超声同步辅助电阻点焊装置的制作方法

专利检索2025-08-03  20


本技术属于电阻点焊,具体涉及超声同步辅助电阻点焊装置。


背景技术:

1、阻点焊是在电极压力作用下,对待焊板材通以电流,依靠材料自身电阻和材料之间的接触电阻产生电阻热为热源的焊接方法。电阻点焊有很多优点:能量密度高,电流加载时间短,因此焊接变形较小,成品基本无需热处理;自动机械化程度高且操作简单方便,同时电阻点焊是瞬时焊接的一种,基本不会形成类似于熔焊接头较厚的复杂金属间化合物层,对于铝-铝、钢-钢、钛-钛等同种金属的电阻点焊技术已较为成熟,并在实际工业生产中得到广泛应用,随着航空航天技术的高速发展,异种合金如al-ti复合结构是重要的发展方向,异种材料在应用电阻点焊工艺进行焊接时会遇到更严格的挑战,如部分轻质金属材料表面会生成一层致密的氧化膜,氧化膜的存在会增加imc厚度,降低焊接接头质量;当待焊金属板材略厚时,需要提高电阻点焊热输入,由此可能会引起飞溅,降低焊接接头质量和焊接稳定性;当待焊板材之间的性质差异较大时,难以获得两者互熔的优质熔核,焊接接头力学性能较差,因此在充分保留电阻点焊自动化程度高、焊接效率高等优点的前提下,将超声波能转换成高频的机械振动能,将振动从电阻点焊的下电极传递到电极头与工件接触界面之间,高频的机械振动,破碎并清除工件表面的镀层、氧化膜及油污等杂质,进而实现电极与合金板材之间的接触最大化,有效地降低电极/工件、工件/工件之间的接触电阻,避免因为接触产热过多而出现飞溅、气泡等焊接缺陷。

2、现有的电极头基本采用螺纹或其他夹紧的方式实现安装的,虽然该种方式能够保证安装的稳定性,但在拆装过程中均需要借助专业的工具辅助,或人工使用较大的力度完成拆卸,因此整体的拆装较为繁琐,无法实现快拆快装的功能,特别在需要根据加工情况,在短期内,频繁的更换电极头时,较为不适用,因此在实际使用过程中存在较大局限性,具有可改进的空间。


技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供超声同步辅助电阻点焊装置,以解决上述背景技术中提出的电极头存在拆装不便的问题。

2、为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:超声同步辅助电阻点焊装置,包括设置在待焊板上下两侧的上电极、下电极,在所述下电极与上电极的对立端均套设有电极头,其中电极头焊接端的端面形状包括弧形电极、平面电极和球面电极,所述电极头与下电极、上电极的连接处上均设置有拆装组件,该拆装组件包括:

3、连接件,由卡合部和抵紧部构成,其中抵紧部设置在电极头的内部,并与下电极、上电极的端面相抵,而卡合部分别设置在电极头的内壁,以及下电极、上电极的外表面处;

4、限位件,分别滑动设置在下电极、上电极的外部,该限位件与所述连接件卡合连接,通过在连接后进行二次限位,能够增加安装的稳定性。

5、优选的,所述卡合部包括固定在电极头内壁的连接块,以及开设在下电极顶端面、上电极底端面的限位槽,所述连接块与限位槽卡合滑动连接;所述抵紧部包括放置在电极头内部的弹簧,该弹簧与下电极和上电极的端面相抵。

6、优选的,所述限位件包括滑动套设在下电极、上电极外表面扇过的套环,所述套环朝向电极头方向的侧面处固定有若干个限位柱,所述电极头朝向限位柱方向的端面处开设有通孔,该通孔与限位柱卡合连接。

7、优选的,所述下电极、上电极的外部均套设有同轴套筒,在所述同轴套筒一端开口处内壁延伸开设有环槽,在所述环槽的内部放置有冠簧,所述冠簧与下电极、上电极的外表面弹性相抵,从而消除下电极与同轴套筒、上电极与同轴套筒之间的间隙,保证上电极、同轴套筒同轴。

8、优选的,所述同轴套筒的一端开口处内壁车有螺纹,该螺纹处旋入有螺纹环,该螺纹环与冠簧的端部相抵,从而实现对冠簧的限位与安装。

9、优选的,所述上电极的顶端处还安装有电子伺服加压机构,电子伺服加压机构可以根据输入的焊接信息实时调整压力和限制上电极位移,焊接过程中可实时记录电极压力及位移,焊接结束导出加载曲线,便于记录焊接过程数据,对焊点质量及工艺分析提供数据基础,所述上电极处的同轴套筒顶端固结有上电极臂,所述电子伺服加压机构与上电极臂通过螺栓固定连接;所述下电极的底端装配有超声发生转换器,所述下电极处的同轴套筒底端固结有下电极臂;所述下电极、超声发生转换器、上电极、电子伺服加压机构呈同轴状设置。

10、优选的,所述下电极臂、超声发生转换器以及上电极臂均与外部控制设备连接,控制设备可以记录电源输出电流曲线,对焊点质量及工艺分析提供数据基础,控制设备包括,在加工中,主要步骤如下:

11、1、焊接参数输入

12、控制设备输入焊接参数:压力大小、夹持时长、电流大小、通电时长等信息,控制设备根据输入的参数信息,自动设置相应的点焊工艺参数,随即开始焊接过程,其中焊接压力范围1-10kn;焊接时间范围30-3000ms;焊接电流范围4-30ka;

13、2、预压载荷

14、电子伺服加压机构接收控制设备传递的参数信息,通过对上电极施加实时载荷,预压载荷范围待焊板500-10000n,预压时间范围50-1000ms,使下电极、上电极上的电极头,分别与待焊板上下端面接触并夹紧;

15、3、超声振动

16、控制设备给同轴装配在超声发生转换器输入参数信息,超声发生转换器接收信号,产生相应的超声振动,超声波频率范围10~80khz,超声波振幅选用范围5~60μm,超声波作用时间范围10-2000ms,待焊板的屈服强度由此降低,产生声致软化效应;同时,超声振动有助于清理待焊板表面的油污、锈迹、去除氧化膜等杂质;

17、4、焊接阶段

18、控制设备同时给焊接电源输入电流参数信息、超声发生转换器输入超声振动参数信息;焊接电源输出直流电流、交流电流或脉冲电流,同时超声发生转换器产生超声振动,由电流产生的电阻热以及超声能量同时作用使待焊板件在与电极同轴的接触面处形成熔核,产生焊接接头;

19、5、保持阶段

20、电阻点焊电源停止输出电流,同时超声发生转换器停止产生超声振动,由控制设备继续给电子伺服加压机构输入载荷信息电子伺服加压机构继续对上电极作用载荷,待焊板继续保持夹紧状态冷却结晶,焊后保持时间范围待焊板500ms-10000ms,保持载荷范围待焊板500-10000n;

21、6、卸载阶段

22、夹持时间完成,焊接熔核处已降低至安全温度,控制设备给上电极输入解除载荷信息,下电极、上电极与待焊板上下端面分离,焊接全过程完结。

23、与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:

24、通过设计了拆装组件,在不借助任何工具的情况下,实现电极头的快拆快装,适用于短期内根据加工需求频繁更换电机头的操作需求,并且该拆装组件结构简单,方便加工,具有较强的实用性,完善了现有结构中存在的不足。



技术特征:

1.超声同步辅助电阻点焊装置,包括设置在待焊板(500)上下两侧的上电极(200)、下电极(100),在所述下电极(100)与上电极(200)的对立端均套设有电极头(300),其特征在于:所述电极头(300)与下电极(100)、上电极(200)的连接处上均设置有拆装组件,该拆装组件包括:

2.根据权利要求1所述的超声同步辅助电阻点焊装置,其特征在于:所述卡合部包括固定在电极头(300)内壁的连接块(300b),以及开设在下电极(100)顶端面、上电极(200)底端面的限位槽(100a),所述连接块(300b)与限位槽(100a)卡合滑动连接;所述抵紧部包括放置在电极头(300)内部的弹簧(301),该弹簧(301)与下电极(100)和上电极(200)的端面相抵。

3.根据权利要求2所述的超声同步辅助电阻点焊装置,其特征在于:所述限位件包括滑动套设在下电极(100)、上电极(200)外表面扇过的套环(302),所述套环(302)朝向电极头(300)方向的侧面处固定有若干个限位柱(302a),所述电极头(300)朝向限位柱(302a)方向的端面处开设有通孔(300a),该通孔(300a)与限位柱(302a)卡合连接。

4.根据权利要求1所述的超声同步辅助电阻点焊装置,其特征在于:所述下电极(100)、上电极(200)的外部均套设有同轴套筒(400),在所述同轴套筒(400)一端开口处内壁延伸开设有环槽(400a),在所述环槽(400a)的内部放置有冠簧(401),所述冠簧(401)与下电极(100)、上电极(200)的外表面弹性相抵。

5.根据权利要求4所述的超声同步辅助电阻点焊装置,其特征在于:所述同轴套筒(400)的一端开口处内壁车有螺纹,该螺纹处旋入有螺纹环(402),该螺纹环(402)与冠簧(401)的端部相抵。

6.根据权利要求1所述的超声同步辅助电阻点焊装置,其特征在于:所述上电极(200)的顶端处还安装有电子伺服加压机构(202),所述上电极(200)处的同轴套筒(400)顶端固结有上电极臂(201),所述电子伺服加压机构(202)与上电极臂(201)通过螺栓固定连接;所述下电极(100)的底端装配有超声发生转换器(102),所述下电极(100)处的同轴套筒(400)底端固结有下电极臂(101);所述下电极(100)、超声发生转换器(102)、上电极(200)、电子伺服加压机构(202)呈同轴状设置。

7.根据权利要求6所述的超声同步辅助电阻点焊装置,其特征在于:所述下电极臂(101)、超声发生转换器(102)以及上电极臂(201)均与外部控制设备连接,控制设备包括plc。


技术总结
本技术公开了超声同步辅助电阻点焊装置,包括设置在待焊板上下两侧的上电极、下电极,在所述下电极与上电极的对立端均套设有电极头,其中电极头焊接端的端面形状包括弧形电极、平面电极和球面电极,所述电极头与下电极、上电极的连接处上均设置有拆装组件,该拆装组件包括连接件,由卡合部和抵紧部构成,其中抵紧部设置在电极头的内部,并与下电极、上电极的端面相抵,而卡合部分别设置在电极头的内壁;通过设计了拆装组件,在不借助任何工具的情况下,实现电极头的快拆快装,适用于短期内根据加工需求频繁更换电机头的操作需求,并且该拆装组件结构简单,方便加工,具有较强的实用性,完善了现有结构中存在的不足。

技术研发人员:秦儒明
受保护的技术使用者:昆山荣仕杰智能装备科技有限公司
技术研发日:20231012
技术公布日:2024/5/29
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