CN109332991A - 焊接预定位胀紧工装及应用其的集流管小总成焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种焊接预定位胀紧工装及应用其的集流管小总成焊接方法，属于新能源电动汽车生产技术领域，解决了传统集流管与弯管焊接工序繁琐、制造成本高、焊接母材易变形的问题。主要包括动力源机构、管状工件A定位机构、顶杆胀紧机构、管状工件B压紧机构、以及起支承作用的底座支承机构。本发明构思非常巧妙，有效缩减传统弯管与集流管焊接工序步骤，也无需培训高焊接技术水平人员，大幅度降低产品制造成本；操作方便快捷，为后续生产出的高焊接质量、外观整洁美观、高合格率的产品打下良好基础；本发明制造容易，制造成本低，实用性很强，经济、社会效益显著，在液冷系统制造领域以及新能源电动汽车技术领域具有非常重要的意义。

Description

焊接预定位胀紧工装及应用其的集流管小总成焊接方法

技术领域

本发明属于新能源电动汽车生产技术领域，具体地说，尤其涉及一种能够减少生产工序、大幅度降低企业制造成本、提高产品质量、结构设计巧妙、预定位紧固、操作快捷方便的焊接预定位胀紧工装以及应用其的集流管小总成焊接方法。

背景技术

为满足大功率电器的供电需求，一般会采用多节电池串联或并联形成电池组来进行供电。多节电池供电必然产生较大热量，如果不采取有效的冷却系统进行冷却，不仅严重影响电池的使用寿命，而且存在很大的安全隐患。口琴管-集流管式冷却系统以其重量轻、散热性能良好地优势在新能源电动汽车行业得到广泛应用。口琴管-集流管式冷却系统是由口琴管、集流管、弯管、软管总成构成的冷却液循环回路。如说明书附图图10所示，弯管是套接在集流管后采用焊接工艺固定连接的。焊接工艺一般有两种，一种为钎焊焊接工艺，一种为火焰焊焊接工艺。钎焊焊接是将产品进钎焊炉整体钎焊，制造出的产品焊接质量高、产品不会发生变形、产品外观干净美观，但弯管与集流管的焊接无法直接采用钎焊工艺，因为将弯管套入集流管后，弯管会相对集流管产生偏斜间隙，该偏斜间隙会导致焊接后产品不良率非常高。所以，对于集流管与弯管的焊接，企业一直采用火焰焊焊接工艺，但我们知道，火焰焊是在一个氧化环境中完成的，钎焊后接头表面有钳剂残渣以及热垢，后期需要打磨，不仅增加工序，增加企业生产成本，而且手工操作时加热温度难以掌握，对作业人员的焊接技术水平要求很高。另外，火焰钎焊是一个局部加热过程，可能在焊接母材中引起应力或发生形变。集流管与弯管的焊接问题成为企业亟需解决的大难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供了一种能够减少生产工序、大幅度降低企业制造成本、提高产品质量、结构设计巧妙、预定位紧固、操作快捷方便的焊接预定位胀紧工装以及应用其的集流管小总成焊接方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种焊接预定位胀紧工装，包括动力源机构、管状工件A定位机构、顶杆胀紧机构、管状工件B压紧机构、以及起支承作用的底座支承机构；

所述顶杆胀紧机构包括芯棒、固定所述芯棒位置的芯棒定位块、设置在所述芯棒内的顶杆；所述顶杆贯穿所述芯棒，其首端与所述动力源机构的动力输出端固定连接，其末端设有沿其侧面向上倾斜滑动的铆头，并且该铆头露出设置在所述芯棒上的铆头孔，由所述铆头孔限制所述铆头在水平方向上的移动；

所述管状工件A定位机构用于支承管状工件A；

所述管状工件B压紧机构用于将管状工件B压紧在所述管状工件A上；

优选地，所述管状工件A定位机构包括工件A支撑块6，所述工件A支撑块6固定支承在所述底座支承机构上；

所述管状工件B压紧机构包括快速夹钳7，所述快速夹钳7的末端设有与之固定连接的压块8，所述快速夹钳7经夹钳支撑件固定支承在所述底座支承机构上。

优选地，所述顶杆3末端为楔形斜面，且所述顶杆3侧面设有与所述楔形斜面9倾斜角度一致的斜凹槽10，所述斜凹槽10上边缘与所述楔形斜面9之间的区域构成顶杆小斜块11；所述铆头4上设有与所述顶杆小斜块11相匹配的滑动斜凹槽12，所述顶杆小斜块11沿着所述滑动斜凹槽12滑动；所述滑动斜凹槽12下边缘与所述铆头4底端边缘之间的区域构成铆头小斜块13，所述铆头小斜块13与所述斜凹槽10相匹配，其沿着所述斜凹槽10滑动。

优选地，所述芯棒1上设有工件A定位块14，所述工件A定位块14为套接在所述芯棒1上的矩形块，所述矩形块上部为对开式，且对开部分采用螺栓紧固连接。

优选地，所述芯棒1呈T型状，其T型头部与芯棒定位块2的十字槽过盈配合。

优选地，所述动力源机构包括气缸15。

优选地，所述气缸15的活塞杆经连接接头16与所述顶杆3的首端固定连接。

优选地，所述夹钳支撑件包括固定块17、滑杆18、与所述滑杆18固定一体的底座19，所述快速夹钳7本体固定在所述固定块17上，所述固定块17经螺栓与所述滑杆18固定连接，所述底座19固定支承在所述底座支承机构上。

优选地，所述底座支承机构包括底板20和侧板21，所述侧板21与所述底板20螺栓固定连接。

优选地，所述管状工件A为集流管，所述管状工件B为弯管。

一种应用所述焊接预定位胀紧工装的集流管小总成焊接方法，包括以下操作步骤：

a.预先准备好需要焊接的弯管和集流管，所述集流管上预先开好用于插入所述弯管的安装孔；

b.在焊接预定位胀紧工装上摆放好所述集流管、所述弯管的位置；

c.利用焊接预定位胀紧工装压紧所述弯管，稳固住所述弯管与所述集流管，使二者即使在受到外力冲击下依然保持静止不动；

d.利用焊接预定位胀紧工装撑胀所述弯管底部，使所述弯管底部管径增大，底部管径撑大的弯管与所述集流管紧密配合，起到预定位作用；

e.将步骤d的产物输送至钎焊炉进行整体钎焊；

f.经步骤e焊接后的产品即为集流管小总成成品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明构思非常巧妙，通过简洁而巧妙的结构设计将水平方向上的运动转换为竖直方向上的运动，利用铆头对弯管的挤压实现弯管与集流管的胀接预定位；本发明有效缩减传统弯管与集流管焊接工序步骤，大幅度降低产品制造成本；本发明操作方便快捷，预定位紧固稳定，为后续生产出的高焊接质量、外观整洁美观、高合格率的产品打下良好基础；

2.本发明制造容易，制造成本低，实用性很强，经济、社会效益显著，在液冷系统制造领域以及新能源电动汽车技术领域具有非常重要的意义。

3.本发明方法将钎焊焊接工艺应用到集流管小总成生产技术领域变为可能，大幅度简化了传统集流管小总成生产工序，无需打磨，也无需培训高焊接技术水平人员，大幅度降低企业生产成本；

4.本发明方法生产出的产品外观整洁美观，焊接质量高，无变形现象，产品合格率可达百分百，本发明方法在液冷系统制造领域以及新能源电动汽车技术领域具有非常重要的意义。

附图说明

图1是本发明结构示意图一；

图2是本发明结构示意图二；

图3是本发明俯视结构示意图；

图4是本发明顶杆、芯棒、铆头配合结构示意图；

图5是本发明顶杆、铆头配合结构示意图一；

图6是本发明顶杆、铆头配合结构示意图二；

图7是本发明顶杆结构示意图；

图8是本发明铆头结构示意图；

图9是本发明芯棒结构示意图；

图10是集流管与弯管配合连接示意图。

图中：1.芯棒；2.芯棒定位块；3.顶杆；4.铆头；5.铆头孔；6.工件A支撑块；7.快速夹钳；8.压块；9.楔形斜面；10.斜凹槽；11.顶杆小斜块；12.滑动斜凹槽；13.铆头小斜块；14.工件A定位块；15.气缸；16.连接接头；17.固定块；18.滑杆；19.底座；20.底板；21.侧板；22.管状工件A；23.管状工件B。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

一种焊接预定位胀紧工装，包括动力源机构、管状工件A定位机构、顶杆胀紧机构、管状工件B压紧机构、以及起支承作用的底座支承机构；

所述顶杆胀紧机构包括芯棒1、固定所述芯棒位置的芯棒定位块2、设置在所述芯棒1内的顶杆3；所述顶杆3贯穿所述芯棒1，其首端与所述动力源机构的动力输出端固定连接，其末端设有沿其侧面向上倾斜滑动的铆头4，并且该铆头4露出设置在所述芯棒1上的铆头孔5，由所述铆头孔5限制所述铆头4在水平方向上的移动；

所述管状工件A定位机构用于支承管状工件A22；

所述管状工件B压紧机构用于将管状工件B23压紧在所述管状工件A22上；

优选地，所述管状工件A定位机构包括工件A支撑块6，所述工件A支撑块6固定支承在所述底座支承机构上；

所述管状工件B压紧机构包括快速夹钳7，所述快速夹钳7的末端设有与之固定连接的压块8，所述快速夹钳7经夹钳支撑件固定支承在所述底座支承机构上。

优选地，所述顶杆3末端为楔形斜面，且所述顶杆3侧面设有与所述楔形斜面9倾斜角度一致的斜凹槽10，所述斜凹槽10上边缘与所述楔形斜面9之间的区域构成顶杆小斜块11；所述铆头4上设有与所述顶杆小斜块11相匹配的滑动斜凹槽12，所述顶杆小斜块11沿着所述滑动斜凹槽12滑动；所述滑动斜凹槽12下边缘与所述铆头4底端边缘之间的区域构成铆头小斜块13，所述铆头小斜块13与所述斜凹槽10相匹配，其沿着所述斜凹槽10滑动。

优选地，所述芯棒1上设有工件A定位块14，所述工件A定位块14为套接在所述芯棒1上的矩形块，所述矩形块上部为对开式，且对开部分采用螺栓紧固连接。

优选地，所述芯棒1呈T型状，其T型头部与芯棒定位块2的十字槽过盈配合。

优选地，所述动力源机构包括气缸15。

优选地，所述气缸15的活塞杆经连接接头16与所述顶杆3的首端固定连接。

优选地，所述夹钳支撑件包括固定块17、滑杆18、与所述滑杆18固定一体的底座19，所述快速夹钳7本体固定在所述固定块17上，所述固定块17经螺栓与所述滑杆18固定连接，所述底座19固定支承在所述底座支承机构上。

优选地，所述底座支承机构包括底板20和侧板21，所述侧板21与所述底板20螺栓固定连接。

优选地，所述管状工件A为集流管，所述管状工件B为弯管。

一种应用所述焊接预定位胀紧工装的集流管小总成焊接方法，包括以下操作步骤：

a.预先准备好需要焊接的弯管和集流管，所述集流管上预先开好用于插入所述弯管的安装孔；

b.在焊接预定位胀紧工装上摆放好所述集流管、所述弯管的位置；

c.利用焊接预定位胀紧工装压紧所述弯管，稳固住所述弯管与所述集流管，使二者即使在受到外力冲击下依然保持静止不动；

d.利用焊接预定位胀紧工装撑胀所述弯管底部，使所述弯管底部管径增大，底部管径撑大的弯管与所述集流管紧密配合，起到预定位作用；

e.将步骤d的产物输送至钎焊炉进行整体钎焊；

f.经步骤e焊接后的产品即为集流管小总成成品。

实施例1：

本实施例包括动力源机构、管状工件A定位机构、顶杆胀紧机构、管状工件B压紧机构、以及起支承作用的底座支承机构；顶杆胀紧机构包括芯棒1、固定芯棒位置的芯棒定位块2、设置在芯棒1内的顶杆3；顶杆3贯穿芯棒1，其首端与动力源机构的动力输出端固定连接，其末端设有沿其侧面向上倾斜滑动的铆头4，并且该铆头4露出设置在芯棒1上的铆头孔5，由铆头孔5限制铆头4在水平方向上的移动；管状工件A定位机构用于支承管状工件A22；管状工件B压紧机构用于将管状工件B23压紧在管状工件A22上。

首先松开管状工件B压紧机构，使之处于非压紧状态；将管状工件A22套于芯棒1外侧，管状工件A22由管状工件A定位机构支承，并且将管状工件A22与管状工件B23连接的安装孔的中心对准铆头4的中心，对准后将管状工件B23插入管状工件A22的安装孔内(如说明书附图图10所示)。利用工件B压紧机构紧紧地将管状工件B23压在管状工件A22上。此时，启动动力源机构，动力源机构的输出端驱动顶杆3做水平直线运动，顶杆的末端位置设有沿顶杆侧面向上倾斜滑动的铆头4，铆头4将顶杆3的直线运动转换为倾斜向上运动。铆头4露出设置在芯棒1上的铆头孔5，由铆头孔5限制铆头4在水平方向上的移动，所以倾斜向上的运动转换为竖直向上运动。铆头4在尺寸设计时设计成头至身渐宽的结构形式，以便于对弯管起到挤压作用，使弯管与集流管稳固胀接在一起，起到预定位作用。

本实施例构思非常巧妙，通过简洁而巧妙的结构设计将水平方向上的运动转换为竖直方向上的运动，利用铆头对弯管的挤压实现弯管与集流管的胀接预定位；本实施例有效缩减传统弯管与集流管焊接工序步骤，也无需培训高焊接技术水平人员，大幅度降低产品制造成本；本实施例操作方便快捷，预定位紧固稳定，为后续生产出的高焊接质量、外观整洁美观、高合格率的产品打下良好基础；本实施例操作方便快捷，预定位紧固稳定，为后续生产出的高焊接质量、外观整洁美观、高合格率的产品打下良好基础。

实施例2：

本实施例包括动力源机构、管状工件A定位机构、顶杆胀紧机构、管状工件B压紧机构、以及起支承作用的底座支承机构；顶杆胀紧机构包括芯棒1、固定芯棒位置的芯棒定位块2、设置在芯棒1内的顶杆3；顶杆3贯穿芯棒1，其首端与动力源机构的动力输出端固定连接，其末端设有沿其侧面向上倾斜滑动的铆头4，并且该铆头4露出设置在芯棒1上的铆头孔5，由铆头孔5限制铆头4在水平方向上的移动；管状工件A定位机构用于支承管状工件A22；管状工件B压紧机构用于将管状工件B23压紧在管状工件A22上。

本实施例管状工件A为集流管，管状工件B为弯管。

管状工件A定位机构包括工件A支撑块6，工件A支撑块6固定支承在底座支承机构上；管状工件B压紧机构包括快速夹钳7，快速夹钳7的末端设有与之固定连接的压块8，快速夹钳7经夹钳支撑件固定支承在底座支承机构上。顶杆3末端为楔形斜面，且顶杆3侧面设有与楔形斜面9倾斜角度一致的斜凹槽10，斜凹槽10上边缘与楔形斜面9之间的区域构成顶杆小斜块11；铆头4上设有与顶杆小斜块11相匹配的滑动斜凹槽12，顶杆小斜块11沿着滑动斜凹槽12滑动；滑动斜凹槽12下边缘与铆头4底端边缘之间的区域构成铆头小斜块13，铆头小斜块13与斜凹槽10相匹配，其沿着斜凹槽10滑动。其中，压块8的截面呈U型状，设计成U型状是为了匹配弯管，压块8的末端压在弯管的凸脊上。

芯棒1上设有工件A定位块14，工件A定位块14为套接在芯棒1上的矩形块，矩形块上部为对开式，且对开部分采用螺栓紧固连接。芯棒1呈T型状，其T型头部与芯棒定位块2的十字槽过盈配合。动力源机构包括气缸15，气缸15固定在侧板21上。气缸15的活塞杆经连接接头16与顶杆3的首端固定连接。夹钳支撑件包括固定块17、滑杆18、与滑杆18固定一体的底座19，快速夹钳7本体固定在固定块17上，固定块17经螺栓与滑杆18固定连接，底座19固定支承在底座支承机构上。底座支承机构包括底板20和侧板21，侧板21与底板20螺栓固定连接。

首先按下快速夹钳7的手柄，提起压块8；集流管安装孔的中心需要对准铆头4的中心，所以需要先根据集流管的长度预先确定好工件A定位块14在芯棒1上的位置。工件A定位块14是套接在芯棒1上的矩形块，矩形块上部为对开式，且对开部分采用螺栓将工件A定位块与芯棒1紧固连接。随后将集流管套在芯棒1上，集流管由工件A支撑块6支承，集流管抵达工件A定位块14处时，集流管安装孔的中心对准铆头4的中心，对准后将弯管放入集流管的安装孔内，摆好位置后提起快速夹钳7手柄，压块8向下运动并且压块8的U型口压紧在弯管的凸脊上，压块8将弯管稳稳的压在集流管上。

压紧两个工件后，启动气缸15，气缸15的活塞杆驱动顶杆3做水平直线运动，在顶杆的末端设有铆头。顶杆3末端为楔形斜面，且顶杆3侧面设有与楔形斜面9倾斜角度一致的斜凹槽10，斜凹槽10上边缘与楔形斜面9之间的区域构成顶杆小斜块11；铆头4上设有与顶杆小斜块11相匹配的滑动斜凹槽12，顶杆小斜块11沿着滑动斜凹槽12滑动；滑动斜凹槽12下边缘与铆头4底端边缘之间的区域构成铆头小斜块13，铆头小斜块13与斜凹槽10相匹配，其沿着斜凹槽10滑动。铆头4将顶杆3的直线运动转换为倾斜向上运动，但铆头4露出设置在芯棒1上的铆头孔5，铆头孔5限制了铆头4在水平方向上的移动，所以倾斜向上的运动转换为竖直向上运动。铆头4在尺寸设计时设计成头至身渐宽的结构形式，铆头4向上逐渐挤压弯管，弯管与集流管稳固胀接在一起，弯管和集流管之间的偏斜间隙消除，也就起到了预定位作用。最后，预定位后的工件进入钎焊炉进行钎焊。

本实施例构思非常巧妙，通过简洁而巧妙的结构设计将水平方向上的运动转换为竖直方向上的运动，利用铆头对弯管的挤压实现弯管与集流管的胀接预定位；本实施例有效缩减传统弯管与集流管焊接工序步骤，也无需培训高焊接技术水平人员，大幅度降低产品制造成本；本实施例操作方便快捷，预定位紧固稳定，为后续生产出的高焊接质量、外观整洁美观、高合格率的产品打下良好基础；本实施例操作方便快捷，预定位紧固稳定，为后续生产出的高焊接质量、外观整洁美观、高合格率的产品打下良好基础。本实施例制造容易，制造成本低，实用性很强，经济、社会效益显著，在液冷系统制造领域以及新能源电动汽车技术领域具有非常重要的意义。

实施例3：

一种应用所述焊接预定位胀紧工装的集流管小总成焊接方法，包括以下操作步骤：

a.预先准备好需要焊接的弯管和集流管，所述集流管上预先开好用于插入所述弯管的安装孔；

b.在焊接预定位胀紧工装上摆放好所述集流管、所述弯管的位置；

c.利用焊接预定位胀紧工装压紧所述弯管，稳固住所述弯管与所述集流管，使二者即使在受到外力冲击下依然保持静止不动；

d.利用焊接预定位胀紧工装撑胀所述弯管底部，使所述弯管底部管径增大，底部管径撑大的弯管与所述集流管紧密配合，起到预定位作用；

e.将步骤d的产物输送至钎焊炉进行整体钎焊；

f.经步骤e焊接后的产品即为集流管小总成成品。

本实施例方法将钎焊焊接工艺应用到集流管小总成生产技术领域变为可能，大幅度简化了传统集流管小总成生产工序，无需打磨，也无需培训高焊接技术水平人员，大幅度降低企业生产成本；生产出的产品外观整洁美观，焊接质量高，无变形现象，产品合格率可达百分百，本实施例方法在液冷系统制造领域以及新能源电动汽车技术领域具有非常重要的意义。

综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种焊接预定位胀紧工装，其特征在于：包括动力源机构、管状工件A定位机构、顶杆胀紧机构、管状工件B压紧机构、以及起支承作用的底座支承机构；

所述顶杆胀紧机构包括芯棒、固定所述芯棒位置的芯棒定位块、设置在所述芯棒内的顶杆；所述顶杆贯穿所述芯棒，其首端与所述动力源机构的动力输出端固定连接，其末端设有沿其侧面向上倾斜滑动的铆头，并且该铆头露出设置在所述芯棒上的铆头孔，由所述铆头孔限制所述铆头在水平方向上的移动；

所述管状工件A定位机构用于支承管状工件A；

所述管状工件B压紧机构用于将管状工件B压紧在所述管状工件A上。

2.根据权利要求1所述的焊接预定位胀紧工装，其特征在于：所述管状工件A定位机构包括工件A支撑块，所述工件A支撑块固定支承在所述底座支承机构上；

所述管状工件B压紧机构包括快速夹钳，所述快速夹钳的末端设有与之固定连接的压块，所述快速夹钳经夹钳支撑件固定支承在所述底座支承机构上。

3.根据权利要求1所述的焊接预定位胀紧工装，其特征在于：所述顶杆末端为楔形斜面，且所述顶杆侧面设有与所述楔形斜面倾斜角度一致的斜凹槽，所述斜凹槽上边缘与所述楔形斜面之间的区域构成顶杆小斜块；所述铆头上设有与所述顶杆小斜块相匹配的滑动斜凹槽，所述顶杆小斜块沿着所述滑动斜凹槽滑动；所述滑动斜凹槽下边缘与所述铆头底端边缘之间的区域构成铆头小斜块，所述铆头小斜块与所述斜凹槽相匹配，其沿着所述斜凹槽滑动。

4.根据权利要求1所述的焊接预定位胀紧工装，其特征在于：所述芯棒上设有工件A定位块，所述工件A定位块为套接在所述芯棒上的矩形块，所述矩形块上部为对开式，且对开部分采用螺栓紧固连接。

5.根据权利要求1所述的焊接预定位胀紧工装，其特征在于：所述芯棒呈T型状，其T型头部与芯棒定位块的十字槽过盈配合。

6.根据权利要求1所述的焊接预定位胀紧工装，其特征在于：所述动力源机构包括气缸。

7.根据权利要求6所述的焊接预定位胀紧工装，其特征在于：所述气缸的活塞杆经连接接头与所述顶杆的首端固定连接。

8.根据权利要求2所述的焊接预定位胀紧工装，其特征在于：所述夹钳支撑件包括固定块、滑杆、与所述滑杆固定一体的底座，所述快速夹钳本体固定在所述固定块上，所述固定块经螺栓与所述滑杆固定连接，所述底座固定支承在所述底座支承机构上。

9.根据权利要求1所述的焊接预定位胀紧工装，其特征在于：所述底座支承机构包括底板和侧板，所述侧板与所述底板螺栓固定连接。

10.一种应用权利要求1至9任一所述的焊接预定位胀紧工装的集流管小总成焊接方法，其特征在于，包括以下操作步骤：

a.预先准备好需要焊接的弯管和集流管，所述集流管上预先开好用于插入所述弯管的安装孔；

b.在焊接预定位胀紧工装上摆放好所述集流管、所述弯管的位置；

c.利用焊接预定位胀紧工装压紧所述弯管，稳固住所述弯管与所述集流管，使二者即使在受到外力冲击下依然保持静止不动；

d.利用焊接预定位胀紧工装撑胀所述弯管底部，使所述弯管底部管径增大，底部管径撑大的弯管与所述集流管紧密配合，起到预定位作用；

e.将步骤d的产物输送至钎焊炉进行整体钎焊；

f.经步骤e焊接后的产品即为集流管小总成成品。