CN201300281Y

CN201300281Y - 一种凸焊夹具

Info

Publication number: CN201300281Y
Application number: CNU2008202129318U
Authority: CN
Inventors: 李绍炎
Original assignee: Shenzhen Polytechnic
Current assignee: Shenzhen Polytechnic
Priority date: 2008-10-10
Filing date: 2008-10-10
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2018-10-10

Abstract

本实用新型公开了一种凸焊夹具，包括固定工作电极的固定座，还包括：与所述电极连接的铰接结构，以及与该铰接结构连接的锁紧结构；该铰接结构用于铰接所述电极与所述固定座，该锁紧结构用于固定连接所述电极和所述固定座。本实用新型提供的凸焊夹具，由于采用了将电极铰接于所述固定座上的铰接结构，以及将所述电极和所述固定座固定连接的锁紧结构，使得在不提高机器零件加工精度的基础上可以很容易地使上下电极工作面之间的平行度误差达到最小，确保凸焊工序具有理想的焊接合格率，保证大批量生产顺利进行。

Description

一种凸焊夹具

技术领域

本实用新型涉及一种夹具，尤其涉及的是一种凸焊夹具。

背景技术

电阻焊是一种在金属焊接里被广泛使用的焊接方法，是汽车、家电、电子设备、铁路、建筑等行业常用的焊接方法，其原理是，将需要连接的两件金属材料在上下电极的压力和大电流作用下，利用被焊接材料接合处的电阻热使母材金属熔化、接合，其包括：凸焊、点焊、缝焊、滚焊等。

凸焊主要适应于厚度较小的金属材料之间的焊接，环缝凸焊则是通过在一个工件上预先加工出环形的凸环(或利用工件原有的倒角、型面构成的锐边)，焊接时的电阻热使凸环材料熔化在两个金属工件之间形成一条环形焊缝。通常情况下，这种焊缝只起到连接不同金属工件的作用，因此对焊缝的要求相对不高；在某些情况下，例如传感器、压力元件、真空元件等产品的制造工序中，上述焊缝还必须起到密封的作用，对焊缝的质量就要求非常苛刻，因为一旦焊缝存在漏孔，则焊接后的元件就会报废，而且这类元件通常都是在压力环境下长期工作的，即使焊接初期焊缝处没有泄露，但在使用过程中焊缝处发生慢性泄露也是绝对不容许的，所以这种焊缝必须保证具有高度的密封可靠性。通常在这种焊接工序之后还有一系列的泄露检验工序，例如撕裂检验、气泡检验、真空检漏等。

生产实践证明，各种密封泄露检验工序只是生产制造流程中的一种辅助措施，密封泄露检验工序不仅占用大量的人力和时间，提高制造成本，而且在大批量生产的情况下要对产品实现全部检验往往是困难的，因此仅仅依靠密封泄露检验并不是保证产品焊接质量的可靠方法，而切实保证这种焊接工序的焊接质量可靠性才是唯一可靠的途径，这也是大批量生产的前提。

下面以形状最简单的两个零件来说明这种环缝凸焊的过程及目前存在的技术困难。图1为焊接前的组件，包括板件110和底座120，板件110是一带圆孔的薄板类金属圆片，底座120的焊接端面上具有微小高度的环状凸环；图2为焊接完成后的组件，板件110和底座120焊接后不仅要求环形焊缝具有良好的连接，而且要求从底座下方流入的带一定压力的气体(或液体)不能通过焊缝泄露。

焊接的电极如图3所示，包括上电极130、下电极140，图中，上电极130与板件110接触，下电极140具有容纳并固定底座120的定位孔141；机器启动，驱动上电极130向下运动压紧待焊接的板件110和底座120并保持一定的压力，在上电极130和下电极140之间同时通以具有一定参数的电流，电阻热集中在凸环121部位，在压力和电阻热的作用下，底座120上的凸环121及板件110的接触部位金属母材被熔化，最后形成环形焊缝。

这种焊接工序中，要获得具有良好密封性能的环形焊缝，首先必须保证上下电极(130，140)在凸环121部位形成均匀的接触和压力。如果上下电极(130，140)工作面不平行，那么板件110和底座120在沿凸环121的圆周方向上就难以保证均匀的接触，上下电极(130，140)与待焊工件之间的接触压力就不均匀，其中接触压力大的焊接区域焊接能量过于集中，可能导致飞溅、烧伤、烧穿，而接触压力小的焊接区域焊接能量偏低，可能导致焊接不可靠甚至出现微小漏孔。所以，保证上下电极(130，140)工作面之间的平行度是形成具有良好密封性能焊缝的首要条件，在工件材料厚度微小的情况下，上下电极(130，140)工作面之间的平行度误差对焊接质量的影响更大。

要保证待焊接工件在凸环部位形成均匀的接触和压力，主要通过以下两方面来实现：确保工件尺寸及电极尺寸精度；将上下电极工作面之间的平行度误差降低到最小。在机器的设计上，目前的设计对上下电极(130，140)都以固定姿态连接固定的方法，虽然在设计上要求上下电极(130，140)安装后其工作面平行，但实际上由于各种零件(包括电极)的加工制造都难免存在一定的误差，因此上下电极(130，140)在安装后其工作面之间始终存在一定的平行度误差。对于具有密封要求的超薄材料环缝凸焊工序来说，这种平行度误差具有决定性的影响，如果不能将这种平行度误差控制在极小的范围内，则焊接工序将难以得到较高的合格率，大批量生产更难以进行。如果依靠提高机器零件(包括电极)尺寸加工精度的方法来减小上下电极工作面之间的平行度误差是非常困难的，不仅成本极高，而且也难以得到希望的效果。

因此，现有技术还有待于改进和发展。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种凸焊夹具，该凸焊夹具能够在不提高机器零件加工精度的基础上降低电极之间的平行度误差。

本实用新型的技术方案如下：

一种凸焊夹具，包括固定工作电极的固定座，还包括：与所述电极连接的铰接结构，以及与该铰接结构连接的锁紧结构；该铰接结构用于铰接所述电极与所述固定座，该锁紧结构用于固定连接所述电极和所述固定座。

所述的凸焊夹具，其中，所述铰接结构包括嵌在所述固定座上的调整球体，该调整球体内设有用于夹持所述电极的孔。

所述的凸焊夹具，其中，所述电极呈圆锥状，所述调整球体内的孔的形状与该电极相适应。

所述的凸焊夹具，其中，，所述锁紧结构采用锁紧螺母。

所述的凸焊夹具，其中，还包括调整螺栓，该调整螺栓设置在所述固定座内并与所述电极的非工作端相抵。

所述的凸焊夹具，其中，该夹具上还设有用于降低电极温度的冷却装置。

所述的凸焊夹具，其中，所述冷却装置包括设置在所述固定座上的冷却通道。

所述的凸焊夹具，其中，所述电极与固定座之间设有绝燃套。

所述的凸焊夹具，其中，所述固定座是紫铜材料的固定座，所述铰接结构是紫铜材料的铰接结构。

所述的凸焊夹具，其中，所述固定座和所述铰接结构采用紫铜材料，所述锁紧结构采用黄铜材料。

本实用新型提供的凸焊夹具，由于采用了将电极铰接于所述固定座上的铰接结构，以及将所述电极和所述固定座固定连接的锁紧结构，使得在不提高机器零件加工精度的基础上可以很容易地使上下电极工作面之间的平行度误差达到最小，确保凸焊工序具有理想的焊接合格率，保证大批量生产顺利进行。

附图说明

图1是现有技术中工件进行凸焊之前的结构图；

图2是现有技术中工件进行凸焊之后的结构图；

图3是现有技术中工件在电极中进行凸焊时的结构图；

图4是本实用新型的凸焊夹具的部分结构剖视图。

具体实施方式

本实用新型为了保证上下电极工作面之间具有最小的平行度误差，将电极的安装设计成倾斜角度可以调节的结构。以下对本实用新型做详细的说明。

本实用新型凸焊夹具包括：固定座、铰接结构、锁紧结构。固定座设置在本夹具的本体上，用于固定工作电极。因为工作电极有两个：上电极230和下电极240，相应的固定座也包括固定上电极230的连接座330，以及固定下电极240的基座340，通过紧固座341和夹紧块342将下电极240固定在基座340上；见图4。

铰接结构与所述电极(可以是上电极或者下电极)连接，用于铰接所述电极与所述固定座；作为优选的铰接结构，可以设计为调整球体320的形式，该调整球体320嵌在所述固定座内，调整球体320上开有用于夹持所述电极的孔。调整球体320可以根据需要沿圆周方向对上电极230的倾斜角度进行精确的调整，这样就实现了对工作电极相对位置的调整，以便找到合适的平行度。

进一步的改进，将所述调整球体320内的孔的形状设置为圆锥状，电极的形状也设置成与该电极相适应的形状，该设计能够形成可靠、稳定的连接，保证焊接工作时电极位置稳定，保持已经找到的最佳平行度的状态。此外，调整球体320、固定座330、锁紧螺母310的内外球面应选用高精密的加工，使三个零件之间具有最大的贴合接触面积，将接触电阻降为最低。

为了对电极的位置进行进一步的调整，设置一穿过固定座的调整螺栓350，该调整螺栓350的一端与所述电极的非工作端相抵，另一端露出固定座便于调整，或者不露出固定座，通过其他的工具进行调节。

因为工作电极包括上电极230和下电极240，相应的固定座也包括固定上电极230的连接座330，以及固定下电极240的基座340；所以上述的铰接结构和锁紧结构既可以用于上电极230，也可以应用于下电极240；至于调整螺栓350则最好是应用于下电极240，因为上电极230可活动的空间很有限；这样，铰接结构与调整螺栓350可以分别设置于上下电极，也可以一起设置在下电极240上，只要达到调整了上下两个电极之间的相对位置，实现平行度的调节即可。

见图4，在本实施方式中，调整球体320和锁紧螺母310应用于上电极230，调整螺栓350应用于下电极240，下电极240通过紧固座341、夹紧块342及调整螺栓350进行固定，夹紧块342上设计有紧固螺钉(图中未示出)，通过调整螺栓350将下电极240调整到合适的高度后，锁紧夹紧块342上的紧固螺钉将下电极240与紧固座341连接到一起。定位座360用于对待焊接工件110进行定位，锁紧螺钉361用于对定位座360进行高度调整和固定。在定位座360和下电极240之间设有绝燃套370，绝燃套370采用树脂材料加工，而连接座330、调整球体320则应采用导电性能良好的紫铜材料，锁紧螺母310可选用黄铜材料。

此外，由于工作电极在加载电流后产生的热量使上下电极(230、240)的温度上升，降低电极材料的性能，为了减少该温度上升对电极的影响，该夹具上还设有用于降低电极温度的冷却装置，冷却装置的形式采用在夹具上设置冷却通道，用以通过冷却液，又因为整个夹具都是金属材质，所以冷却通道可以设置在夹具的任意部位，作为最优，可以将冷却通道设置在固定座上，即连接座330上和紧固座341上。

在生产开始前，需要对电极的状态进行检查和调整；生产一定次数后，由于焊接压力的循环作用等各种原因，电极的状态也会发生一定的变化，所以电极的状态每间隔一定时间也需要进行检查和调整。以下以图所示的夹具为例，对其调整过程做简要说明：

首先，将锁紧螺母310稍稍放松，以便调整球体320和上电极230可以自由活动；接着，使上电极230向下运动直至压紧下电极240的上端面，然后，在上下电极(230、240)压紧的状态下，旋紧锁紧螺母310将上电极230锁紧固定；再将上电极230上升到起始的位置，采用测量平行度的装置对上下电极工作面之间的平行度进行测量，测量不合格继续调整，直至调整合格为止。

应当理解的是，本实用新型的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims

1、一种凸焊夹具，包括固定工作电极的固定座，其特征在于，还包括：与所述电极连接的铰接结构，以及与该铰接结构连接的锁紧结构；该铰接结构用于铰接所述电极与所述固定座，该锁紧结构用于固定连接所述电极和所述固定座。

2、根据权利要求1所述的凸焊夹具，其特征在于，所述铰接结构包括嵌在所述固定座上的调整球体，该调整球体内设有用于夹持所述电极的孔。

3、根据权利要求2所述的凸焊夹具，其特征在于，所述电极呈圆锥状，所述调整球体内的孔的形状与该电极相适应。

4、根据权利要求2或3所述的凸焊夹具，其特征在于，所述锁紧结构采用锁紧螺母。

5、根据权利要求1所述的凸焊夹具，其特征在于，还包括调整螺栓，该调整螺栓设置在所述固定座内并与所述电极的非工作端相抵。

6、根据权利要求1所述的凸焊夹具，其特征在于，该夹具上还设有用于降低电极温度的冷却装置。

7、根据权利要求7所述的凸焊夹具，其特征在于，所述冷却装置包括设置在所述固定座上的冷却通道。

8、根据权利要求1所述的凸焊夹具，其特征在于，所述电极与固定座之间设有绝燃套。

9、根据权利要求1所述的凸焊夹具，其特征在于，所述固定座是紫铜材料的固定座，所述铰接结构是紫铜材料的铰接结构。

10、根据权利要求1所述的凸焊夹具，其特征在于，所述锁紧结构是黄铜材料的锁紧结构。