CN109396695B - 用于mig钎焊和火焰钎焊的紧固件和工件及其制作方法 - Google Patents

Abstract

一种用于MIG钎焊和火焰钎焊的螺纹紧固件和工件，螺纹紧固件和工件紧密贴合的焊接处有钎料槽，钎料槽为环形钎料槽、单个独立的钎料槽、或者长条形钎料槽。螺纹紧固件和工件的钎料槽采用切削或者锻压的方式制作，陶瓷类的螺纹紧固件和工件在制作土坯的时候制作。

Description

用于MIG钎焊和火焰钎焊的紧固件和工件及其制作方法

说明：本案是发明专利《一种多功能螺纹紧固件的焊接方法及设备》的分案申请，该申请的申请号为：2016104739384，申请日期2016年6月26日。

所属技术领域

本发明涉及一种MIG钎焊和火焰钎焊的螺纹紧固件焊接设备，尤其涉及通过这种焊接设备定位和焊接的螺纹紧固件和工件，以及这种螺纹紧固件和工件的制造方法。

背景技术

螺纹紧固件的焊接在制造领域的应用非常广泛，如汽车、摩托车、电动自行车、工程机械、通讯设备、高铁列车、飞机等。传统螺纹紧固件的焊接方式是电阻凸焊，焊接设备采用电阻点焊机(也叫电阻凸焊机)。这种焊接方式需要在焊接前将螺纹紧固件的焊接端加工成凸点，将有凸点的螺纹紧固件与其它钣金类零件焊接。由于此种焊接方式的热源是电阻热，故称之为电阻凸焊。之所以有凸点，是为了焊接时将电流集中，以便提高电能的强度，否则，焊接将很难实现。为了实现良好的焊接效果，电阻凸焊对凸点的大小、高度、数量都有很高的要求，而且同一个螺纹紧固件上凸点的大小、高度也要保持一致。况且用于焊接的螺纹紧固件的规格都不是很大，多数在M6-M14之间，在这种小的金属物体上加工3-4个凸点，不仅对加工工艺及加工模具的制造要求很高，还增加了制造工序，延长了制造时间，螺纹紧固件上的凸点还使制造的材料增加。虽然是一个不起眼的凸点，却提高了螺纹紧固件的制造成本。

由于螺纹紧固件采用电阻凸焊的方式焊接，因此需用电阻点焊机这种设备进行焊接。电阻焊机一般分为电源、电极、加压系统、冷却系统和控制系统组成。电源是为焊接提供足够强度的电能。电极是焊机的焊接机构，分为上、下电极，上、下电极将螺纹紧固件与与之焊接的钣金件通过加压机构(汽缸)压紧，电流通过电极传导至螺纹紧固件和钣金件。螺纹紧固件和钣金件通电后产生电阻热将螺纹紧固件上的凸点和钣金件与凸点接触部位的金属加热至焊接温度。这时加压机构通过电极将压力传导至螺纹紧固件与钣金件上，将高温金属压紧并位置一端时间来完成焊接。焊接过程的预压时间，焊接时间，维持时间，休止时间以及焊接电流等由控制系统进行控制。冷却系统的作用就是降低电极焊接时产生的温度。

用电阻点焊机焊接螺纹紧固件，因其焊接效率高，操作简单等优点，目前广泛被各相关生产厂家所使用。但其缺点也很明显，尤其体现在以下几个方面：电阻点焊机的冷却系统增加了设备采购成本和使用成本。电极需要加工冷却水的通道，冷却水是液体，易外漏，电极加工的难度高。电极需要选用高导电率、低电阻金属，价格高，且通常这类金属硬度较差，容易磨损，更换频率高。焊接时需要施加很高的预压力和顶锻力，易对操作者造成伤害。只适合焊接低碳钢金属，无法焊接中、高碳钢等力学性能更好的金属，对电阻率较低的金属如铝、镁等的焊接较困难，更不能进行异种金属之间的焊接。只能焊接薄板，对5mm以上的厚板焊接性较差。由于焊接时需要对工件施加预压力和顶锻力，上、下电极就必须垂直于工件的焊接面，在焊接U型钣金件时，只能焊接底部的螺纹紧固件，如果焊接的螺纹紧固件在U型钣金件的两侧，不管螺纹紧固件在内侧还是外侧，都无法进行焊接。电阻凸焊的这种特性对管类零件尤其是空心管的焊接效果也不好。另外电阻点焊这类设备功率大，不利与电网的平衡运行。

专利《螺母焊接专用焊枪及其焊接的工艺方法》，专利号CN2005100158849，该专利的焊接原理是采用电容放电方式进行焊接。具体是由焊接螺母的引弧凸点进行引弧，在瞬间的拉弧状态下，将焊接螺母表面与被焊工件局部熔化的焊接工艺，在焊接分类中属于螺柱焊的范畴。该发明通过专用焊枪夹持焊接螺母，再将螺母顶部的定位台插入母材的孔内进行焊接。该方法由于采用焊枪焊接，跟电阻点焊机相比则更加灵活，但由于焊枪的外形尺寸太大，遇到内部尺寸狭小的U型钣金件，且螺纹紧固件需焊接在U型钣金件内侧壁的情况，这种焊接方式就无能为力了。再者这种焊接方法要在螺母上加工定位台，螺母的焊接部位还要有引弧凸点，螺母的制作工艺比电阻凸焊更加复杂。还有该方法对螺纹紧固件和母材的含碳量也有严格要求，一般不超过0.2％，否则焊接性会降低，易造成螺纹紧固件大量脱落。焊枪焊接螺母时，为保证螺母与母材的垂直度，焊接时需操作者将焊枪前端的3个定位柱都与母材贴紧。由于采用人工操作，效率低且效果很难保证，操作者稍微疏忽，就不能保证3个定位柱都完全与母材贴紧。这种情况在焊接螺柱时更为严重，因为螺柱的长度是螺母的几倍甚至十几倍，在歪斜角度一致的情况下，长度越长，顶端的偏差就越大。

综上所述，目前用于螺纹紧固件的焊接方式有两大类一种是电阻凸焊，另一种是弧焊。电阻焊的热源是电阻热，电极集焊接、压紧、定位于一体，结构简单。但电极需要冷却，焊接时需要施加足够强度的预压力和顶锻力，只能焊接低碳钢，螺纹紧固件焊接部位需要加工凸点，焊接稳定性差等缺点也不可忽视。弧焊对螺纹紧固件的焊接也分为两种，一种是用MAG 焊、TIG焊等进行焊接，另一种是螺柱焊。TIG焊的优点是飞溅少，几乎没有，因此焊接时不需采用防飞溅的措施。焊接时需要有简易的定位工装对螺母进行定位，如不做工装的话就要将螺母加工一个定位凸台——类似于上文《螺母焊接专用焊枪及其焊接的工艺方法》中的螺母定位台，焊接时将定位凸台放进钣金类零件相应的孔内，完成对螺母的定位，螺母根据规格的大小一般焊2-4点，人工施焊，一点焊好再焊接另一点，一次焊一点，一个螺母要经过2-4 次焊接，焊点均匀分布在螺母周围。MAG焊由于有填充金属，因此焊点比TIG焊饱满，也没有咬边的缺陷。此外还有熔化极惰性气体保护电弧焊(以下简称MIG焊)，此种焊接跟MAG焊类似，就是保护气体不一样。弧焊焊接螺纹紧固件，除了保证螺母定位准确外，还需要对螺母压紧，否则在焊接第一点时由于螺母受热不均导致螺母不能与钣金贴合，造成螺母歪斜(如果是螺栓则更严重)。专利《一种板材与螺母焊接快速定位工装》虽然有压紧功能，但缺点也很明显。最后就是螺柱焊，螺柱焊的焊枪采用人工操作，稳定性差。

尽管焊接螺纹紧固件的方式很多，如电阻凸焊、MAG焊、TIG焊、MIG焊、螺柱焊等等，但遇到一些形状特殊的钣金件，螺纹紧固件的焊接也很困难。像上文说的U型钣金件侧臂的内侧和外侧焊接螺纹紧固件，这两种情况电阻凸焊都不能焊接。螺柱焊只能焊接侧壁外侧的螺纹紧固件，内侧则不能。MAG焊、TIG焊、MIG焊虽然能够焊接，由于内部空间狭小，螺纹紧固件的定位和压紧都很困难。比如焊接螺母时，只能用一颗与之匹配的螺栓将螺母旋拧在钣金件上，焊接后再将螺栓拧出。这种方式焊接螺纹紧固件效率极低。替代的方法就是使用拉铆螺母，与之匹配的是拉铆枪。这种铆接的方式来连接螺母，生产效率有所提高，但铆接螺母的制造工艺复杂，成本高，且需要额外购买铆接螺母的工具——拉铆枪。

发明内容

本发明通过更换不同的焊接电源并更换与之配合的焊枪，能在同一台设备上实现MAG焊、 TIG焊、MIG焊、螺柱焊、MIG钎焊等焊接方式对螺纹紧固件的焊接。并针对不同外形的工件和不同种类的螺纹紧固件设计不同的定位机构、夹紧机构和焊枪形态。可以进行各种复杂型面钣金件，特别是U型钣金件侧壁与螺纹紧固件的焊接；以及各种管件(横截面为圆形或者多边形、空心或者实心)与螺纹紧固件的焊接。也适合各种金属材料、异种金属甚至是异种材料与螺纹紧固件的焊接。本发明具有同时对螺纹紧固件和工件进行定位和焊接的双重功能，且一台设备可以安装多把焊枪进行焊接，与传统弧焊焊接螺纹紧固件相比，具有焊接效率高，焊接质量好的优势。

本发明的焊接方法和设备解决其技术问题所采用的技术方案是：机体、焊接机构、动力组件、夹持机构、压紧机构、定位机构、弧光挡板组件、控制系统以及照明灯、计数器等其他若干辅助功能件组成一套完整的焊接设备。机体是焊接机构、动力组件、夹持机构、压紧机构、定位机构、弧光挡板组件以及控制系统的载体。动力组件可以用气压缸、液压缸或者电动机提供动力。焊接机构分为MAG焊机、TIG焊机、MIG焊机、螺柱焊焊机，如果需要焊接高碳钢、合金钢、异种金属或者异种材料，还可以使用MIG钎焊焊机。焊接机构执行焊接任务的开关、动力组件的动力输出等由控制系统，焊接机构安装在机体上，机体内可以放置一台或多台焊接机构，也可以同时放置多种类型的焊接机构，并可以根据需要随时更换不同类型的焊接机构。焊接机构上的焊枪由手握式改为夹持式，固定在设备的夹持机构上，原则上一台焊机配一把焊枪,但也可以一台焊接机构陪多台送丝机构和多把焊枪，且焊枪可以随意拆换。也就是说一颗螺纹紧固件可以使用多把夹持式焊枪同时焊接，甚至一颗螺纹紧固件上可同时使用MAG焊、TIG焊、MIG焊和MIG钎焊进行焊接(如果有必要的话)。螺纹紧固件与工件的定位由定位机构完成，螺纹紧固件与工件的压紧由压紧机构完成，特殊情况下，压紧机构也兼有定位的功能。螺纹紧固件与工件的定位方式包括复合定位、独立定位以及这两种方式相结合的组合定位等。复合定位方式就是同时对螺纹紧固件和工件进行定位，这种定位方式适合工件焊接处有孔的情况，螺母一般采用定位销的方式同时对工件进行定位，即定位销为台阶式，工件焊接处的孔插入定位销直径大的部分，螺母的螺纹孔插入定位销直径小的部分，此外再配以定位面进行定位，复合定位的工件和定位销均采用同一个定位销和定位面定位。螺栓的定位一般采用定位孔和定位面的方式同时对工件进行定位，即螺栓穿过工件焊接处的孔后再插入定位孔内，此外再配以定位面进行定位。独立定位方式就是分别对螺纹紧固件和工件进行定位，螺纹紧固件和工件分别有独立的定位机构进行定位，螺纹紧固件的定位机构和工件的定位机构之间不发生关系。定位销和定位面只对螺母进行定位，定位孔和定位面只对螺栓进行定位，限位柱对工件的边和轮廓进行定位，(倾斜)定位纵杆(偏心定位筒) 对工件的面进行定位，定位销对工件的孔(包括焊接处的孔和其他地方的孔)进行定位。组合定位就是复合定位与独立定位相结合的方式进行定位，多用于复合定位不能完全对工件进行定位的情况下再辅以独立定位的方式，也就是用定位销、定位孔、定位面对螺纹紧固件和工件进行定位的同时，再使用限位柱、(倾斜)定位纵杆(偏心定位筒)和定位销对工件进行定位。另外还可以用光束照射的方式进行定位，即将发射光束的光源固定在设备上，在工件焊接螺纹紧固件的位置做上标记，光束照射在工件上的光点即为螺纹紧固件的焊接位置，当光点与工件上的标记重合时，即完成对工件的定位。一般情况下螺母用螺纹孔进行定位，特殊情况下螺母也可以采用外形定位，也就是定位孔进行定位。在螺栓有孔的情况下，螺栓也可以用定位销进行定位。定位销和定位孔为固定式垂直于地面(水平面)，也可以是旋转式并与地面(水平面)呈一定角度。螺栓和螺母可以定位在工件的上方、下方、前方、右方、左方和右方等任意方向。不管是螺纹紧固件的定位还是工件的定位，必须对其前、后、左、右、上、下六个方向进行限制才能使物体的位置具有唯一性，即定位。定位销、定位孔能限制四个方向，限位柱、(倾斜)定位纵杆(偏心定位筒)、定位面能限制两个方向。

为了避免焊接中的弧光对操作者眼睛和脸部皮肤的伤害，本发明还配有弧光挡板。焊接前，在焊机上设置好电流、电压、送丝速度、气体流量等焊接参数。将压紧机构和夹持式焊枪下移，调节压紧机构前、后、上、下各方向的位置，使其能压紧螺纹紧固件和工件(钣金件或者管件)；再调节好夹持机构上的焊枪与焊接处的距离和角度。调好后动力组件带动压紧机构和夹持机构向上移动——复位，设备处于待焊接状态。正式焊接时，将螺纹紧固件和工件放入定位机构进行定位。然后启动设备，动力组件带动压紧机构和焊枪向下移动，压紧螺纹紧固件和工件的同时焊接机构开启，焊接机构开始对螺纹紧固件与工件的焊接处进行焊接，当用螺柱焊机焊接螺纹紧固件时，一把螺柱焊焊枪焊接一颗螺纹紧固件。当用MAG焊、TIG焊、 MIG焊和MIG钎焊焊机焊接螺纹紧固件时，一把焊枪在螺纹紧固件与工件间焊接一焊点。操作者可以根据需要焊接若干个焊点，只须安装相同数量的焊枪即可。通常情况下安装2-4夹持式焊枪就能满足需要。焊接持续一段时间(0.1-30秒)后焊接结束，此时动力组件带动压紧机构和焊枪复位，然后操作者将焊好的产品取出，整个焊接过程完成，随后进行下一颗螺纹紧固件的焊接，如此循环操作。以上各功能单元的压紧、焊接、复位等作业内容由设备的控制系统控制，操作者只需装件——启动设备——取件，整个过程一人便能完成，且操作简单，不需进行专业训练，稍加培训就能操作。操作者可以根据不同材质的产品选择不同的焊接方式。如焊接低碳钢、中碳钢和不锈钢等材料可以选择MAG焊；焊接低碳钢、不锈钢、铝、镁等材料可以选择TIG焊或者MIG焊；焊接高碳钢、合金钢、有色金属、异种金属甚至是异种材料可以选择MIG钎焊；如果选择螺柱焊，则可以焊接低碳钢和不锈钢。当螺纹紧固件的焊接工作不是太多，设备暂时闲置时，则可以把设备上的焊接机构(MAG焊机、TIG焊机、MIG焊机、MIG 钎焊焊机)拆下来，将焊枪更换成普通人工操作焊枪，即可以进行常规的人工焊接，如果更换成机器人焊枪，配上焊接机器人，就可以进行机器人自动化焊接。如需要在体积庞大，人员无法搬动的大型零件或者机器设备上进行螺柱焊，则可以把螺柱焊的夹持式焊枪更换成现有普通手持式焊枪，发挥其灵活、不需搬动焊接工件的优势。本发明的螺纹紧固件不用加工凸点，并能代替螺纹紧固件与工件的拉铆连接。是一种真正的一机多用，一机多能的螺纹紧固件焊接设备。

MAG焊、TIG焊、MIG焊、MIG钎焊这四种焊接方式的不同之处在于，MAG焊的保护气体为活性气体、电极形式为熔化极——焊丝；TIG焊的保护气体为惰性气体，电极形式为不熔化极——钨极；MIG焊的保护气体为惰性气体，电极形式为熔化极——焊丝；MIG钎焊的保护气体为惰性气体，电极形式为熔化极——钎料。MAG焊、MIG焊是依靠电弧热熔化母材和填充金属； TIG焊是依靠电弧热熔化母材，没有填充金属；MIG钎焊是依靠电弧热熔化钎料，母材不熔化。上述四种焊接方式虽然略有不同，但焊枪的形式基本一样，只要采用相应的焊接机构，并对现有焊枪稍加改进，在夹持机构上安装相应的焊枪即可实现。故上述技术方案能够实现MAG 焊、TIG焊、MIG焊、MIG钎焊对螺纹紧固件的焊接。

本发明的有益效果是：现有的电阻凸焊这种螺纹紧固件的焊接方式，是压力焊的一种，焊接时需要施加高达3000N-10000N的压力。而本设备采用MAG焊、TIG焊、MIG焊、螺柱焊和MIG 钎焊等焊接方式，在焊接类型上属于电弧焊。焊接本身并不需要压力，只是出于固定、压紧螺纹紧固件和工件，防止焊接变形的目的才在焊接时施加适当的压力，但这个力远没有电阻凸焊的压力大，只有电阻焊压力的十分之一左右。由于焊接压力小，因此不会对操作者造成伤害。对一些外形和焊接位置比较特殊的工件——如在U型钣金件侧壁的内侧进行螺纹紧固件的焊接，由于采用了特殊的定位机构和弧焊的焊接方式，也能轻松实现，从而避免采用拉铆的方式固定螺纹紧固件(拉铆螺纹紧固件的成本高、效率低)。本发明是依靠电弧热将螺纹紧固件和工件熔化来实现焊接，螺纹紧固件不需要加工凸点，结构简单。螺纹紧固件与管材(管材的横截面为圆形或者多边形，管材内部是空心或者实心)的焊接，本发明也有明显的优势。如与圆管(空心或者实心)焊接，螺纹紧固件与圆管的接触面只有一条线，传统的电阻凸焊要求螺纹紧固件的凸点需与圆管接触，否则焊接就无法实现。也就是说螺纹紧固件与管件的位置度要求高，焊接时操作者不好把握。如果管材(空心管)的管壁太薄，电阻凸焊的压力就会将管件压变形，且焊接强度也会降低——焊接时将薄管压塌导致焊接所需的压力不能满足。如果是管壁太厚或者是管径太大的实心管，就会造成螺纹紧固件与工件不匹配，使焊接难度增加——跟在厚板上进行电阻凸焊一个道理。横截面是多边形的管材，由于这类管材的边都是平面，焊接时螺纹紧固件与管材位置度要求倒是降低不少。但如果要在管材棱边上进行焊接，则会出现与在圆管上焊接一样的问题。本发明采用电弧焊原理，焊接时不需要强大的压力，也不依靠电阻热，且焊接时还可以添加填充金属。与电阻凸焊的焊接原理完全不同，在螺纹紧固件与管材焊接时，无论是实心的管材，空心的管材，厚的管材，薄的管材，也不管横截面是圆形的管材还是多边形的管材都能轻松实现焊接。在焊接材料方面，电阻焊只能焊接低碳钢或者不锈钢，而本设备不仅能焊接低碳钢和不锈钢，还能焊接中高碳钢、合金钢有色金属、异种金属甚至是异种材料。

传统的MAG焊、TIG焊、MIG焊、MIG钎焊焊接螺纹紧固件的方法，无压紧定位机构，且采用人工焊接。人工焊接一次只能焊接一点，一颗螺纹紧固件一般需焊接2-4点，那么也就需要焊接2-4次，这就导致了传统的弧焊焊接螺纹紧固件的焊接效率很低。人工焊接对操作者的技能水平要求也很高，需要经过专业的培训才能胜任。螺纹紧固件焊接在工件上，需要对螺纹紧固件和工件进行定位，最简单的方法就是采取自定位的方式。就是在螺纹紧固件上加工一个定位凸台，定位凸台的形状与尺寸与工件上的孔配合，焊接时螺纹紧固件的凸台防入工件的孔内，然后在进行焊接。但螺纹紧固件没有受到外力的约束，且一次只能焊接一个焊点，这就导致受热不均易造成螺纹紧固件的一端上翘，不能与工件贴紧，由于没有保护措施，螺纹上也会粘上焊接飞溅。上文提到的《一种防止焊渣渗入螺母孔的焊接夹具机构》，通过防飞溅定位销来防止焊渣进入螺母内，但对该定位销的材质没有进行说明，用绝缘材料效果最好。用金属材料的话虽也能起到预防焊渣的效果，但这种防飞溅定位销与螺母的螺纹接触会产生接触电阻，接触电阻产生的高温会烧损螺母内的螺纹。就算不计较防飞溅定位销的材料问题，该专利也有很多缺陷。首先没有压紧装置，如果不是事先用电阻凸焊将螺母焊好，焊接后螺母就会上翘，螺母与钣金件的垂直度就不能保证。螺纹紧固件分为螺母和螺栓(或者螺柱)，该专利只对螺母的飞溅有很好预防作用，对螺栓却不适用。如果遇到管材与螺母进行焊接，该专利也没有相应的技术方案。《一种板材与螺母焊接快速定位工装》，该专利采用螺母定位部件来压紧螺母，螺母上翘的问题得到了很好的解决。但也只适合螺母与板材的焊接，如果是其他形式的焊接，如螺栓与板金件进行焊接、螺母与管材的焊接或者是螺栓与管材的焊接都不适用。且在实际操作中，需要一人手持定位工装，另一人进行板材和螺母的定位工作，两人协同操作才能完成，定位完成后也是需要人工焊接。该定位工装不仅操作人数多，效率也很低，对焊接工人的技能要求也高。不管是《一种防止焊渣渗入螺母孔的焊接夹具机构》，还是《一种板材与螺母焊接快速定位工装》，本质上只是一种工装夹具，仅仅起到螺纹紧固件的定位和防护作用，并不具备焊接的功能，螺纹紧固件的焊接还需要焊接设备来完成。传统的螺柱焊在焊接螺柱或者螺母时虽然能一次完成，但工人在焊接时不但要将螺柱或者螺母准确地焊接在工件规定的位置上，同时还要保证螺纹紧固件与工件的垂直度，这就导致了传统螺柱焊定位精度差，垂直度不稳定，效率也不高。本发明针对不同的工件和不同的螺纹紧固件分别设计不同的定位机构、夹紧机构和焊枪，能实现各种形状和厚度的钣金件(包括U型钣金件)、各种形状和厚度的管材分别与各种类型的螺纹紧固件的焊接。本焊接设备是放置在地面上，不需人力扶持，压紧机构由动力组件提供动力不仅节省人力，在保证螺纹紧固件与工件的贴合度、垂直度以及防止飞溅损伤螺纹的同时效率也更高。定位机构与螺纹紧固件螺纹的接触部分采用高强度绝缘材料或者对设备中与螺纹接触的部位进行绝缘处理，杜绝了接触电阻对螺纹的损伤。焊接设备在压紧螺纹紧固件的同时进行焊接，自动化程度高。通过在焊接设备上安装多把夹持式焊枪实现了焊接的一次完成，焊接效率高；螺纹紧固件和工件的定位、焊接等工作一人即能完成，焊接前只需设定好各项焊接参数，并调整好定位机构、压紧机构、夹持式焊枪的位置就能轻松焊接，对操作者的技能要求低，节约了人力成本。螺柱焊的焊枪由传统的手持式改为夹持式，固定在设备的夹持机构上，由动力组件驱动。确保了螺柱焊时螺母与工件贴合紧密以及螺柱与工件垂直；焊接时不需要人工操作焊枪，效率也更高。

附图说明：

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为该设备整体示意图，其中控制系统未示。

图1中：10.机体，20-01.焊接电源，20-02.送丝机构，20-03.气瓶，20-04.夹持式焊枪，30.动力组件，40.弧光挡板组件，50.夹持机构，60.压紧机构，70.螺纹紧固件，80.工件，90.定位机构。

图2为螺栓加工钎料槽后的焊接示意图。

图2中：20-04.夹持式焊枪，60-02.压紧杆，70-01.螺栓，70-01-2.钎料槽，80.工件； 90-10.螺栓绝缘套，90-11.螺栓定位杆。

图3为螺母加工钎料槽后的焊接示意图。

图3中：20-04.夹持式焊枪，60-02.压紧杆，70-03.螺母，70-03-1.钎料槽，80.工件， 90-01.定位销，90-02.定位盖，90-02-1.定位面，90-03.连接杆，90-45.弹簧导盖，90-46. 定位销弹簧，90-47.弹簧杆。

图4为加工钎料槽(环形)的螺栓。

图5为加工钎料槽的螺栓。

图6为加工钎料槽的螺母。

具体实施方式

实施例14：本实施例是针对钎焊特别是MIG钎焊和火焰钎焊设计的技术方案，焊接前先将螺纹紧固件的焊接部位加工钎料槽，然后再进行焊接，如图2、图3、图4、图5、图6。钎料槽的高度在0.1-3mm之间，深度在2-20mm之间。钎焊是靠熔化的钎料对物体(螺纹紧固件和工件)的毛细或者是浸润作用来实现两者的连接的，焊接处通常是螺纹禁锢件与工件的贴合处的缝隙，焊接时需要将螺纹紧固件与工件压紧，因此贴合处的缝隙会很小，液态钎料进入的阻力很大。但是要实现钎料对螺纹紧固件和工件的贴合面足够多的浸润，往往需要一定的时间。因为钎料是在外部熔化，要浸润到里面需要有足够的温度和时间，但焊接温度场的分布是离热源越远温度越底。而本设备的焊接时间很短，甚至只有0.1秒，使钎料浸润到贴合处形成的缝隙的体量有限，焊接后还会造成大量钎料(相对于浸润到缝隙里的钎料)堆积在贴合处的缝隙外面。螺纹紧固件加工钎料槽后，使钎料焊接时浸润的缝隙变大，液态钎料进入的阻力成倍降低，钎料进入缝隙的速度就会变快和增多，同时熔化的钎料对螺纹紧固件和工件贴合面加热的速度也加快(因为进入缝隙且熔化的钎料比以前多)，钎料的浸润面也增加。因此也就提高了焊接速度和焊接强度。

图2为螺栓(70-01)加工钎料槽(70-01-2)后的焊接示意图。图3为螺母(70-03)加工钎料槽(70-03-1)后的焊接示意图。图中的弹簧杆(90-47)固定在连接杆(90-03)上，定位销弹簧(90-46)放入弹簧杆(90-47)内，弹簧导盖(90-45)罩住定位销弹簧(90-46) 和弹簧杆(90-47)。弹簧导盖(90-45)上端与定位销(90-01)接触。当压紧杆(60-02)向下压紧螺母(70-03)与工件(80)时，定位销(90-01)也受压下移，压力通过弹簧导盖(90-45) 传导给定位销弹簧(90-46)，定位销弹簧(90-46)压缩。焊接完成后压紧杆(60-02)上移，定位销弹簧(90-46)回弹，定位销(90-01)复位。该结构的好处在于，当连接杆(90-03) 的内孔尺寸远大于定位销弹簧(90-46)直径时，定位销弹簧(90-46)也能正常工作。当然还有另外一种方案，该方案不需要弹簧杆(90-47)和弹簧导盖(90-45)，只需要一个T型的弹簧导杆，在连接杆(90-03)内孔底部钻孔，T型弹簧导杆穿入定位销弹簧(90-46)并插入到连接杆(90-03)内孔底部的孔内，T型弹簧导杆的上端与定位销(90-01)接触。此结构一样可以起到固定弹簧的作用，且结构更简单。且跟采用锥形弹簧相比更节省空间。图4 和图5为两种不同的钎料槽，图4是沿螺栓(螺纹紧固件)一周加工成环形钎料槽。而图5是在螺栓(螺纹紧固件)焊接处周围单独加工的左右两个独立的钎料槽。在实际焊接中独立钎料槽的数量根据需要确定，没有限制。图6为T型螺母的钎料槽。

该技术方案不仅适用于螺纹紧固件与工件的焊接，还适用于工件与工件的焊接，一般情况下，厚的工件采用切削或者锻压的方式制作钎料槽，薄的工件采用锻压的方式制作钎料槽，非金属工件根据各自的制造工艺制作钎料槽，如陶瓷在制作土坯的过程中制作钎料槽。钎料槽的形式除了上述的环形钎料槽，单个独立钎料槽外，遇到工件尺寸大，钎焊焊缝又很长的情况下，则钎料槽应该制作成长条形，长条形钎料槽的长度与钎焊焊缝的长度相等或略长。

以上为本发明的技术方案，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进，均属于本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种采用MIG钎焊焊接螺纹紧固件和工件的方法，依靠熔化的钎料对螺纹紧固件和工件的毛细或者是浸润作用来实现两者的连接，其特征是：螺纹紧固件与工件(80)的定位由定位机构完成，螺纹紧固件与工件(80)的压紧由压紧机构完成，螺纹紧固件为螺栓(70-01)或者螺母(70-03)；当螺纹紧固件为螺栓(70-01)时，工件(80)上有孔，螺栓(70-01)与工件(80)紧密贴合的焊接处有钎料槽，钎料槽在螺栓(70-01)上，或者在工件(80)上，焊接时，螺栓(70-01)穿过工件(80)上的孔后插入螺栓绝缘套(90-10)内，以此对螺栓(70-01)在工件(80)上进行定位，压紧杆(60-02)将螺栓(70-01)和工件(80)压紧，钎料槽与焊枪(20-04)对正，便于焊接时钎料能快速进入钎料槽内；

或者是当螺纹紧固件为螺母(70-03)时，工件(80)上有孔，螺母(70-03)与工件(80)紧密贴合的焊接处有钎料槽，钎料槽在螺母(70-03)上，或者在工件(80)上，焊接时，工件(80)上的孔和螺母(70-03)依次放入定位销(90-01)，定位销(90-01)为台阶式，工件(80)焊接处的孔插入定位销(90-01)直径大的部分，螺母(70-03)的螺纹孔插入定位销(90-01)直径小的部分，以此对螺母(70-03)在工件(80)上进行定位，压紧杆(60-02)将螺母(70-03)和工件(80)压紧，钎料槽与焊枪(20-04)对正，便于焊接时钎料能快速进入钎料槽内；

钎料槽沿螺纹紧固件的外沿呈环形分布，即环形钎料槽；或者是以单个独立的钎料槽分布在螺纹紧固件的外沿，钎料槽的数量没有限制；或者是钎料槽为长条形；

钎料槽采用切削或者锻压的方式制作；陶瓷的螺纹紧固件和工件(80)在制作土坯的时候制作钎料槽。

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