一種球形連杆和推桿電阻焊焊接設備的製作方法
2023-10-04 21:45:49
專利名稱：一種球形連杆和推桿電阻焊焊接設備的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種電阻焊焊接設備，具體地涉及一種用於焊接球形連杆和推桿的電阻焊焊接設備。
背景技術：
在汽車零部件中，有許多鋼球或球座與杆或管的焊接結構，如汽車壓縮機球形連杆和柴油機推桿就是這種結構的典型產品。壓縮機球形連杆由兩端的兩隻鋼球與中間一段實心杆焊接而成；柴油機推桿由一端鋼球、另一端球座與中間一段空心管焊接而成。兩種產品的典型結構如圖1A和圖1B所示。
球形連杆和推桿的焊接要求焊接精度高，即鋼球或球座與杆或管的同軸度好和部件整體長度方向精度高，也要求焊件之間的焊接強度高，即鋼球或球座與杆或管焊接後相互連接牢固，還要求焊接後形成部件的外觀質量好，焊後鋼球或球座的表面粗糙度及表面硬度保持焊前狀態。例如，對於圖1A所示的球形連杆，在總長度為61.2毫米、球徑14.3毫米和杆徑6.5毫米情況下要求球體與杆體之間的同軸度誤差≤Ф0.08mm，總長度誤差≤±0.05mm，焊接強度≥15KN。對於圖1B所示的推桿，在總長度為269毫米、球徑11.9毫米和杆徑11毫米情況下要求徑向跳動≤0.3mm，總長度誤差≤±0.4mm，焊接強度≥10KN。
由於鋼球材料為滲碳鋼或軸承鋼，球座材料為45號鋼淬火或滲碳，杆或管材料為低碳鋼或中碳鋼，因此焊接性很差。特別是鋼球一端的接頭，在焊接後容易產生高碳粗大馬氏體組織，強度低韌性差，並存在很多細微裂紋。現有技術對連杆和推桿一般採用單頭焊，此種焊接工藝存在著精度差、飛邊大、形成部件強度低等缺點。因此，常規焊接工藝和設備不能滿足對連杆和推桿的高精度、高強度的焊接要求。
發明內容
本實用新型的目的在於提供一種用於球形連杆和推桿的電阻焊焊接設備，以克服現有技術焊接設備和工藝存在的缺陷，滿足對於球形連杆和推桿的高精度、高強度焊接要求。
首先介紹本實用新型的球形連杆和推桿電阻焊焊接設備的技術原理。
本實用新型的球形連杆和推桿電阻焊焊接設備採用雙頭串聯焊接方式，所述串聯焊接方式的技術原理如圖3所示。圖3中，兩端為簡化的兩個焊頭3，每個焊頭3上夾持一個鋼球300，中間為簡化的上中間分流電極組件7、下中間分流電極組件6和杆件310，P方向表示焊接過程中對兩端球或球座電極施加的壓力，N表示焊接過程中來自壓緊氣缸的壓力。焊接過程中，電阻焊控制器200的可控矽器件導通，為電阻焊變壓器100的初級線圈提供380V交流電，在該電阻焊變壓器100次級電流迴路中，次級線圈一端的電流經過一端焊頭3和鋼球300流向杆件310的伸出部分，然後大部分電流例如75％以上的電流通過杆件外的上、下中間分流電極組件7和6進行分流，少量電流經過杆件310。流過上、下中間分流電極組件的大部分電流和流過整個杆件310的少量電流，在杆件310另一端的伸出部分合流，最後流過另一端的鋼球310和焊頭3回到電阻焊變壓器100次級線圈的另外一端，構成電阻焊焊接的完整電流迴路。從圖3所示原理圖可看出，上、下中間分流電極組件7和6隻是對流經杆件310的電流進行分流，並將杆件310自身電阻產生的熱量傳導分散。這樣，本實用新型的電阻焊焊接設備在實現雙頭焊接的同時，避免了杆件在全長範圍內產生電阻熱，並可以將電阻熱集中在杆件兩端的接頭處，保證了兩個鋼球300和杆件310在接頭附近的電阻匹配和熱平衡，從而實現了高質量的焊接。圖3的原理圖表示焊接圖1A所示球形連杆的技術原理，焊接圖1B所示推桿的技術原理與焊接球形連杆相同。
圖2A、2B、2C分別為本實用新型的球形連杆和推桿電阻焊焊接設備的主視圖、側視圖和俯視圖。根據圖2所示的結構，焊接設備有機械部分、電阻焊變壓器、電阻焊控制器、氣動系統、冷卻系統等組成。機械部分主要有床身、一對線形滾動導軌、多個滑塊、兩個焊接氣缸、兩個焊接氣缸座、兩個包括球或球座電極的焊頭、兩個支架、上和下中間分流電極組件、中間分流電極壓緊氣缸、一對直線軸承、支架、杆或管自動定位機械手、導向氣缸、一對拉杆、多個平衡彈簧等主要零部件組成。
本實用新型的球形連杆和推桿電阻焊焊接設備，包括床身、多個滑塊、一對焊頭、一對焊接氣缸、一對支座、上中間分流電極組件、下中間分流電極組件、上中間分流電極組件連接板、一對線形軸承、一對導向杆、壓緊氣缸、銷軸、中間支架、導向氣缸、氣動機械手、電阻焊變壓器、電阻焊控制器、一對拉杆、一對線形滾動導軌、多個平衡彈簧，所述焊接設備特徵在於床身之上固定一對共兩條線形滾動導軌，多個滑塊2浮動安置在兩條線形滾動導軌上，兩個焊頭分別固定在滑塊上，兩個焊接氣缸的活塞杆分別連接兩個焊頭，兩個焊頭分別固定滑塊上，兩個焊接氣缸分別固定在兩個支座上，兩個支座分別固定在滑塊上，一對拉杆將兩個支座固定連接為一體，下中間分流電極組件固定在床身上，位於兩個焊頭之間，上中間分流電極組件以銷軸可擺動地安裝在上中間分流電極組件連接板之下，位於下中間分流電極組件之上，上中間分流電極組件連接板固定在一對導向杆端部和壓緊氣缸的活塞杆端部，一對導向杆分別穿過一對線形軸承，中間支架固定在床身中部上方，一對線形軸承和一個壓緊氣缸都固定安裝在中間支架上，導向氣缸活塞杆連接氣動機械手，導向氣缸固定在床身上，氣動機械手正對下中間分流電極組件，電阻焊變壓器固定在床身之下。
本實用新型所述的焊接設備，其特徵在於用於將鋼球焊接到杆或管上的焊頭具體結構如下連接體，電極座，電極座與連接體粘接為一體，電極錐度配合插入電極座一端上，電極伸出電極座的頂端設置球窩，該球窩直徑應比鋼球直徑小0.03～0.06mm，電極頂端設置有彈性定位夾頭，電極座和電極件為中空結構，電極座另一端連接冷卻水接頭，電極座下方連接導電排，該導電排經電纜連接電阻焊變壓器次級線圈一端。
本實用新型所述的焊接設備，其特徵在於用於將球座焊接到杆或管上的焊頭具體結構如下連接體，電極座，電極座與連接體粘接為一體，錐度配合插入電極座的電極，冷卻水接頭，電極伸出電極座的頂端頭部為球形，電極球形頭部的球形直徑比所焊接的球座焊件的球窩直徑小0.03～0.01mm，電極座插入電極的一端之外套設一個滑動絕緣套，彈性定位夾頭套接固定在滑動絕緣套上，滑動絕緣套上沿電極座的軸向設置有一彈簧，電極座和電極件為中空結構，電極座另一端連接冷卻水接頭，電極座下方連接導電排，該導電排經電纜連接電阻焊變壓器次級線圈一端。
本實用新型所述的焊接設備，其特徵在於焊接推桿所使用的上中間分流電極組件的具體零件為電極安裝體，兩個電極座，銷軸用襯套，兩個分流電極，多個分流體，兩個冷卻水通道悶頭，兩個冷卻水進出口接頭，螺栓將多個分流體、電極座相互固定，多個分流體厚度不同，電極座由兩個壓板和壓板上螺栓壓緊到電極安裝體上，兩個電極限位板分別對兩個分流電極進行軸向定位並以螺栓分別固定在兩個電極座上。
本實用新型所述的焊接設備，其特徵在於焊接推桿所使用的下中間分流電極組件的具體零件為電極安裝體，兩個電極座，多個分流體，兩個分流電極、兩個電極限位板，兩個冷卻水通道悶頭，兩個冷卻水進出口接頭，兩個壓板，電極安裝體底部設置多個螺栓孔，兩個電極限位板對兩個分流電極軸向定位，以螺栓將兩個分流電極分別固定在兩個電極座上，電極座由兩個壓板和壓板上螺栓壓緊安裝在電極安裝體上，多個分流體由螺栓固定安裝在電極安裝體上、兩個電極座之間，整個下中間分流電極組件以電極安裝體固定在設備的床身上，並由斜鍥定位。
本實用新型所述的焊接設備，其特徵在於焊接球形連杆所使用的上中間分流電極組件的具體零件為電極安裝體，電極座，分流電極，軸銷用襯套，兩個壓板，兩個電極限位板，兩個冷卻水通道悶頭，兩個冷卻水進出口接頭，兩個電極限位板對分流電極軸向定位，並以螺栓將分流電極固定在電極座上，電極座由壓板和壓板上螺栓固定安裝在電極安裝體上，整個中間分流電極組件由電極安裝體上的銷孔和銷軸連接到設備上。
本實用新型所述的焊接設備，其特徵在於焊接球形連杆的下中間分流電極組件的具體零件為分流電極座，分流電極，電極安裝體，兩個壓板，兩個電極限位板，兩個冷卻水通道悶頭，兩個冷卻水進出口接頭，兩個電極限位板對分流電極軸向定位，並以螺栓將分流電極固定在電極座上，電極座由壓板和壓板上螺栓固定安裝在電極安裝體上，整個中間分流電極組件通過電極安裝體固定在設備的床身上，並由斜鍥定位。
本實用新型所述的焊接設備，其特徵在於電阻焊變壓器初級線圈一端連接電阻焊控制器。
本實用新型的球形連杆和推桿電阻焊焊接設備與傳統的單頭焊接設備相比主要有以下優點第一，由於採用兩端兩個電極與杆件串聯的電阻焊焊接迴路，使得一臺電阻焊變壓器和電阻焊控制器實現了兩個接頭的同時焊接，降低了焊接工藝中產生的誤差，並提高焊接生產效率；第二，本實用新型的電阻焊焊接設備具有焊後多脈衝隨機回火功能，將焊接中接頭部分產生高碳粗大馬氏體組織轉變為回火索氏體(或回火珠光體)和回火馬氏體組織，大大改善了焊接接頭的強度和韌性；第三，焊接過程中利用浮動加壓方式，實現了兩個焊頭在施加壓力上的同步施壓，防止由於兩端施加壓力不平衡導致杆或管在焊接過程中軸向串動；第四，是採用氣動機械手對杆或管件與球體或球座高精度同軸定位，保證了焊後回火溫度和回火後接頭強度的穩定性。第五，上中間分流電極採用浮動擺動加壓，使得上、下中間分流電極均勻的對杆或管件夾緊，進一步增加了焊接和回火質量的穩定性。
圖1A為本實用新型的電阻焊焊接設備所焊接的球形連杆結構圖；圖1B為本實用新型的電阻焊焊接設備所焊接的推桿結構圖；圖2A為本實用新型的電阻焊焊接設備主視圖；圖2B為本實用新型的電阻焊焊接設備左側視圖；圖2C為本實用新型的電阻焊焊接設備床身及其上所安裝零部件的俯視圖；圖3為本實用新型的電阻焊焊接設備的原理圖；圖4A為現有技術的回火電流的示意圖；圖4B為現有技術的回火溫度的示意圖；圖5A為本實用新型焊接設備的回火電流的示意圖；圖5B為本實用新型焊接設備的回火溫度的示意圖；圖6A為本實用新型焊接設備焊接球形焊件所使用焊頭的結構圖；圖6B為本實用新型焊接設備焊接球座焊件所使用焊頭的結構圖；圖7A為本實用新型焊接設備焊接推桿所使用上中間分流電極組件的主視剖面圖；圖7B為本實用新型焊接設備焊接推桿所使用上中間分流電極組件的側視剖面圖；圖8A為本實用新型焊接設備焊接推桿所使用下中間分流電極組件的主視剖面圖；圖8B為本實用新型焊接設備焊接推桿所使用下中間分流電極組件的側視剖面圖；圖9A為本實用新型焊接設備焊接球形連杆所使用上中間分流電極組件的主視剖面圖；圖9B為本實用新型焊接設備焊接球形連杆所使用上中間分流電極組件的側視剖面圖；圖10A為本實用新型焊接設備焊接球形連杆所使用下中間分流電極組件的主視剖面圖；圖10B為本實用新型焊接設備焊接球形連杆所使用下中間分流電極組件的側視剖面圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的一體化匯流排的結構進行詳細說明。
圖2是本實用新型的球形連杆電阻焊焊接設備總體結構圖，其中圖2A、2B、2C分別為主視圖、側視圖、俯視圖。圖2中的附圖標記為床身1、多個滑塊2、一對焊頭3、一對焊接氣缸4、一對支座5、上中間分流電極組件7、下中間分流電極組件6、上中間分流電極組件連接板8、一對線形軸承9、中間分流電極壓緊氣缸10、銷軸11、中間支架12、導向氣缸13、氣動機械手14、電阻焊變壓器15、一對拉杆16、一對線形滾動導軌17、多個平衡彈簧18。
如圖2A、2B、2C所示，本實用新型的電阻焊焊接設備為臥式結構，其中床身1可採用焊接結構或者鑄件結構，床身1上固定安置一對共兩條線形滾動導軌17，多個滑塊2可在兩條線形滾動導軌17上滑動，兩個焊頭3分別固定在各自身下的滑塊2上，兩個焊接氣缸4固定在各自的支座5上，而兩個支座5固定在各自身下滑塊2上。下中間分流電極組件6固定在床身1上，上中間分流電極組件7以銷軸11可擺動地安裝在上中間分流電極組件連接板8上，該連接板8固定在一對線形軸承9的一對導向杆上並與中間分流電極壓緊氣缸10的活塞杆連接在一起。
當壓緊氣缸10的活塞杆帶動連接板8和上中間分流電極組件7下壓到與下中間分流電極組件6接觸位置時，上中間分流電極組件7由於通過銷軸11與連接板8可擺動連接，導致接觸過程中上中間分流電極組件7可自動擺動，自然保證了與下中間分流電極6協同將需要焊接的杆或管的均勻夾緊。
中間支架12為焊接結構，主要用於固定一對線形軸承9、壓緊氣缸10和與壓緊氣缸10配套的氣動系統。導向氣缸13和氣動機械手14用於自動將需要焊接的杆或管定位在焊接位置。電阻焊變壓器15為電阻焊焊接電流迴路提供電源。拉杆16將兩端的兩個焊接氣缸支座5固定連接為一體，從而將兩端的焊接氣缸4剛性連接在一起。這樣，兩端的兩個焊接氣缸4、兩個焊頭3、兩個支座5和多個滑塊4作為一個整體可在導軌17上自由移動，組成一個可在焊接過程中通過兩端焊頭3浮動地對焊接工件施加壓力的浮動施壓系統。為了保證正常狀態下該浮動施壓系統整體上基本上處於床身中間位置，以免妨礙機械手14伸縮工作，在兩個支座5的外側各設置有兩個平衡彈簧18，該平衡彈簧18的壓縮量可調。
下面結合圖2C詳細解釋上述浮動施壓系統的工作過程。當焊接時，兩端的焊接氣缸4的活塞杆將伸出頂推各自的焊頭3。由於兩端焊接氣缸4各自活塞杆的伸出速度不完全一致，因此有可能導致一端焊頭3上的焊件例如金屬球或金屬球座先接觸金屬杆或管的一端，而另一端焊頭3上焊件例如金屬球後接觸杆或管。為避免此種情況發生，本實用新型將兩端的焊接氣缸4與支座5通過兩條拉杆16剛性連接形成一體，且整體可以在多個滑塊2上沿兩條導軌17移動，如果忽略考慮彈簧18的壓縮力、焊接氣缸4內活塞與汽缸壁之間的摩擦阻力以及壓縮空氣的慣性力，即使一端焊頭3上的焊件球或球座與杆或管先接觸，但是由於整個浮動施壓系統在導軌17上滑動，使得先接觸端球或球座與杆或管之間接觸面上的焊接壓力仍然為零，直到另一端焊頭3上的球與杆或管也接觸時，兩端的焊件之間接觸面上才能同時逐漸達到焊接所要求的壓力。由於採用了浮動施壓系統，使得杆或管兩端的焊件接觸面上同時保持基本相同的焊接壓力，實現了兩端焊件的焊接面上壓力平衡，可以有效避免了杆或管在上、下中間分流電極組件之間的軸向串動。當焊接過程結束時，焊接氣缸4的活塞杆退回復位，焊接氣缸4和焊頭3可能偏向床身的一端，本實用新型的設備可以通過調整兩端支座5外側彈簧18的預壓縮量，保證浮動施壓系統整體上停留在相對床身中間的位置，避免下個焊接循環過程中影響機械手14的動作。
本實用新型設備中，由兩個焊接氣缸4、兩個焊頭3、兩個支座5和多個滑塊4作為一個整體可在導軌17上自由移動所組成一個的上述浮動施壓系統有效地提高了焊接質量。如果不採用浮動加壓方式，上中間分流電極組件7與下中間分流電極組件6在夾緊狀態下對杆或管產生的摩擦力不可能克服焊接中兩端焊頭產生軸向壓力，該軸向壓力勢必引起杆或管在上、下中間分流電極組件7、6之間沿軸向串動，因而引起杆或管的伸出量變化，這不但影響焊接強度和接頭的外觀質量，而且引起焊接長度精度大幅度下降。而本實用新型的設備由於採用了可以浮動施壓的浮動施壓系統，防止了焊接過程中杆或管的軸向移動，當然就極大提高了焊件的焊接強度和長度精度。
由於焊接球形連杆和推桿所使用的焊件形狀、尺寸不同，因此在採用本實用新型的電阻焊焊接設備焊接球形連杆或推桿時，應當採用配套的焊頭和上、下中間分流電極組件。在焊接圖1A所示的球形連杆時，在上述焊接設備兩端均使用如圖6A所示結構的焊頭並使用如圖9、所示的上中間分流電極組件7和如圖10所示的下中間分流電極組件6。在焊接圖1B所示的推桿時，在上述焊接設備上焊接球形焊件一端使用如圖6A所示的焊頭、在焊接設備上焊接球座焊件的一端使用如圖6B所示的焊頭，並使用如圖7所示的上中間分流電極組件7和如圖8所示的下中間分流電極組件6。
圖6A表示用於將鋼球焊接到杆或管上的焊頭結構。圖6A中焊頭各個零件的附圖標記為連接體19，用鋼材料製造；電極座20，具有良好的導電性能和較高的硬度和強度，使用鈹鈷銅為材料製造；電極座20與連接體19之間通過絕緣膠粘接在一起，要求兩者之間的絕緣電阻≥1KΩ；電極21，其材料也為鈹鈷銅，以保證焊接時電極的熱強度、耐磨性和導電性；電極21在電極座20一端與之間錐度配合固定，以增加導電面積和提高定位精度。電極21頂端設置球窩，該球窩的加工公差對於焊接質量影響很大。為了保證與鋼球良好的接觸並防止鋼球表面燒傷，球窩直徑應比鋼球直徑小0.03～0.06mm。電極21頂端設置有彈性定位夾頭22，對鋼球起初始定位和保持作用。電極座20和電極件21均為中空結構，電極座20另一端連接冷卻水接頭23，電極座20下方連接導電排24，該導電排24經電纜連接電阻焊變壓器次級線圈一端。上述實用新型設備在焊接球形連杆時，在設備兩端均使用如圖6A所示結構的焊頭，兩焊頭的導電排24分別連接變壓器次級線圈兩端，與焊頭電極、焊件、上下中間分流電極組件形成電流迴路。
圖6B表示用於將球座焊接到杆或管上的焊頭結構。由於焊接後要求球座不但要和管同軸，而且球座的端面與管也有垂直度要求，因此焊接球座的焊頭結構更複雜。圖6B所示焊頭結構中除電極25與彈簧定位夾26兩零件與圖6A所示焊頭對應零件不同外，其餘部分與圖6A結構相同，兩種焊頭相同零件之間具有互換性。例如圖6B也具有連接體19、電極座20、冷卻水接頭23。圖6B焊頭結構中，電極25頭部為球形以配合球座焊件，該電極25的材料為紫銅或鉻鋯銅，以使得加壓時電極25球形頭部適當的變形，以保證球座的球窩與電極25的球形頭部更好的接觸。電極25球形頭部的球形直徑應比所焊接的球座焊件的球窩直徑小0.03～0.01mm，這樣才能保證球窩焊件內表面不被燒傷並且保證球窩內表面硬度不下降。圖6B所示焊頭的彈性定位夾頭26，可以有效保證球窩焊件的端面與管軸方向之間的垂直度。如圖6所示焊頭在電極座20伸出電極25的一端外套設一個滑動絕緣套27，所述彈性定位夾頭26套接固定在滑動絕緣套27上，滑動絕緣套27上沿電極座20的軸向設置有一彈簧28，該彈簧28在焊接過程浮動施壓時自動後縮，從而使滑動絕緣套27不幹涉焊接加壓時球座焊件的球窩與電極25球頭之間的接觸。
由於球形連杆和推桿在結構上不同，特別是在長度尺寸方面相差較大。具體地說，球形連杆較短，而且不同規格的球形連杆長度相差很小。而推桿不但長度遠大於球形連杆，而且不同規格的推桿之間長度相差很大。這就在焊接球形連杆和焊接推桿時，使用的下、上中間分流電極組件6、7具有不同的結構。本實用新型焊接設備在焊接球形連杆時，採用的上、下中間分流電極組件結構為整體式；而在焊接推桿時，採用的上、下中間分流電極組件結構為組合式。
圖7為焊接推桿所使用的上中間分流電極組件的結構圖，包括圖7A主視剖面圖和沿主視圖中襯套31的中心剖面的圖7B側視剖視圖。參見圖7A、7B中所示各個零件，電極安裝體29，電極座30、32，襯套31，該襯套材料為青銅以增加與圖2A所示銷軸11之間的耐摩性，螺栓33，該螺栓用於將兩個分流體37、分流體38、電極座30、32相互固定。所有分流體的材料都為紫銅，以增加分流和冷卻效果。通過調整分兩個流體37的厚度，可以適應不同長度的推桿的焊接。如圖7B所示，電極座30和32由兩個壓板40以螺栓緊固方式壓緊到安裝體29上，為簡潔起見圖7B中只標註了一側的一個壓板40，對稱的另一側壓板沒有標記。圖7A中的兩個分流電極35為易損件，所用材料為鉻鋯銅，兩個電極限位板34，分別對兩個分流電極35進行軸向定位，兩個冷卻水通道悶頭36。圖7B所示為兩個冷卻水進、出口接頭39之一。
圖8為焊接推桿所使用的下中間分流電極組件的結構圖，包括圖8A主視剖面圖和沿主視剖面圖中心線剖面的圖8B側視剖面圖。下中間分流電極組件與上中間分流電極組件的區別就是安裝體不同。如圖7A所示，下中間分流電極組件的電極安裝體41在設備床身1上沿導軌17方向的位置由兩個斜鍥42定位，在垂直於導軌17方向的位置如圖2C所示由一條線形滾動導軌17和支架12的前定位面定位，電極安裝體41在床身1上定位後利用圖8B中所示的電極安裝體41上的螺栓孔以螺栓緊固方式固定在床身1上。圖8A、8B中的兩個電極座32、兩個分流電極35、兩個分流體37、分流體38、兩個電極限位板34、兩個冷卻水通道悶頭36、冷卻水進出口接頭39、壓板40等均與上中間分流電極組件的零件相同，不再重複描述。
圖9為焊接球形連杆的上中間分流電極組件的結構圖，包括圖9A的主視剖面圖和圖9B的側視剖面圖。如圖9A所示，由於連杆的長度與推桿相比很小，因此用於連杆焊接的上中間分流電極組件中取消了分流體37、38，只保留一個分流電極座43和一個分流電極44。而電極安裝體29的結構和安裝在連接板8的方式與推桿的上中間分流電極組件的相應零件一致，圖9中的電極限位板34、冷卻水通道悶頭36、冷卻水進出口接頭39等零件與用於推桿的上中間分流電極組件一致，不重複描述。
圖10為焊接球形連杆的下中間分流電極組件的結構圖，包括圖10A的主視剖面圖和圖10B的側視剖面圖。如圖10A所示，由於連杆的長度與推桿相比很小，因此用於連杆焊接的上中間分流電極組件中取消了分流體37、38，只保留一個分流電極座45和一個分流電極44。而電極安裝體41的結構和安裝在床身1的定位和緊固方式與焊接推桿的下中間分流電極組件的相應零件一致，不再重複描述。
圖9和圖10中相同的零件、部件可以相互通用，簡化設備零件的複雜性。
由於鋼球或球座為軸承鋼或滲碳鋼，因而焊接性很差，焊後容易產生脆性組織—高碳馬氏體，而傳統的電阻焊設備，都是採用單脈衝回火，回火效果很不理想，強度低、韌性差。本設備的阻焊控制器具有焊後多脈衝隨機回火功能，這是本設備的另一大創新。圖4A和4B為焊接後單脈衝回火的電流示意圖和溫度示意圖，圖5A、5B利用本實用新型的焊接設備採用多脈衝隨機回火時電流示意圖和溫度示意圖。從圖4與圖5比較可看出，圖4B的溫度示意圖採用單脈衝回火僅僅在短時間內可以將溫度控制在有效回火溫度範圍內，而且如果圖4A所示的回火電流的有波動則回火溫度和回火效果產生很大的負面影響。而採用圖5A所示的多脈衝回火就可以很好的解決這些問題，如圖5B所示多脈衝回火可以在長時間內保持溫度在有效回火溫度範圍內。由於球形連杆或推桿材料通常採用軸承鋼或滲碳鋼，利用本實用新型的焊接設備採用隨機多脈衝回火，將焊後焊件連接部的粗大高碳馬氏體組織轉變為回火索氏體(或回火珠光體)和回火馬氏體，使得焊接強度和焊接韌性都得到了大幅度提高，經過實際焊接試驗，焊接強度達到或超過杆或管的母材強度。電阻焊控制器多脈衝隨機回火的主要參數的調節範圍為回火脈衝數1～99個，脈衝寬度0.02～2秒，脈衝間隔也為0.02～2秒。注意，電阻焊焊接電流為交流電，圖4A和圖5A所示的焊接電流脈衝和回火電流脈衝均為交流電幅度的包絡曲線。
下面參見圖2的焊接設備總體結構圖，簡要說明本實用新型的工作方式。人工放置球體或球座焊件在兩個焊頭的頂部以夾頭夾持，導向氣缸13推動機械手14伸出接受杆或管件，機械手14合攏，將杆或管定位在焊接位置，中間支架12上壓緊氣缸10活塞杆向下伸出，上中間分流電極組件7均勻壓緊杆或管，機械手14鬆開杆或管件，導向氣缸13帶動機械手14退回，兩端的兩個焊接氣缸4加壓，焊頭3沿導軌17向床身中部移動，焊件球體或球座與杆或管件接觸壓緊，變壓器次級輸出電阻焊電流，將球體或球座焊接在杆或管兩端，冷卻，變壓器次級輸出多脈衝回火，兩個焊接氣缸4活塞杆返回，兩端焊頭3向床身兩端後退，壓緊氣缸10活塞杆向上退回，上中間分流電極組件7抬起，人工下料，一個焊接循環結束。
通過配置自動上下料機構，可實現焊接設備的全自動化焊接。
本實用新型的球形連杆或推桿的電阻焊焊接設備的主要性能參數為同軸度≤Φ0.06mm，上下中間分流電極對稱度≤±0.03mm，杆或管軸向定位精度≤±0.03mm，最大焊接壓力800Kg，中間分流電極最大夾緊力1800Kg，在更換部分部件的條件下可焊接的焊件長度範圍45～290mm，設備生產效率≤13秒/件。
上述附圖僅為對本實用新型進行說明，本領域技術人員可以結合具體應用進行相應改動，而任何以本實用新型為基礎的修改，均屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種球形連杆和推桿電阻焊焊接設備，包括床身、多個滑塊、一對焊頭、一對焊接氣缸、一對支座、上中間分流電極組件、下中間分流電極組件、上中間分流電極組件連接板、一對線形軸承、一對導向杆、壓緊氣缸、銷軸、中間支架、導向氣缸、氣動機械手、電阻焊變壓器、電阻焊控制器、一對拉杆、一對線形滾動導軌、多個平衡彈簧，所述焊接設備特徵在於床身之上固定一對共兩條線形滾動導軌，多個滑塊2浮動安置在兩條線形滾動導軌上，兩個焊頭分別固定在滑塊上，兩個焊接氣缸的活塞杆分別連接兩個焊頭，兩個焊頭分別固定滑塊上，兩個焊接氣缸分別固定在兩個支座上，兩個支座分別固定在滑塊上，一對拉杆將兩個支座固定連接為一體，下中間分流電極組件固定在床身上，位於兩個焊頭之間，上中間分流電極組件以銷軸可擺動地安裝在上中間分流電極組件連接板之下，位於下中間分流電極組件之上，上中間分流電極組件連接板固定在一對導向杆端部和壓緊氣缸的活塞杆端部，一對導向杆分別穿過一對線形軸承，中間支架固定在床身中部上方，一對線形軸承和一個壓緊氣缸都固定安裝在中間支架上，導向氣缸活塞杆連接氣動機械手，導向氣缸固定在床身上，氣動機械手正對下中間分流電極組件，電阻焊變壓器固定在床身之下。
2.根據權利要求1所述的焊接設備，其特徵在於用於將鋼球焊接到杆或管上的焊頭具體結構如下連接體，電極座，電極座與連接體粘接為一體，電極錐度配合插入電極座一端，電極伸出電極座的頂端設置球窩，該球窩直徑應比所焊接鋼球直徑小0.03～0.06mm，電極頂端設置有彈性定位夾頭，電極座和電極為中空結構，電極座另一端連接冷卻水接頭，電極座下方連接導電排，該導電排經電纜連接電阻焊變壓器次級線圈一端。
3.根據權利要求1所述的焊接設備，其特徵在於用於將球座焊接到杆或管上的焊頭具體結構如下連接體，電極座，電極座與連接體粘接為一體，電極錐度配合插入電極座一端，電極伸出電極座的頂端頭部為球形，電極球形頭部的球形直徑比所焊接球座的球窩直徑小0.03～0.01mm，電極座插入電極的一端之外套設一個滑動絕緣套，彈性定位夾頭套接固定在滑動絕緣套上，滑動絕緣套上沿電極座的軸向設置有一彈簧，電極座和電極為中空結構，電極座另一端連接冷卻水接頭，電極座下方連接導電排，該導電排經電纜連接電阻焊變壓器次級線圈一端。
4.根據權利要求1所述的焊接設備，其特徵在於焊接推桿所使用的上中間分流電極組件的具體零件為電極安裝體，兩個電極座，銷軸用襯套，兩個分流電極，多個分流體，兩個冷卻水通道悶頭，兩個冷卻水進出口接頭，螺栓將多個分流體、電極座相互固定，多個分流體厚度不同，電極座由兩個壓板和壓板上螺栓壓緊到電極安裝體上，兩個電極限位板分別對兩個分流電極進行軸向定位並以螺栓分別固定在兩個電極座上。
5.根據權利要求1所述的焊接設備，其特徵在於焊接推桿所使用的下中間分流電極組件的具體零件為電極安裝體，兩個電極座，多個分流體，兩個分流電極、兩個電極限位板，兩個冷卻水通道悶頭，兩個冷卻水進出口接頭，兩個壓板，電極安裝體底部設置多個螺栓孔，兩個電極限位板對兩個分流電極軸向定位，以螺栓將兩個分流電極分別固定在兩個電極座上，電極座由兩個壓板和壓板上螺栓壓緊安裝在電極安裝體上，多個分流體由螺栓固定安裝在電極安裝體上、兩個電極座之間，整個下中間分流電極組件以電極安裝體固定在設備的床身上，並由斜鍥定位。
6.根據權利要求1所述的焊接設備，其特徵在於焊接球形連杆所使用的上中間分流電極組件的具體零件為電極安裝體，電極座，分流電極，軸銷用襯套，兩個壓板，兩個電極限位板，兩個冷卻水通道悶頭，兩個冷卻水進出口接頭，兩個電極限位板對分流電極軸向定位，並以螺栓將分流電極固定在電極座上，電極座由壓板和壓板上螺栓固定安裝在電極安裝體上，整個中間分流電極組件由電極安裝體上的銷孔和銷軸連接到設備上。
7.根據權利要求1所述的焊接設備，其特徵在於焊接球形連杆的下中間分流電極組件的具體零件為分流電極座，分流電極，電極安裝體，兩個壓板，兩個電極限位板，兩個冷卻水通道悶頭，兩個冷卻水進出口接頭，兩個電極限位板對分流電極軸向定位，並以螺栓將分流電極固定在電極座上，電極座由壓板和壓板上螺栓固定安裝在電極安裝體上，整個中間分流電極組件通過電極安裝體固定在設備的床身上，並由斜鍥定位。
8.根據權利要求1所述的焊接設備，其特徵在於電阻焊變壓器初級線圈一端連接電阻焊控制器。
專利摘要一種電阻焊焊接設備包括床身、多個滑塊、一對焊頭、一對焊接氣缸、一對支座、上中間分流電極組件、下中間分流電極組件、上中間分流電極組件連接板、一對線形軸承、一對導向杆、壓緊氣缸、銷軸、中間支架、導向氣缸、氣動機械手、電阻焊變壓器、電阻焊控制器、一對拉杆、一對線形滾動導軌、多個平衡彈簧，該焊接設備採用一臺電阻焊變壓器和電阻焊控制器實現了兩個接頭的同時焊接，並在焊接過程中利用浮動加壓方式實現兩個焊頭的同步施壓，防止焊件在焊接過程中軸向串動，從而實現球形連杆和推桿的高精度、高強度焊接。
文檔編號B23K11/24GK2730539SQ20052001890
公開日2005年10月5日 申請日期2005年5月13日 優先權日2005年5月13日
發明者孟慶言 申請人:江陰市長盛機械有限公司