯状，其中：外径较大一端远离永磁体，该部分高度为8～12mm，壁厚为4‐6mm。
所述的阶梯状衬套，其外径较小一端的外壁上设有外螺纹，且该部分壁厚为2‐5mm，高度比定位导套高度大1～2mm；
所述的衬套，其外径较大一端上中心对称地设有2～4个螺纹孔，定位螺钉通过该螺纹孔实现衬套与电极杆的连接。
所述的定位导套由铁磁性材料制成，其上设置有内螺纹，并通过该螺纹与衬套实现活动套接。
所述的环形永磁体，其通过铁磁吸附力实现与定位导套的固定连接。
所述电阻点焊磁控装置，其包括电极修磨和磁控工作两个状态。
所述的电极修磨状态，指定位导套连同永环形磁体顺时针旋转，使得环形永磁体靠近电极帽一侧的端面与电极帽工作端面之间距离大于12mm的状态。
所述的磁控工作状态，指通过旋转环形永磁体，使得环形永磁体靠近电极帽一侧的端面与电极帽工作端面之间距离调整至2‐5mm的状态。
技术效果
与现有技术相比，本发明的技术效果包括：
1)修磨时可将永磁体旋转远离电极帽端面，可避免永磁体与修磨刀具发生干涉。
2)永磁体工作位置可以根据需要实现螺纹调节，精度高，操作方便。
3)永磁体通过铁磁吸附力与定位导套端面连接，易于替换，工艺柔性高。
4)永磁体内径进一步减小，可增加焊核区域的磁场强度，增强搅拌效果。
附图说明
图1为本发明立体结构剖面图；
图中：其中1为电极杆、2为衬套、3为定位导套、4为环形永磁体、5为电极帽、6为定位螺钉。
图2为衬套示意图；
图3为定位导套示意图；
图4为环形永磁体示意图；
图5为本发明工作示意图；图中：a为工作状态，b为修磨状态；1为电极杆、2为定位螺钉、3为衬套、4为定位导套、5为环形永磁体、6为电极帽、7为被焊板材、8为电极帽修磨器。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图5所示，本实施例包括：电极杆1、定位螺钉2、衬套3、定位导套4、环形永磁体5、电极帽6、板材7及电极修磨器8，其中：衬套3与电极杆1通过定位螺钉固连，定位导套4与衬套3活动套接，环形永磁体5与定位导套4固定连接，电极帽6与电极杆1相接。
所述的环形永磁体5，其充磁方向与其对称轴平行，其磁场分布为轴对称。
所述的环形永磁体5，其数量是1对，极性互斥布置，以实现双侧搅拌。
所述的环形永磁体5，其内径比电极杆外径大0.5mm，壁厚为5mm，高10mm。
所述的衬套3采用尼龙制成。
所述的衬套3，其内径比电极杆外径大0.2mm。
所述的衬套3为阶梯状，其中：外径较大一端远离永磁体，该部分高度为10mm，壁厚为5mm。
所述的阶梯状衬套3，其外径较小一端的外壁上设有外螺纹，且该部分壁厚为3mm，高度为18mm；
所述的衬套3，其外径较大一端上中心对称地设有3个螺纹孔，定位螺钉2通过该螺纹孔实现衬套与电极杆的连接。
所述的定位导套4由铁磁性材料制成，其上设置有内螺纹，并通过该螺纹与衬套3实现活动套接。
所述的环形永磁体5，其通过铁磁吸附力实现与定位导套4的固定连接。
所述电阻点焊磁控装置，其包括电极修磨和磁控工作两个状态。
所述的电极修磨状态，指定位导套4连同环形永磁体5顺时针旋转，使得环形永磁体5靠近电极帽6一侧的端面与电极帽6工作端面之间距离为12mm的状态。
所述的磁控工作状态，指通过旋转环形永磁体5，使得环形永磁体5靠近电极帽6一侧的端面与电极帽6工作端面之间距离调整至3mm的状态。

Claims (10)

1.一种位置可调的电阻点焊磁控装置，其特征在于，包括：定位导套、通过铁磁吸附力实现与定位导套的固定连接的环形永磁体、衬套、电极杆、电极帽及定位螺钉，其中：衬套与电极杆通过定位螺钉固连，定位导套与衬套活动套接，环形永磁体与定位导套固定连接，电极帽与电极杆相接；
所述的环形永磁体，其充磁方向与其对称轴平行，其磁场分布为轴对称；
所述的位置可调的电阻点焊磁控装置具有电极修磨和磁控工作两个状态。
2.根据权利要求1所述的位置可调的电阻点焊磁控装置，其特征是，所述的环形永磁体，其数量1对，极性互斥布置，以实现双侧搅拌。
3.根据权利要求1或2所述的位置可调的电阻点焊磁控装置，其特征是，所述的环形永磁体，其内径比电极杆外径大0.5～1mm，壁厚为3～10mm。
4.根据权利要求1所述的位置可调的电阻点焊磁控装置，其特征是，所述的衬套为阶梯状，其中：外径较大一端远离永磁体；外径较小一端的外壁上设有外螺纹。
5.根据权利要求1或4所述的位置可调的电阻点焊磁控装置，其特征是，所述的衬套，其内径比电极杆外径大0.1～0.3mm。
6.根据权利要求4所述的位置可调的电阻点焊磁控装置，其特征是，所述的衬套中外径较大一端的高度为8～12mm，壁厚为4‐6mm；外径较小一端的壁厚为2‐5mm，高度比定位导套高度大1～2mm。
7.根据权利要求4所述的位置可调的电阻点焊磁控装置，其特征是，所述的衬套，其外径较大一端上中心对称地设有2～4个螺纹孔，定位螺钉通过该螺纹孔实现衬套与电极杆的连接。
8.根据权利要求1所述的位置可调的电阻点焊磁控装置，其特征是，所述的定位导套由铁磁性材料制成，其上设置有内螺纹，并通过该螺纹与衬套实现活动套接。
9.根据权利要求1所述的位置可调的电阻点焊磁控装置，其特征是，所述的电极修磨状态，指定位导套连同永环形磁体顺时针旋转，使得环形永磁体靠近电极帽一侧的端面与电极帽工作端面之间距离大于12mm的状态。
10.根据权利要求1所述的位置可调的电阻点焊磁控装置，其特征是，所述的磁控工作状态，指通过旋转环形永磁体，使得环形永磁体靠近电极帽一侧的端面与电极帽工作端面之间距离调整至2‐5mm的状态。
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