CN116727846A - 焊接方法、管道组件和空调 - Google Patents

Abstract

本发明公开了焊接方法、管道组件和空调，焊接方法包括：提供第一钣金件，所述第一钣金件具有第一平面部以及至少一个第一凸起；提供第二钣金件，所述第二钣金件具有第二平面部以及至少一个第二凸起；令所述第一平面部与所述第二平面部相接触，以令所述第一凸起与所述第二凸起共同形成容纳空间；在所述第一平面部远离所述第二平面部的一侧表面设置补强结构，所述补强结构至少部分环绕所述第一凸起设置；自所述补强结构远离所述第一平面部的一侧进行激光焊接，所述激光焊接的激光光斑在所述第一平面部上的正投影位于所述补强结构在所述第一平面部上的正投影内。由此，可以通过补强结构提高焊接接头处的结构强度。

Description

焊接方法、管道组件和空调

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体地，涉及焊接方法、管道组件和空调。

背景技术

在相关技术中，经常使用钣金拉伸成型形成两片镜像的不同形状的内凹形状，然后将镜像的两个钣金件重叠起来，并使用焊接的方式形成密封的腔体。这种密封的腔体可以作为复杂承压管路或承压部件的集成解决方案，具有工艺步骤简单，加工费用低等优点。由于激光焊接具有热量集中、焊接速度快、熔透深度大、焊接后变形小等优点，激光焊接被越来越多的企业成功用于产品的生产。目前激光焊接方式可以分为激光自熔焊与激光加丝焊两种。激光自熔焊为焊接时不添加填充金属，焊接接头为被焊母材间熔化后重新结晶形成的焊缝，激光加丝焊为焊接时另外添加填充金属，填充金属与母材一起熔化后结晶形成焊缝。激光自熔焊中激光束从激光出射头中射出，激光加丝焊在激光出射头侧面增加送丝机构以进行金属填充。但是激光自熔焊易使得母材发生变形，激光加丝焊的可达性较差，无法满足所有的钣金件焊接要求。

因此，目前的焊接方法、管道组件和空调仍有待改进。

发明内容

本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种焊接方法，包括：提供第一钣金件，所述第一钣金件具有第一平面部以及至少一个第一凸起；提供第二钣金件，所述第二钣金件具有第二平面部以及至少一个第二凸起；令所述第一平面部与所述第二平面部相接触，以令所述第一凸起与所述第二凸起共同形成容纳空间；在所述第一平面部远离所述第二平面部的一侧表面设置补强结构，所述补强结构至少部分环绕所述第一凸起设置；自所述补强结构远离所述第一平面部的一侧进行激光焊接，所述激光焊接的激光光斑在所述第一平面部上的正投影位于所述补强结构在所述第一平面部上的正投影内。由此，可以通过补强结构提高焊接接头处的结构强度。

根据本发明的实施例，所述补强结构环绕所述第一凸起设置。由此，可提高容纳空间边缘区域的整体结构强度。

根据本发明的实施例，所述补强结构的宽度不小于所述激光光斑的直径。由此，可以提高焊接质量，避免损伤钣金件母材。

根据本发明的实施例，所述补强结构的高度为0.3-0.6mm。由此，可以提高焊接件的结构强度。

根据本发明的实施例，所述补强结构为片状金属，所述片状金属内部具有镂空结构。由此，可以通过较为简便的方法设置补强结构。

根据本发明的实施例，所述焊接方法进一步包括：所述在所述第一平面部远离所述第二平面部的一侧表面设置所述补强结构之后，对所述补强结构进行焊接处理，所述焊接处理为点焊或凸焊。由此，可以固定补强结构的位置。

根据本发明的实施例，所述补强结构为焊材，所述焊材包括丝状焊材、粉状焊材以及膏状焊材中的至少之一。由此，可以通过较为简便的方法设置补强结构。

在本发明的又一个方面，本发明提出了一种管道组件，所述管道组件是通过前述的焊接方法获得的管道组件。由此，该管道组件具有前述的焊接方法的所具有的全部特征及优点，在此不再赘述。

根据本发明的实施例，所述管道组件的焊接接头的厚度不小于第一钣金件与第二钣金件的厚度之和。由此，可以有效提高管道组件的承压能力。

在本发明的又一个方面，本发明提出了一种空调，所述空调包括前述的管道组件。由此，该空调具有前述的管道组件的所具有的全部特征及优点，在此不再赘述。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1显示了根据本发明一个实施例的焊接方法的流程示意图；

图2显示了沿图6中AA＇的截面示意图；

图3显示了相关技术中的焊接方法的结构示意图；

图4显示了沿图7中BB＇的截面示意图；

图5显示了根据本发明一个实施例的补强结构的结构示意图；

图6显示了根据本发明一个实施例的焊接方法的部分结构示意图；

图7显示了根据本发明一个实施例的管道组件的结构示意图。

附图标记说明：

10：凹陷；20：补强结构；110：第一平面部；120：第一凸起；210：第二平面部；220：第二凸起。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：

发明人发现，参考图3，采用穿透焊，如激光自熔穿透焊进行焊接时，当搭接接头处或对接接头处的平面度相对较差时，两个钣金件之间不可避免会有间隙存在，在不填充焊接材料时，钣金件的焊接接头之间必然会有间隙存在，焊接位置处的金属表面会在受热作用下凹形成凹陷10，与此同时，与凹陷对应的另一侧的外表面会出现焊缝余高，余高的高度略大于凹陷10的深度，凹陷10的深度约占单个钣金件厚度的40％，从而出现较大的未焊满的缺陷。由于钣金件在凹陷处的厚度会明显小于钣金件主体的厚度，从而会导致钣金件焊缝处的力学性能变差，如抗拉伸性能会急剧下降。

本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种焊接方法，在钣金件上进行自熔穿透焊的区域预设补强结构，从而在焊接过程中补强结构与焊接接头处的钣金件母材金属在焊接过程会熔合到一起，避免了由于焊接接头存在搭接间隙而无填充材料从而导致的焊缝表面凹陷的焊接缺陷。补强结构可以起到激光加丝的中所采用的填充金属的作用，有效解决搭接接头由于凹陷而导致的性能降低，而且具有极高的可达性，可以充分填充加丝焊设备无法设置填充金属的区域，解决对于异形结构激光加丝焊设备可达性不好的难题。

为了便于理解，下面对本申请中的焊接方法具有上述有益效果的原理进行简单说明：

在本申请中，发明人发现，参考图3，采用穿透焊，如激光穿透焊对于金属钣金件进行焊接时，焊接位置处的金属表面会在受热作用下凹形成凹陷10，而凹陷处由于厚度较薄，则会成为整个焊接件的受力薄弱点，尤其是在搭接接头Z向承压能力急剧下降。通过大量的实验探究和理论分析后，发明人进一步发现，如直接采用激光加丝焊对于焊接接头之间具有间隙的钣金件进行焊接处理，由于加丝焊焊接设备需额外设置加丝机构以持续送丝，而绝大多数的钣金件都具有不规则结构，结构延腔体方向有多个急剧变化的地方，且可供施焊区域较为狭小，不具有供加丝焊的加丝结构以及激光器灵活操作的区域，故激光加丝焊的可达性不好。发明人通过在进行激光穿透焊之前，参考图4，在将要进行激光焊接的区域预设补强结构20，从而使得激光焊接后补强结构与焊接接头处的钣金件母材金属在焊接过程会熔合，避免了由于焊接接头存在搭接间隙导致的焊缝表面凹陷的焊接缺陷，从而提高整个焊接件的抗拉伸强度。

具体地，参考图1，焊接方法包括以下步骤：

S100：提供第一钣金件和第二钣金件

根据本发明的一些实施例，参考图2和图6，在该步骤提供第一钣金件和第二钣金件，第一钣金件和第二钣金件的结构不受特别限制，例如，第一钣金件具有第一平面部110以及至少一个第一凸起120；第二钣金件具有第二平面部210以及至少一个第二凸起220。根据本发明的另一些实施例，形成第一钣金件和第二钣金件的工艺不受特别限制，例如，第一钣金件和第二钣金件可以均是通过钣金拉伸成型工艺形成的，具体地，第一钣金件和第二钣金件可以均是通过钣金冲压工艺形成的。

根据本发明的一些实施例，第一钣金件所具有的第一平面部的数量不受特别限制，例如，第一钣金件可以仅具有一个第一平面部，第一平面部环绕第一凸起设置，或部分环绕第一凸起设置；第一钣金件也可以具有多个第一平面部，多个第一平面部可以间隔环绕第一凸起设置。

根据本发明的一些实施例，第一钣金件所具有的第一凸起的数量不受特别限制，当第一钣金件具有一个第一凸起时，第一平面部可以仅具有一个，也可以具有多个；当第一钣金件具有多个第一凸起时，第一平面部也可以仅具有一个，也可以具有多个，进一步地，多个第一凸起可以为连续结构，多个第一凸起可以直接相连；多个第一凸起也可以为不连续结构，其中相邻第一凸起之间可以设置有第一平面部。

根据本发明的一些实施例，第二钣金件所具有的第二平面部的数量不受特别限制，例如，第二钣金件可以仅具有一个第二平面部，第二平面部环绕第二凸起设置，或部分环绕第二凸起设置；第二钣金件也可以具有多个第二平面部，多个第二平面部可以间隔环绕第二凸起设置。

根据本发明的二些实施例，第二钣金件所具有的第二凸起的数量不受特别限制，当第二钣金件具有一个第二凸起时，第二平面部可以仅具有一个，也可以具有多个；当第二钣金件具有多个第二凸起时，第二平面部也可以仅具有一个，也可以具有多个，进二步地，多个第二凸起可以为连续结构，多个第二凸起可以直接相连；多个第二凸起也可以为不连续结构，其中相邻第二凸起之间可以设置有第二平面部。

S200：令第一平面部与第二平面部相接触

根据本发明的一些实施例，参考图2，在该步骤令第一平面部110与第二平面部110相接触，以使得第一凸起120与第二凸起220共同形成容纳空间。具体地，当第一钣金件与第二钣金件为镜像对称的结构时，如第一凸起和第二凸起均为半圆形凸起时，第一凸起120与第二凸起220共同形成的容纳空间的截面为圆形，由此该焊接件可以作为管道组件的管道结构。

S300：在第一平面部远离第二平面部的一侧表面设置补强结构

根据本发明的一些实施例，在该步骤在第一平面部远离第二平面部的一侧表面设置补强结构，补强结构应紧贴在搭接接头需要进行激光自熔焊接的焊缝处对应位置处。补强结构的设置位置不受特别限制，例如，补强结构可以至少部分环绕第一凸起设置。具体地，参考图6，在管道组件中对于较大腔体的侧壁，其腔体直径更大，侧壁受力相较于小管径腔体而言更大，且由于其具有一定长度的直线区域，补强结构20优选设置环绕具有较大腔体的侧壁设置；在管道组件中对于较小腔体的侧壁，其腔体直径较小，侧壁受力相较于大管径腔体而言更小，且由于其为侧壁为曲线，补强结构20设置难度较大，故可选择在该处设置或不设置补强结构，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。即对于由较大直径腔体腔体与不规则形状腔体共同形成的管道组件，可以采用部分设置补强结构，部分区域不设置补强结构的设计，从而高效便捷的完成补强结构的设置。

根据本发明的一些实施例，补强结构的设置位置不受特别限制，参考图5，补强结构20可以环绕第一凸起130设置。此时，补强结构可以对于所有的焊缝凹陷处进行补强，最大化的提高整个焊接件的抗拉伸强度。

根据本发明的一些实施例，补强结构的宽度不受特别限制，只要经过激光焊接后的补强结构可以覆盖凹陷10的表面即可，例如，补强结构的宽度应不小于激光光斑的直径。具体地，补强结构的宽度可不小于5mm。当补强结构的宽度小于激光光斑的直径，激光光照的照射区域将覆盖部分未设计焊接结构的区域，从而使得钣金件母材被激光照射后发生损毁，进而大幅度降低焊接件的结构强度。

根据本发明的一些实施例，补强结构的高度不受特别限制，只要经过激光焊接后的补强结构20的高度不小于凹陷10的深度即可。具体地，补强结构的高度为0.3-0.6mm。当补强结构的厚度小于0.3mm时，补强结构无法起到弥补凹陷所带来的厚度减薄的作用；当补强结构的厚度大于0.6mm时，第一钣金件、第二钣金件以及补强结构的厚度总和过大，激光焊接时所需要的功率过高，焊接效果可控性较差，容易损伤母材。

根据本发明的一些实施例，补强结构的种类不受特别限制，例如，参考图5，补强结构20可以为片状金属，其中片状金属内部具有镂空结构。补强结构可以环绕或者部分环绕第一凸起设置。

根据本发明的一些实施例，当补强结构为片状金属时，片状金属的材料不受特别限制，只要形成片状金属的材料与钣金件的形成材料相匹配即可。

根据本发明的一些实施例，当补强结构为片状金属时，焊接方法进一步包括：在第一平面部远离第二平面部的一侧表面设置补强结构之后，对补强结构进行焊接处理，焊接处理为点焊或凸焊。通过对于片状金属的焊接处理可以固定补强结构的位置，确保其位置位于搭接接头需要进行激光自熔焊接的焊缝处对应位置处。

根据本发明的一些实施例，对于补强结构进行焊接处理，如采用电阻焊进行焊接处理时，应适用较小功率参数进行焊接，只需使得补强结构固定在钣金件上，不会发生位置偏移即可，避免由于焊接热输入量过大而导致金属薄片补强结构的出现穿孔等结构损失，影响最终的焊接效果。

根据本发明的一些实施例，补强结构的种类不受特别限制，补强结构也可以为焊材，具体地，焊材可以包括丝状焊材、粉状焊材以及膏状焊材中的至少之一。当补强结构为丝状焊材、粉状焊材以及膏状焊材中的至少之一时，仅需将其环绕或部分环绕第一凸起涂抹设置即可。根据本发明的另一些实施例，焊材的种类不受特别限制，只要焊材与与钣金件的形成材料相匹配。

S400：自补强结构远离第一平面部的一侧进行激光焊接

根据本发明的一些实施例，在该步骤自补强结构远离第一平面部的一侧进行激光焊接，其中，激光焊接的激光光斑在第一平面部上的正投影位于补强结构在第一平面部上的正投影内。从而使得激光光照的照射区域仅覆盖设计焊接结构的区域，从而避免钣金件母材被激光照射后发生损毁。

总言之，以补强结构为片状金属为例，本申请中通过使用电阻点焊的方式将片状金属固定并紧贴在待焊位置处，然后再采用激光自熔焊自补强结构一侧施焊。一方面，由于使用自熔焊的工艺，焊接过程中不存在送丝机构干涉的现象，焊接工艺可达性较高；另一方面，片状金属作为填充材料熔入整个焊缝中，焊接完成后可以减少焊缝凹陷的情况出现。

在本发明的又一个方面，参考图7，本发明提出了一种管道组件，管道组件是通过前述的焊接方法获得的管道组件。由此，该管道组件具有前述的焊接方法的所具有的全部特征及优点，在此不再赘述。

根据本发明的一些实施例，管道组件的焊接接头的厚度不小于第一钣金件与第二钣金件的厚度之和，避免了由于焊接接头存在搭接间隙导致的焊缝表面凹陷的焊接缺陷，从而提高整个焊接件的抗拉伸强度。

在本发明的又一个方面，本发明提出了一种空调，空调包括前述的管道组件。由此，该空调具有前述的管道组件的所具有的全部特征及优点，在此不再赘述。

除非另外说明，本发明所使用的所有科技术语具有与本发明所属领域技术人员的通常理解相同的含义。本发明涉及的所有专利和公开出版物通过引用方式整体并入本发明。术语“包含”或“包括”为开放式表达，即包括本发明所指明的内容，但并不排除其他方面的内容。在本发明中，无论是否使用“大约”或“约”等字眼，所有在此公开了的数字均为近似值。每一个数字的数值有可能会出现10％以下的差异或者本领域人员认为的合理的差异，如1％、2％、3％、4％或5％的差异。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。另外，需要说明的是，本说明书中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种焊接方法，其特征在于，包括：

提供第一钣金件，所述第一钣金件具有第一平面部以及至少一个第一凸起；提供第二钣金件，所述第二钣金件具有第二平面部以及至少一个第二凸起；

令所述第一平面部与所述第二平面部相接触，以令所述第一凸起与所述第二凸起共同形成容纳空间；

在所述第一平面部远离所述第二平面部的一侧表面设置补强结构，所述补强结构至少部分环绕所述第一凸起设置；

自所述补强结构远离所述第一平面部的一侧进行激光焊接，所述激光焊接的激光光斑在所述第一平面部上的正投影位于所述补强结构在所述第一平面部上的正投影内。

2.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述补强结构环绕所述第一凸起设置。

3.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述补强结构的宽度不小于所述激光光斑的直径。

4.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述补强结构的高度为0.3-0.6mm。

5.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述补强结构为片状金属，所述片状金属内部具有镂空结构。

6.根据权利要求5所述的焊接方法，其特征在于，所述焊接方法进一步包括：所述在所述第一平面部远离所述第二平面部的一侧表面设置所述补强结构之后，对所述补强结构进行焊接处理，所述焊接处理为点焊或凸焊。

7.根据权利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述补强结构为焊材，所述焊材包括丝状焊材、粉状焊材以及膏状焊材中的至少之一。

8.一种管道组件，其特征在于，所述管道组件是通过权利要求1-7任一项所述的焊接方法获得的管道组件。

9.根据权利要求8所述的管道组件，其特征在于，所述管道组件的焊接接头的厚度不小于第一钣金件与第二钣金件的厚度之和。

10.一种空调，其特征在于，所述空调包括权利要求8或9所述的管道组件。