CN210060091U - 用于车体侧墙的电阻点焊设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电阻点焊领域，提供了一种用于车体侧墙的电阻点焊设备，所述电阻点焊设备包括用于在侧墙骨架上预制条状凸起的模压模具，用于夹紧所述侧墙骨架与侧墙外板使得所述侧墙骨架上的条状凸起与所述侧墙外板贴合的装夹工装，以及设于相贴合的所述侧墙骨架和侧墙外板的两侧相对处的电极。本实用新型能够有效降低焊后压痕深度，提高外观质量；满足减小侧墙外板焊点周围的局部面外变形、提升侧墙表面外观质量的点焊要求。

Description

用于车体侧墙的电阻点焊设备

技术领域

本实用新型涉及电阻点焊技术领域，特别是涉及一种用于车体侧墙的电阻点焊设备。

背景技术

车体侧墙特别是无涂装车体侧墙是轨道车辆设计和制造的难点，侧墙的设计和制造不仅要保证结构上的安全，还要保证焊后侧墙的外观质量。目前，车体侧墙采用传统的电阻点焊工艺，将侧墙外板与侧墙骨架放置在两个电极之间进行焊接。

电阻点焊冶金过程简单，热量集中，热影响区小，但点焊电极的压力较大，会使侧墙外板产生挤压变形，焊点凹陷，出现明显的压痕，而焊接电阻热导致侧墙外板产生热应力变形。此外，由于点焊呈非连续的焊接特征，所以导致车体侧墙点焊结构的密封性较差。因此，在保证侧墙点焊结构强度的前提下，焊点压痕成为制约车体侧墙外观质量进一步提升的主要因素。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

本实用新型的目的是提供一种用于车体侧墙的电阻点焊设备，以解决车体侧墙电阻点焊时焊点压痕较深、焊接热变形较大、密封性能较差从而导致侧墙外观质量不高的问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型的实施例提供一种用于车体侧墙的电阻点焊设备，所述电阻点焊设备包括用于在侧墙骨架上预制条状凸起的模压模具，用于夹紧所述侧墙骨架与侧墙外板使得所述侧墙骨架上的条状凸起与所述侧墙外板贴合的装夹工装，以及设于相贴合的所述侧墙骨架和侧墙外板的两侧相对处的电极。

本实用新型的实施例中，所述条状凸起呈长条状，所述条状凸起的横截面呈类V字型。

本实用新型的实施例中，所述条状凸起的长度为8-9mm，宽度为1.5-2mm，高度为0.8-1mm。

本实用新型的实施例中，所述侧墙骨架的条状凸起四周涂覆有结构胶，所述结构胶与所述侧墙外板粘接。

本实用新型的实施例中，还包括红外设备，用于在所述侧墙骨架与侧墙外板焊接后加热并固化所述结构胶。

本实用新型的实施例中，所述电极的电流为11kA、通电时间为6ms，施加的压力为1.1kN。

本实用新型的实施例中，所述电极安装在移动架上。

本实用新型的实施例中，所述模压模具上预制有凸台，通过模压成型在所述侧墙骨架上制备出所述条状凸起。

本实用新型的实施例中，所述条状凸起均布在所述侧墙骨架的一侧面。

本实用新型的实施例中，两侧的所述电极均为平面电极。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供的一种用于车体侧墙的电阻点焊设备，该电阻点焊设备包括用于在侧墙骨架上预制条状凸起的模压模具，用于夹紧侧墙骨架与侧墙外板使得所述侧墙骨架上的条状凸起与所述侧墙外板贴合的装夹工装，以及设于相贴合的所述侧墙骨架和侧墙外板的两侧相对处的电极；通过控制电极的电流、通电时间以及施加的压力对侧墙骨架上的条状凸起与侧墙外板的贴合处焊接。通过在侧墙骨架上预制条状凸起，与传统无凸点或凸点形状为圆形的情况相比，采用该条状凸起相当于将点焊后的形变量更加分散开来，有效降低了焊后压痕深度，提高外观质量；满足了减小侧墙外板焊点周围的局部面外变形、提升侧墙表面外观质量的点焊要求。

由于结构胶的存在，提高了侧墙骨架和侧墙外板之间的密封性，减小了焊接时的噪音，并提高了焊接后接头的强度。

附图说明

图1为本实用新型一种用于车体侧墙的电阻点焊设备焊接前的示意图；

图2为本实用新型一种用于车体侧墙的电阻点焊设备焊接后的示意图；

图3为本实用新型中侧墙骨架上的条状凸起的截面示意图。

图中：1：侧墙骨架；2：侧墙外板；3：条状凸起；4：平面电极；5：结构胶；6：熔核。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上。

车体侧墙通过侧墙骨架和侧墙外板焊接形成，例如不锈钢车体侧墙由不锈钢骨架和不锈钢外板焊接形成，如图1和图2所示，本实用新型实施例提供了一种用于车体侧墙的电阻点焊设备，该电阻点焊设备包括用于在所述侧墙骨架1上预制条状凸起3的模压模具，用于夹紧所述侧墙骨架1与所述侧墙外板2使得所述侧墙骨架1上的条状凸起3与所述侧墙外板2紧密贴合的装夹工装，通过在侧墙骨架1上预制条状凸起3，与传统无凸点或凸点形状为圆形的情况相比，采用该条状凸起3相当于将点焊后的形变量更加分散开来，有效降低了焊后压痕深度，提高外观质量；满足了减小侧墙外板2焊点周围的局部面外变形、提升侧墙表面外观质量的点焊要求。

具体地，侧墙外板2的一侧设置为拉丝面，另一侧为非拉丝面，侧墙骨架1上的条状凸起3与所述侧墙外板2的非拉丝面紧密贴合，并平放在焊台上。

为了便于实施焊接，还包括设于相贴合的所述侧墙骨架1和侧墙外板2的两侧相对处的电极，两侧的所述电极均可以为平面电极4，以方便对侧墙施加稳定均匀的压力。通过控制电极的电流、通电时间以及施加的压力对所述侧墙骨架1上的条状凸起3与侧墙外板2的贴合处焊接；由于条状凸起3的存在，提高了焊接时单位面积上的电流和承载压力，使焊接能量集中，可以采用比点焊时更低的焊接压力和焊接电流，有效避免焊接缺陷。

焊接后，条状凸起3处与侧墙外板2接触处熔化形成熔核6，即为接头。

本实用新型的实施例中，如图3所示，所述条状凸起3呈长条状，所述条状凸起3的横截面呈类V字型，从而能够减小侧墙骨架1与侧墙外板2的单位接触面积，增加接触长度，从而使焊接能量集中，焊接时受力分散，从而最终使得点焊后的形变量更加分散开来，有效降低了焊后压痕深度。

本实用新型的实施例中，所述条状凸起3的长度l可以为8-9mm，优选为8.7mm，宽度d可以为1.5-2mm，优选为1.5mm，高度h可以为0.8-1mm，优选为0.8mm。通过对条状凸起3的形状优化，能够达到最佳的外观质量。

本实用新型的实施例中，所述侧墙骨架1的条状凸起3四周涂覆有结构胶5，所述结构胶5与所述侧墙外板2粘接，由于结构胶5的存在，提高了侧墙骨架1与侧墙外板2之间的密封性，减小了焊接时的噪音，并提高了焊接接头的强度。

本实用新型的实施例中，还包括红外设备，当所述侧墙骨架1与侧墙外板2焊接后，通过红外设备发射红外线对侧墙骨架1与侧墙外板2之间的结构胶5加热至固化，固化后的结构胶5能够增加侧墙骨架1与侧墙外板2之间的密封性和连接强度。

本实用新型的实施例中，通过供电设备为所述电极提供的电流为11kA、通电时间为6ms，通过加压单元为电极施加的压力为1.1kN，采用大电流、小压力、极短焊接时间；以减少每个条状凸起3的能量输入，实现焊接能量集中、变形作用时间短、变形分散的效果，进而提高了侧墙车体外观质量。

相同板厚组合的传统点焊参数：焊接电流—8kA、电极压力—7.5kN、焊接时间—250ms，本实施例采用参数：焊接电流—11kA、电极压力—1.1kN、焊接时间—6ms，与传统参数相比本实施例采用与条状凸起3相匹配的大电流、小压力、极短焊接时间的焊接参数，在极短时间内达到脉冲峰值，使侧墙骨架1与侧墙外板2之间完成熔合焊接，能够实现焊接能量集中、变形作用时间短、变形分散的效果，满足减小侧墙外板2焊点周围的局部面外变形、提升侧墙表面外观质量的点焊要求。

传统点焊压痕深度普遍为0.13mm左右，拉剪强度为10kN；采用本实施例后侧墙外露焊点压痕深度控制在0.003mm以内，极大程度上提高了焊点外观质量，同时拉剪强度为24kN，强度为传统点焊的2倍。

为了便于控制电极移动，将电极安装在移动架上，在焊接完一处后移动到下一处，依次进行，直至覆盖整个侧墙骨架1与侧墙外板2的板面。

本实用新型的实施例中，所述模压模具上预制有凸台，通过模压成型在所述侧墙骨架1上制备出与该凸台形状匹配的所述条状凸起3，条状凸起3均布在侧墙骨架1上，便于形成焊点均匀、受力均匀的侧墙。

本实施例的操作过程为：

(1)通过模压成型技术，利用自制的模压模具，在不锈钢侧墙骨架1一侧制备出长度为8.7mm，宽度为1.5mm，高度为0.8mm的条状凸起3；

(2)将结构胶5涂覆于预制条状凸起3的周围，胶接完成后，先不进行固化处理；

(3)将侧墙外板2具有拉丝面的一侧朝下平放在自制工艺装备上，再把涂有结构胶5和预制条状凸起3一侧的侧墙骨架1放置在侧墙外板2没有拉丝面一侧的相应位置上，经位置调整后利用装夹工装进行夹紧使侧墙骨架1上的各个条状凸起3均与侧墙外板2的非拉丝面紧密贴合；

(4)根据板厚组合选用与条状凸起3配合使用的大电流、小压力、极短焊接时间的焊接参数，按工艺规范实施点焊操作；

(5)利用红外线对焊后侧墙涂胶的区域局部加热，温度选为200℃，保温时间选为20min，使结构胶5完全固化；

(6)焊后通过焊点外观压痕检测、拉剪强度试验和金相组织分析，进行验收。

试验验证：

试验条件：车体侧墙均为奥氏体不锈钢板材，其中侧墙外板2采用厚度1.5mm的EN1.4318-2G拉丝板材，侧墙骨架1采用厚度0.8mm的SUS301L-DLT和厚度1.0mm的SUS301L-HT板材，侧墙呈板梁搭接点焊结构。焊前预制条状凸起3的形状见图3，采用如图1所示的预制条状凸起3附加结构胶5的低热输入高脉冲电流中频逆变电阻点焊设备进行点焊，点焊工艺参数见表1；传统点焊工艺参数见表2。

试验结果：采用以上焊接方式及焊接工艺参数对焊接试板及侧墙中部单元进行点焊试验，侧墙外板2焊点压痕深度及点焊接头拉剪载荷结果见表3；传统焊点压痕深度及点焊接头拉剪载荷见表4。从以上结果可以看出侧墙外露焊点压痕改善明显，压痕深度均控制在0.003mm以内，几乎没有焊接痕迹及氧化颜色；车体侧墙部件所有焊点冶金接合质量良好，其拉剪强度均满足相关技术标准规定的要求，熔核6中心区域冶金过程更加充分，有效避免了熔核6中心产生未熔合、缩孔及疏松缺陷；实现了减小侧墙外板2焊点周围的局部面外变形、提高车体侧墙的密封性以及提升不锈钢侧墙外观质量的点焊要求。

表1本实施例的点焊参数

表2传统点焊参数

表3本实施例的焊点压痕深度及拉剪载荷

表4传统焊点压痕深度及拉剪载荷

由以上实施例可以看出，本实用新型实施例能够有效降低焊后压痕深度，提高外观质量；满足减小侧墙外板焊点周围的局部面外变形、提升侧墙表面外观质量的点焊要求。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于车体侧墙的电阻点焊设备，其特征在于，所述电阻点焊设备包括用于在侧墙骨架上预制条状凸起的模压模具，用于夹紧侧墙骨架与侧墙外板使得所述侧墙骨架上的条状凸起与所述侧墙外板贴合的装夹工装，以及设于相贴合的所述侧墙骨架和侧墙外板的两侧相对处的电极。

2.根据权利要求1所述的用于车体侧墙的电阻点焊设备，其特征在于，所述条状凸起呈长条状，所述条状凸起的横截面呈类V字型。

3.根据权利要求1所述的用于车体侧墙的电阻点焊设备，其特征在于，所述条状凸起的长度为8-9mm，宽度为1.5-2mm，高度为0.8-1mm。

4.根据权利要求1所述的用于车体侧墙的电阻点焊设备，其特征在于，所述侧墙骨架的条状凸起四周涂覆有结构胶，所述结构胶与所述侧墙外板粘接。

5.根据权利要求4所述的用于车体侧墙的电阻点焊设备，其特征在于，还包括红外设备，用于在所述侧墙骨架与侧墙外板焊接后加热并固化所述结构胶。

6.根据权利要求1所述的用于车体侧墙的电阻点焊设备，其特征在于，所述电极的电流为11kA、通电时间为6ms，施加的压力为1.1kN。

7.根据权利要求6所述的用于车体侧墙的电阻点焊设备，其特征在于，所述电极安装在移动架上。

8.根据权利要求1所述的用于车体侧墙的电阻点焊设备，其特征在于，所述模压模具上预制有凸台，通过模压成型在所述侧墙骨架上制备出所述条状凸起。

9.根据权利要求8所述的用于车体侧墙的电阻点焊设备，其特征在于，所述条状凸起均布在所述侧墙骨架的一侧面。

10.根据权利要求1所述的用于车体侧墙的电阻点焊设备，其特征在于，两侧的所述电极均为平面电极。

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