[发明专利]用于将螺柱焊接至工件的套环

说明书

技术领域

本发明主要涉及在焊接操作中使用的套环。更具体地，本发明涉 及一种在螺柱焊接操作中使用的套环，其中，该套环具有颈部，该颈 部被构造成使待焊接的螺柱居中并允许在焊接操作期间加热的气体排 出，这能够保存能量并节省热量。

背景技术

长期以来，已经在焊接操作中使用套环。例如，1941年12月30 日授予Nelson了发明名称为“WeldingOrganization(焊接组织)”的美 国专利No.2,268,416。'416专利公开了一种在焊接操作中使用的早前已 知的套环。'416专利中的套环(18)将螺柱(11)紧贴地收容在套环(18) 的颈部中。螺柱(11)在套环(18)中的紧贴配合确保了螺柱(11)将 在套环(18)内保持居中，由此确保螺柱(11)与工件的最终焊接将 被适当地定位(例如，不相对于工件设置成非期望的角度)。螺柱(11) 的末端位于套环(18)的埋头孔(19)内。套环(18)具有平面工作 面(例如，套环的与工件接触的表面，螺柱将被焊接到该工件)。埋头 孔(19)的围绕螺柱(11)末端的部分在螺柱(11)被焊接在轴向水平 位置时防止相当大量的熔化材料从弧隙(arcgap)掉落。而且，当螺柱 (11)的熔化端被推入到工件的弧坑(arccrater)中时，与工件的表面 接触的套环(18)形成将熔化材料的径向飞溅限制在埋头孔(19)的 直径范围内的封闭体(enclosure)。因而，大部分金属都被限制为与螺 柱(11)的接头紧密相邻，结果，获得了最大强度的焊接点。

1947年2月18日授予Nelson了发明名称为“VentedMolding FerruleForElectricStudWelding(用于电螺柱焊接的排气成型套环)” 美国专利No.2,416,204。'204专利提供了对'416专利中教导的套环的改 进。'204专利中的套环(4)也将螺柱(2)紧密地收容在套环(4)的 颈部中。螺柱(2)的末端也设置在套环(4)的埋头孔(7)内。套环 (4)被设置为用于将流动的、熔化金属和热气体限制于紧紧围绕螺柱 末端的空间内的装置，但是该专利认识到对热气体的限制不能太靠近 焊接点附近，并且该限制不能太完全。'204专利的改进之处在于提供了 套环(4)的平面工作面，其具有径向地横跨工作面延伸并绕其均匀地 间隔开的通道或凹部(18)。通道或凹部(18)的功能是允许在焊接时 形成的热气体穿过排气通道(18)逸出，而非从一侧或另一侧以偶然 的方式吹出和飞溅热金属('416专利的套环(18)可能发生这种情况)， 结果，干扰了良好焊接点所需的金属的均匀和完全融化。由通过释放 和平衡焊接点周围的腔室内的压力的排气孔效果促进了接头的强度。

1950年1月3日授予Evan了发明名称为“FerruleForWelding(用 于焊接的套环)”的美国专利No.2,493,283。'283专利教导了一种在工 作面(10)上不具有通气孔、而是允许通过贯穿陶瓷套环的壁(12) 设置的孔或通道来排出加热气体的套环。'283专利教导了：在希望提供 排气时，优选该排气不发生在套环的边缘处，因为这种结构在期望均 匀填角(fillet)时将导致不规则的填角。然而，'283专利的套环仍提供 了一种不具有靠近焊点的连续壁的套环，此外，'283专利的套环将极难 制造(因此，制造起来成本也很高)。压制粉状粘土的加工工具将需要 具有销以产生排气通道，压模将需要具有多个部分，所述销将需要在 压制操作期间延伸和缩回，并且粘土成形模具将需要分为上部和下部。 用于产生贯穿套环壁的排气孔的销将进一步干扰粘土的压实。

1954年12月6日授予Maras了发明名称为“Ferrule(套环)”的 美国专利No.2,788,435。'435专利示出一种套环(13)，其具有用于焊 接矩形螺柱(14)的齿(21)。该齿(21)提供对存在焊弧期间形成的 气体的充分排气。