[发明专利]半自动电极帽堆焊机

说明书

技术领域

本发明属于点焊电极加工机械技术领域，具体涉及一种半自动电极帽堆焊机。

背景技术

上面提及的半自动电极帽堆焊机的半自动的概念是指：由操作者以手动方式将有待于堆焊的电极帽放置到电极帽堆焊机上，并且以手动方式对处于旋转状态的电极帽的端面实施堆焊，而其余动作例如使电极帽旋转以及使完成了堆焊的电极帽驱离等均由电极帽堆焊机自动完成。

上面提及的电极帽即为点焊电极，广泛应用于各类焊接设备如点焊机、电阻焊钳等，点焊机和电阻焊钳等是一种利用不同材质如铜与铁在相同电流强度条件下电阻热值存在差异的特性而将两被焊接工件的结合处加热到塑化状态或局部融化状态，并且在压力作用下形成牢固接头的焊接设备，在车辆、飞机、船舶、机电产品等的生产中使用甚广，乃至在电力输变电装置如变压器散热片的生产中广为使用，具体可参见并非限于例举的中国发明专利申请公布号CN102528262A、CN102554527A、CN102528351A、CN102528364A、CN102554439A、CN102528261A和CN102554531A。

依据专业常识可知，电极帽的主要功能有三个，一是向被焊接工件传导电流；二是向被焊接工件传递压力；三是迅速导散焊接区的热量。基于这些功能，要求电极帽具有足够的电导率、热导率和高温硬度，并且电极帽必须满足优异的强度和刚度要求，以及满足充分冷却的条件。此外，电极帽与被焊接工件之间的接触电阻应足够低，以防止工件表面熔化或电极与工件表面之间的合金化。又，如业界所知之理，由于电极帽在工作时，上、下电极帽与被焊接工件频繁接触，电极帽的端面逐渐被镦粗，又由于电极帽的材料为铜并且为紫铜，而铜属于有色金属中的战略资源，价格昂贵，因此，通常对镦粗的电极帽进行修磨，以利重复使用而藉以体现节约资源，对此可以由并非限于例举的中国专利公布号CN102672577A（一种台式电极帽修磨装置）和CN103213050A（一种点焊机电极帽修磨器）印证。

由上述说明可知，电极帽端面实质上是指电极帽在工作状态下与工件相接触的接触部位的表面。又，前述的熔复实质上是指堆焊；而前述的过渡金属层是指碳化钛层。

使用颗粒增强铜-TiC高强度高导电电极帽可以极致地延长电极帽的使用寿命，甚至可以趋于免修磨，但是这种电极帽的价格被业界喻为贵若金银，使用电极帽的厂商往往闻而生畏，望而却步。制备此类电极帽的技术信息同样可以由公开的中国专利文献中见诸，典型的如CN102909375A（一种颗粒增强铜-TiC高强度高导电点焊电极的制备方法）和CN102836998A（一种高耐磨高强度高导电点焊电极的制备方法）。

毫无疑问，仅对电极帽表面（这里所讲的“表面”是指电极帽在使用状态下与被焊接工件接触的接触端的端面，以下同）以熔复的方式熔复即堆焊TiC（碳化钛）可以起到一石多鸟或称一箭多雕之效，因为一方面可以保证电极帽不失前述的三个功能；另一方面可以显著提高硬度、耐腐蚀、耐磨损以及耐热稳定性等；再一方面可以合理降低使用成本，例如不必使用诸如前述CN102909375A和CN102836998A方法制备的电极帽，等等。

上面提及的电极帽表面熔复碳化钛即为堆焊碳化钛（以下同），鉴于迄今为止在公开的专利和非专利文献中均未见诸用于对点电极帽端面熔复碳化钛的专用装置的技术启示，因而通常由工人手执焊枪将夹持于焊枪上的过渡金属棒即碳化钛（棒状）熔复到电极帽端面，但是，由于电极帽的形状较为特殊（犹如中空的即具有圆锥形盲孔的子弹头的形状并且尺寸较小），因而若要将其可靠夹持，则十分麻烦，除非采用结构复杂而独特的工夹具装置；又由于纵使能将处于熔复过渡金属状态的电极帽可靠夹住，那么，工人在熔复时需使焊枪围绕电极帽作360°的频繁移动（绕圈动作），从而导致工人的作业强度大，并且堆焊效率无法令人恭维；还由于如果装夹及释放电极帽的过程越长，那么对熔复效率的影响越大，从而难以满足工业化放大生产要求；再由于为了与工业化生产要求相适应，因而不得不投入较多的堆焊工人，从而既造成劳动力资源浪费，又引发制造成本增大。

针对上述状况，开发具有机械与手动相济功能的即机械与手动相结合功能的电极帽堆焊机具有积极意义，为此本申请人作了有益的探索与设计，终于形成了下面将要介绍的技术方案，并且在采取了必要的保密措施下，在本申请人厂区进行了模拟试验，结果惊人地表现出了理想的技术效果。

发明内容