CN111843150A - 一种用于碰焊的气接头结构及碰焊设备和碰焊方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及制动气室加工技术领域，尤其是一种用于碰焊的气接头结构，包括接头本体，接头本体为中空筒状结构，接头本体与后盖对接一端的环形端面上设置有环形的连接体；同时还要求保护碰焊设备和碰焊方法。本发明所得到的一种用于碰焊的气接头结构及碰焊设备和碰焊方法，其通过气接头的合理结构、碰焊设备的合理结构及碰焊方法的设计，能实现气接头与后盖之间进行碰焊，且焊接强度高。其焊接后的气接头与后盖之间通过破坏性试验过程中，气接头能将后盖的母料完全咬下，即焊接处的强度大于后盖的材料强度。
Description
技术领域
本发明涉及制动气室加工技术领域，尤其是一种用于碰焊的气接头结构及碰焊设备和碰焊方法。
背景技术
现有技术中，在制动气室的气接头与后盖的焊接对强度要求高，一般都采用电弧焊，但是原有的焊接方式其需要消耗惰性气体，产生废气，同时还会产生光污染，成本高、效率低下等。而传统行业内碰焊中，对碰焊材料、碰焊表面要求高，所以在制动气室加工过程中无碰焊的使用。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述技术的不足而提供一种用于碰焊的气接头结构及碰焊设备和碰焊方法，能实现对气接头与后盖的连接采用碰焊，且强度高。
为了达到上述目的，本发明所设计的一种用于碰焊的气接头结构，包括接头本体，接头本体为中空筒状结构，其内壁设置有内螺纹，接头本体与后盖对接一端的环形端面上设置有环形的连接体，其连接体的截面为直角梯形结构，其连接体的高度为2-3mm，其远离接头本体一端的端部宽度为0.3-0.6mm，其斜面与接头本体的轴向之间的夹角为35-45°，连接体的外围相对于接头本体的外围向内缩进，缩进尺寸为1.5-2mm。
通过气接头端部的连接体设计，采用的连接体高度为2-3mm，且其厚度方向向内缩进，同时内侧为斜面设计，在预压力施加的过程中，其连接体与后盖之间的间隙全部被压平整，因为连接体端部可以产生少量形变，使得其与后盖之间不会产生间隙，所以能避免焊接时击穿空气而分散电流的情况下，进而提升焊接效果。连接体端部的0.3-0.6宽度的端面与其倾角为35-45°的设计，一方面保证气接头的连接体在运输过程中的强度，防止碰撞造成焊接面的不平整，另一方面保证焊接融化过程中的电流变化尽量小，持续保持高电流，焊接完全。
一种用于气接头与后盖进行焊接的碰焊设备，包括储能焊机，储能焊机上设置有下电极和上电极，下电极固定设置，上电极通过液压缸设置在下电极的正上方的储能焊接上，在上电极上套设有固定环，固定环的下端位于上电极的下方，固定环与上电极配合后形成一个开口向下的圆柱体内凹腔，内凹腔内部用于装载气接头，在内凹腔所在范围内的固定环侧壁上设置有一个径向通孔，径向通孔与内凹腔连通处直径缩小，在径向通孔内部设置有一个钢珠，径向通孔与内凹腔连通处的直径小于钢珠的直径，在靠近固定环外壁一侧的径向通孔内设置有内螺纹，在径向通孔内设置有限位螺栓，在限位螺栓与钢珠之间的径向通孔内设置有压簧；在下电极的上端面向下设置有一个定位孔，在定位孔内设置有定位销，定位销的端部凸出于下电极的上端面，凸出部分的定位销用于与后盖上的气孔配合定位。
固定环与上电极所形成的内凹腔的深度等于气接头的接头本体的轴向长度，内凹腔的外径与气接头外界之差小于钢珠从径向通孔进入内凹腔的最大径向尺寸。
所述定位销的结构至少包括圆柱体部分和设置在圆柱体部分端部的弧面结构，且定位销与定位孔配合时，暴露在下电极端面以外的部分为弧面结构和少量圆柱体部分，暴露在外的圆柱体部分的高度大于或等于气孔处的后盖的厚度。
上述方案设计，在实际使用加工过程中，将气接头插入固定环内部，其插入过程中将钢珠向通孔内部推，插入到位后，钢珠在压簧的作用下压向气接头，使得气接头保持在固定环内部，其装夹过程简单方便，而且焊接后由于与后盖连接，所以当上电极升高时，气接头与固定环之间自动脱粒，简单方便。而下电极上的定位销的设计，能对后盖的定位精确，尤其是定位销端部为弧面接头，便于后盖与定位销的配合定位，而且暴露在下电极端面以上的定位销的圆柱体部分的高度大于或等于气孔处的后盖的厚度，能使其对后盖的定位更加精准，焊接效果更好。通孔处的限位螺栓的设计，通过调节限位螺栓的相对位置而进行对压簧作用在钢珠上的压力大小，从而调节对气接头在固定环内的定位，方便可靠。
一种采用上述碰焊设备进行的气接头与后盖碰焊的方法，采用储能焊机，将气接头装配在内凹腔内部，在后盖的气孔定位在下电极上，然后液压缸向下使得气接头与后盖定位对接，先对气接头与后盖之间施加预压力，在焊接前进行增压至焊接压力，释放焊接电流，完成焊接后进行回火，最后上电极上升，取下工件。
焊接前储能焊机的电容充电至450-500V，焊接前施加的预压力大小为22500-31500N，在电流释放前及释放过程中的焊接压力为36000-40500N，焊接后的回火将电容充电至350V后释放电流。
其中作为优选，在释放焊接电流前0.1秒，将预压力进行增加至焊接压力，且焊接压力保持0.2秒即可，即焊接压力施加0.2秒后，即可撤除，当然撤除焊接压力过程及撤除后上电极始终与气接头接触，可以保持较低压力，然后利用350V的电压释放电流进行回火，以消除焊接应力。当然上述预压力的施加时间及焊接压力的施加时间可以更加实际情况适应性调整，需要考虑加工效率，且焊接压力的施加时间至少大于焊接电流的释放时间。
上述方案，采用预压力和焊接压力分两次分别施加，能有效增加焊接面的接触效果。且在焊接压力的合理设定的情况下，能提升焊接效果，而且可以减少焊接火花的产生，加工过程更加安全可靠。焊接电压及回火电压的设计及焊接压力的配合，能使得制动气室上的后盖、气接头等所使用的普通材料（如20#钢、SPHC板材）能适用碰焊，而且减少材料表面氧化层的影响，提升焊接性能，降低成本等。
本发明所得到的一种用于碰焊的气接头结构及碰焊设备和碰焊方法，其通过气接头的合理结构、碰焊设备的合理结构及碰焊方法的设计，能实现气接头与后盖之间进行碰焊，且焊接强度高。其焊接后的气接头与后盖之间通过破坏性试验过程中，气接头能将后盖的母料完全咬下，即焊接处的强度大于后盖的材料强度。
附图说明
图1为本发明实施例1的气接头的结构示意图；
图2为本发明实施例2的碰焊设备的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例结合附图对本发明作进一步的描述。
实施例1：
如图1所示，本实施例描述的一种用于碰焊的气接头结构，包括接头本体1，接头本体1为中空筒状结构，其内壁设置有内螺纹，接头本体1与后盖12对接一端的环形端面上设置有环形的连接体3，其连接体3的截面为直角梯形结构，其连接体3的高度为2.4mm，其远离接头本体1一端的端部宽度为0.5mm，其斜面与接头本体1的轴向之间的夹角为40°，连接体3的外围相对于接头本体1的外围向内缩进，缩进尺寸为2mm。
实施例2：
如图2所示，本实施例描述的一种用于气接头与后盖进行焊接的碰焊设备，包括储能焊机，储能焊机上设置有下电极4和上电极75，下电极4固定设置，上电极75通过液压缸6设置在下电极4的正上方的储能焊接上，在上电极75上套设有固定环，固定环的下端位于上电极75的下方，固定环与上电极75配合后形成一个开口向下的圆柱体内凹腔，内凹腔内部用于装载气接头，在内凹腔所在范围内的固定环侧壁上设置有一个径向通孔8，径向通孔8与内凹腔连通处直径缩小，在径向通孔8内部设置有一个钢珠10，径向通孔8与内凹腔连通处的直径小于钢珠10的直径，在靠近固定环外壁一侧的径向通孔8内设置有内螺纹，在径向通孔8内设置有限位螺栓9，在限位螺栓9与钢珠10之间的径向通孔8内设置有压簧11；在下电极4的上端面向下设置有一个定位块13，在定位块13内设置有定位销14，定位销14的端部凸出于下电极4的上端面，凸出部分的定位销14用于与后盖12上的气孔配合定位。
固定环与上电极75所形成的内凹腔的深度等于气接头的接头本体1的轴向长度，内凹腔的外径与气接头外界之差小于钢珠10从径向通孔8进入内凹腔的最大径向尺寸。
所述定位销14的结构至少包括圆柱体部分15和设置在圆柱体部分15端部的弧面结构16，且定位销14与定位块13配合时，暴露在下电极4端面以外的部分为弧面结构16和少量圆柱体部分15，暴露在外的圆柱体部分15的高度大于或等于气孔处的后盖12的厚度。
实施例3：
本实施例描述的一种采用实施例2中的碰焊设备进行的气接头与后盖碰焊的方法，采用储能焊机，将气接头装配在内凹腔内部，在后盖12的气孔定位在下电极4上，然后液压缸6向下使得气接头与后盖12定位对接，先对气接头与后盖12之间施加预压力，在焊接前进行增压至焊接压力，释放焊接电流，完成焊接后进行回火，最后上电极75上升，取下工件。
焊接前储能焊机的电容充电至450V，焊接前施加的预压力大小为27000N，在电流释放前及释放过程中的焊接压力为36000N，焊接后的回火将电容充电至350V后释放电流。
其中作为优选，在释放焊接电流前0.1秒，将预压力进行增加至焊接压力，且焊接压力保持0.2秒即可，即焊接压力施加0.2秒后，即可撤除，当然撤除焊接压力过程及撤除后上电极75始终与气接头接触，可以保持较低压力，然后利用350V的电压释放电流进行回火，以消除焊接应力。当然上述预压力的施加时间及焊接压力的施加时间可以更加实际情况适应性调整，需要考虑加工效率，且焊接压力的施加时间至少大于焊接电流的释放时间。
Claims (6)
1.一种用于碰焊的气接头结构，其特征是：包括接头本体，接头本体为中空筒状结构，其内壁设置有内螺纹，接头本体与后盖对接一端的环形端面上设置有环形的连接体，其连接体的截面为直角梯形结构，其连接体的高度为2-3mm，其远离接头本体一端的端部宽度为0.3-0.6mm，其斜面与接头本体的轴向之间的夹角为35-45°，连接体的外围相对于接头本体的外围向内缩进，缩进尺寸为1.5-2mm。
2.一种将权利要求1的气接头与后盖进行焊接的碰焊设备，其特征是：包括储能焊机，储能焊机上设置有下电极和上电极，下电极固定设置，上电极通过液压缸设置在下电极的正上方的储能焊接上，在上电极上套设有固定环，固定环的下端位于上电极的下方，固定环与上电极配合后形成一个开口向下的圆柱体内凹腔，内凹腔内部用于装载气接头，在内凹腔所在范围内的固定环侧壁上设置有一个径向通孔，径向通孔与内凹腔连通处直径缩小，在径向通孔内部设置有一个钢珠，径向通孔与内凹腔连通处的直径小于钢珠的直径，在靠近固定环外壁一侧的径向通孔内设置有内螺纹，在径向通孔内设置有限位螺栓，在限位螺栓与钢珠之间的径向通孔内设置有压簧；在下电极的上端面向下设置有一个定位孔，在定位孔内设置有定位销，定位销的端部凸出于下电极的上端面，凸出部分的定位销用于与后盖上的气孔配合定位。
3.根据权利要求2所述的一种碰焊设备，其特征是：固定环与上电极所形成的内凹腔的深度等于气接头的接头本体的轴向长度，内凹腔的外径与气接头外界之差小于钢珠从径向通孔进入内凹腔的最大径向尺寸。
4.根据权利要求2或3所述的一种碰焊设备，其特征是：所述定位销的结构至少包括圆柱体部分和设置在圆柱体部分端部的弧面结构，且定位销与定位孔配合时，暴露在下电极端面以外的部分为弧面结构和少量圆柱体部分，暴露在外的圆柱体部分的高度大于或等于气孔处的后盖的厚度。
5.一种采用权利要求2的碰焊设备进行的气接头与后盖碰焊的方法，其特征是：采用储能焊机，将气接头装配在内凹腔内部，在后盖的气孔定位在下电极上，然后液压缸向下使得气接头与后盖定位对接，先对气接头与后盖之间施加预压力，在焊接前进行增压至焊接压力，释放焊接电流，完成焊接后进行回火，最后上电极上升，取下工件。
6.根据权利要求5所述的一种气接头和后盖碰焊的方法，其特征是：焊接前储能焊机的电容充电至450-500V，焊接前施加的预压力大小为22500-31500N，在电流释放前及释放过程中的焊接压力为36000-40500N，焊接后的回火将电容充电至350V后释放电流。
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|---|---|---|---|
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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