CN115283805A - 实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极及其方法 - Google Patents

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王心笛
田英超
刘翔
徐晓丹
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Abstract

本发明涉及焊接技术领域，提供了一种实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极及其方法，包括：电极上半部分，端部具有第一端面，第一端面的边缘部位沿中心均匀布置有多个凹槽，凹槽内部用于容纳陶瓷片，放置在凹槽中的陶瓷片不高出第一端面；电极下半部分，具有配置在侧面的第一流道以及第二端面，第二端面中心设置有容纳孔，第一流道通过第二流道与容纳孔连通，在焊接时，第一端面布置在第二端面的上方并正对第二端面，容纳孔的内部放置有金属圆环，第一端面与金属圆环之间设置金属圆网，本发明能够实现网与环圆周多点瞬时焊接，在不降低产品焊接质量的前提下，大幅提高焊接效率，实用性强。

Description

实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极及其方法
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体地，涉及一种实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极及其方法。
背景技术
航天姿轨控动力系统中存在大量金属圆网与金属圆环搭接点焊构成的滤网组件，由于组件较小、较薄且焊点尺寸极为细微，自动电阻点焊设备难以满足焊接需求，因此目前主要使用微型手工电阻点焊法来焊接。手工电阻点焊时每次只能点焊一个焊点，而每个滤网组件少则十几个焊点，多则几十个焊点，因此当前的焊接效率极低。
专利文献CN215747476U公开了一种移动钢丝网架点焊机，涉及保温墙板生产加工技术领域，包括：工作台，所述工作台的一侧固定连接有导向板，所述工作台的底部固定连接有点焊机箱，所述点焊机箱包括与其电性连接的焊枪，所述焊枪挂置在工作台上；自动卸网架机构，所述自动卸网架机构包括与工作台转动连接的工作板，但该设计仍然不能解决金属圆网与金属圆环焊接效率低的问题。再如专利文献CN204621342U公开了一种用于深内腔涨紧同时周向焊接的电阻焊装置，包括延长杆以及套设在延长杆上的固定筒，在所述固定筒的底端安装有环形的支架，延长杆与支架螺纹配合且在延长杆下端端部安装有球头，在所述支架外圆周壁上铰接有多个电极头，所述电极头靠近球头圆心的端面沿固定筒径向朝内突出，且该突出部分上设置有与球头的球面相配合的内圆面，在所述电极头远离球头圆心的端面下部设置有突起，多个电极头通过弹性橡胶圈相互连接构成具有伸缩功能的圆环，但该设计结构相对复杂，仍然不能解决金属圆网与金属圆环焊接效率低的问题。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极及其方法。
根据本发明提供的一种实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极，包括：
电极上半部分，端部具有第一端面，所述第一端面的边缘部位沿中心均匀或非均匀布置有多个凹槽，所述凹槽的内部用于容纳陶瓷片，其中，放置在所述凹槽中的陶瓷片不高出所述第一端面；
电极下半部分，具有配置在侧面的第一流道以及端部的第二端面，所述第二端面的中心设置有容纳孔，所述第一流道通过第二流道与所述容纳孔连通，其中：
在焊接时，所述第一端面布置在第二端面的上方并正对所述第二端面，所述容纳孔的内部放置有金属圆环，所述第一端面与金属圆环之间设置有金属圆网，所述第一端面、金属圆环、第二端面同心布置。
优选地，所述容纳孔底面为平面，所述第二流道垂直与所述容纳孔底面且端部位于容纳孔的中心；
所述第一流道垂直于第二流道。
优选地，焊接时，通过所述第一流道、第二流道通入酒精到所述容纳孔，用于在焊接时保护所述电极下半部分。
优选地，所述容纳孔的内径大于金属圆环的外径。
优选地，所述陶瓷片采用氧化铝。
优选地，相邻的两个凹槽之间形成凸台。
优选地，所述凸台为铬锆铜材质。
优选地，所述第一端面的平面度不大于0.05㎜；
所述容纳孔底面的平面度不大于0.05㎜。
优选地，所述第一端面的外径与所述金属圆环的外径相同。
根据本发明提供的一种实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊方法，包括如下步骤：
S1.电极上半部分插入焊机的上电极孔中，电极下半部分插入焊机的下电极孔中；
S2.对接两个电极并校调保证第一端面与第二端面同心且平行；
S3.在电极下半部分的第一流道中插入软管并送入酒精使得酒精通过第二流道流入到容纳孔中直至酒精铺满容纳孔底面；
S4.将金属圆环平整放入容纳孔中的底面上，金属圆环上面铺上金属圆网；
S5.启动焊机开关将电极上半部分的第一端面下压至金属圆网表面，随后通电瞬间完成金属圆环周向多点的同时焊接。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明设计制造了一种特殊的电阻点焊电极，适用于安装在大型电阻点焊机上，实现网与环圆周多点瞬时焊接，在不降低产品焊接质量的前提下，大幅提高焊接效率，为动力系统组件产品的及时交付提供了新的设计思路，实用性强。
2、本发明中电极上半部分周边设置多个装有陶瓷片的凹槽且凹槽之间为铬锆铜材质的凸台，起到通电点焊和防压变形的效果。
3、本发明中电极下半部分通过设置匹配金属圆环的容纳孔以及与其连通的通液孔道，既实现了与电机上半部分的配合，又起到冷却和保护电极的作用，设计巧妙，结构简单。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明焊接时电极上半部分连接电极下半部分的结构示意图；
图2为电极上半部分的结构剖面示意图；
图3为电极上半部分的结构俯视示意图；
图4为电极下半部分的结构剖面示意图；
图5为电极下半部分的结构俯视示意图。
图中示出：
电极上半部分1
凹槽11
陶瓷片12
凸台13
电极下半部分2
容纳孔21
外环凸台22
第一流道23
第二流道24
金属圆环3
金属圆网4
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1：
本发明提供了一种实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极，包括电极上半部分1以及电极下半部分2，电极上半部分1的端部具有第一端面，第一端面的边缘部位沿中心均匀或非均匀布置有多个凹槽11，凹槽11优选为矩形槽，相邻的两个凹槽11之间形成凸台13，凸台13为通电触点，起到通电点焊和防压变形的作用，优选为铬锆铜材质，凹槽11的内部用于容纳陶瓷片12，陶瓷片12为隔离垫片，陶瓷片12优选采用氧化铝，其中，陶瓷片12为特定尺寸，确保放置在凹槽11中的陶瓷片12不高出第一端面。
电极下半部分2具有配置在侧面的第一流道23以及端部的第二端面，第二端面的中心设置有容纳孔21，容纳孔用于放置有金属圆环3，容纳孔21为支撑平面，起到承接工件的作用，第一流道23通过第二流道24与容纳孔21连通，第一流道23、第二流道24为通液孔道，起到冷却和保护电极的功能。
在焊接时，第一端面布置在第二端面的上方并正对第二端面，第一端面与金属圆环3之间设置有金属圆网4，第一端面、金属圆网4、金属圆环3、第二端面同心布置，第一端面可实现环形数十点同时接触金属圆网4，且焊点之间相互隔离不受干扰，多次焊接重复受压时由陶瓷片12保证触点不软化变形。
容纳孔21的周向为外环凸台22，容纳孔21的内径大于金属圆环3的外径，保证金属圆环3能够方便的放入到容纳孔21中。第一端面的外径与金属圆环3的外径相同。
容纳孔21底面为平面，第二流道24垂直与容纳孔21底面且端部位于容纳孔21的中心，第一流道23垂直于第二流道24，优选第一流道23的内径与第二流道24的内径相同，第二流道24的轴心和容纳孔的轴心重合。焊接时，通过第一流道23、第二流道24通入酒精到容纳孔21，用于在焊接时保护电极下半部分2，具体使用时可在第一流道处接软管连接外部盛装酒精的容器。
本发明还提供了一种实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊方法，包括如下步骤：
S1.电极上半部分1插入焊机的上电极孔中，电极下半部分2插入焊机的下电极孔中；
S2.对接两个电极并校调保证第一端面与第二端面同心且平行；
S3.在电极下半部分2的第一流道23中插入软管并送入酒精使得酒精通过第二流道24流入到容纳孔21中直至酒精铺满容纳孔21底面；
S4.将金属圆环3平整放入容纳孔21中的底面上，金属圆环3上面铺上金属圆网4，使得金属圆环3与金属圆网4同心布置；
S5.启动焊机开关将电极上半部分1的第一端面下压至金属圆网4表面，随后通电瞬间完成金属圆环3周向多点的同时焊接。
本发明实现了金属圆网与金属环在圆周方向的一次性多点焊接。本发明电极适用适用于常见的半自动电阻点凸焊机，电极包括上、下部分，其中上半部分含有通电触点和隔离垫片，起到通电点焊和防压变形功能，下半部分含有支撑平面和通液孔道，起到承接工件和冷却焊点的功能。通过本发明工装的辅助，得到了满足航空航天标准I级质量要求的密集环形焊点，实现了用低成本高效率的焊接效果，解决了长期以来金属圆网与金属圆环搭接点焊接效率低的难题。
实施例2：
本实施例为实施例1的优选例。
本实施例中，如图1所示，电极包括电极上半部分1、电极下半部分2，均由铬锆铜制成，其中电极上半部分1起到通电点焊和防压变形的作用，电极下半部分2起到承接工件、冷却和保护的作用。
如图2、图3所示，电极上半部分1整体为圆锥加圆柱形，圆柱形端面即第一端面形状为平面圆，平面度不大于0.05㎜，第一端面圆外径与所焊金属圆环3外径相同，其边缘每间隔6゜角度分布一矩形凹槽11，凹槽11长3mm、宽1mm、深0.5mm，相邻凹槽11之间保留宽0.5～0.6mm的铬锆铜部分。
第一端面所有凹槽11内均塞有一陶瓷薄片，陶瓷成分为氧化铝，薄片长3mm、宽1mm、高0.4mm，保证塞入后不高于上半部分电极端面。
如图4、图5所示，电极下半部分2整体为圆锥加圆柱形，圆柱形端面由容纳孔21和外环凸台22组成，容纳孔21底面圆平面度不大于0.05㎜，容纳孔21内径较所焊金属圆环3外径大0.2mm，凸台高2㎜、厚2㎜。
电极下半部分2的容纳孔21通过第二流道24与电极下半部分2上的径向孔第一流道23连通，两孔直径相同且交于电极下半部分2内部中心，径向孔内插入一外径略小于孔的软管，可引导酒精进入到容纳孔21中。
焊机为DTN-50半自动电阻点凸焊机，所焊产品为外径Φ36mm、内径33mm、厚1mm的滤网组件，滤网组件为金属圆环3和金属圆网4。
本发明的焊接原理如下：
焊接作业时，电极上半部分1插入焊机的上电极孔中，电极下半部分2插入焊机的下电极孔中，启动气动开关对接两部分电极，校调保证电极上下两个端面同心且平行；在电极下半部分2的第一流道23中插入软管并送入酒精，流量以酒精铺满容纳孔21底面且不逸出外环凸台22为宜。
进一步地，金属圆环3平整放入容纳孔21内的圆面上，金属圆环3上面铺上金属圆网4，启动焊机开关将电极上半部分1下压至金属圆网4表面，随后通电瞬间完成金属圆环3周向多点的同时焊接。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极，其特征在于，包括：
电极上半部分(1)，端部具有第一端面，所述第一端面的边缘部位沿中心均匀或非均匀布置有多个凹槽(11)，所述凹槽(11)的内部用于容纳陶瓷片(12)，其中，放置在所述凹槽(11)中的陶瓷片(12)不高出所述第一端面；
电极下半部分(2)，具有配置在侧面的第一流道(23)以及端部的第二端面，所述第二端面的中心设置有容纳孔(21)，所述第一流道(23)通过第二流道(24)与所述容纳孔(21)连通，其中：
在焊接时，所述第一端面布置在第二端面的上方并正对所述第二端面，所述容纳孔(21)的内部放置有金属圆环(3)，所述第一端面与金属圆环(3)之间设置有金属圆网(4)，所述第一端面、金属圆环(3)、第二端面同心布置。
2.根据权利要求1所述的实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极，其特征在于，所述容纳孔(21)底面为平面，所述第二流道(24)垂直与所述容纳孔(21)底面且端部位于容纳孔(21)的中心；
所述第一流道(23)垂直于第二流道(24)。
3.根据权利要求2所述的实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极，其特征在于，焊接时，通过所述第一流道(23)、第二流道(24)通入酒精到所述容纳孔(21)，用于在焊接时保护所述电极下半部分(2)。
4.根据权利要求1所述的实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极，其特征在于，所述容纳孔(21)的内径大于金属圆环(3)的外径。
5.根据权利要求1所述的实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极，其特征在于，所述陶瓷片(12)采用氧化铝。
6.根据权利要求1所述的实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极，其特征在于，相邻的两个凹槽(11)之间形成凸台(13)。
7.根据权利要求6所述的实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极，其特征在于，所述凸台(13)为铬锆铜材质。
8.根据权利要求1所述的实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极，其特征在于，所述第一端面的平面度不大于0.05㎜；
所述容纳孔(21)底面的平面度不大于0.05㎜。
9.根据权利要求1所述的实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊电极，其特征在于，所述第一端面的外径与所述金属圆环(3)的外径相同。
10.一种实现网环圆周多点同时焊接的电阻点焊方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.电极上半部分(1)插入焊机的上电极孔中，电极下半部分(2)插入焊机的下电极孔中；
S2.对接两个电极并校调保证第一端面与第二端面同心且平行；
S3.在电极下半部分(2)的第一流道(23)中插入软管并送入酒精使得酒精通过第二流道(24)流入到容纳孔(21)中直至酒精铺满容纳孔(21)底面；
S4.将金属圆环(3)平整放入容纳孔(21)中的底面上，金属圆环(3)上面铺上金属圆网(4)；
S5.启动焊机开关将电极上半部分(1)的第一端面下压至金属圆网(4)表面，随后通电瞬间完成金属圆环(3)周向多点的同时焊接。
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