[发明专利]用于螺纹紧固件焊接并通过光束定位的工件及其制作方法

说明书

一种用于螺纹紧固件焊接并通过光束定位的工件，其可以用于MAG焊、TIG焊、MIG焊、MIG钎焊和螺柱焊，工件上焊接螺纹紧固件的位置有标记。标记的特征是环形、点状或者“×”的形状。该形状是通过加工压痕的方式实现，或者是通过各种颜色的笔在工件上绘制来实现的。

说明：本案是发明专利《一种多功能螺纹紧固件的焊接方法及设备》的分案申请，该申请的申请号为：2016104739384，申请日期2016年6月26日。

所属技术领域

本发明涉及一种通过光束定位的焊接设备，尤其涉及通过这种焊接设备进行光束定位的工件及这种工件的制作方法。

背景技术

螺纹紧固件的焊接在制造领域的应用非常广泛，如汽车、摩托车、电动自行车、工程机械、通讯设备、高铁列车、飞机等。传统螺纹紧固件的焊接方式是电阻凸焊，焊接设备采用电阻点焊机(也叫电阻凸焊机)。这种焊接方式需要在焊接前将螺纹紧固件的焊接端加工成凸点，将有凸点的螺纹紧固件与其它钣金类零件焊接。由于此种焊接方式的热源是电阻热，故称之为电阻凸焊。之所以有凸点，是为了焊接时将电流集中，以便提高电能的强度，否则，焊接将很难实现。为了实现良好的焊接效果，电阻凸焊对凸点的大小、高度、数量都有很高的要求，而且同一个螺纹紧固件上凸点的大小、高度也要保持一致。况且用于焊接的螺纹紧固件的规格都不是很大，多数在M6-M14之间，在这种小的金属物体上加工3-4个凸点，不仅对加工工艺及加工模具的制造要求很高，还增加了制造工序，延长了制造时间，螺纹紧固件上的凸点还使制造的材料增加。虽然是一个不起眼的凸点，却提高了螺纹紧固件的制造成本。

由于螺纹紧固件采用电阻凸焊的方式焊接，因此需用电阻点焊机这种设备进行焊接。电阻焊机一般分为电源、电极、加压系统、冷却系统和控制系统组成。电源是为焊接提供足够强度的电能。电极是焊机的焊接机构，分为上、下电极，上、下电极将螺纹紧固件与与之焊接的钣金件通过加压机构(汽缸)压紧，电流通过电极传导至螺纹紧固件和钣金件。螺纹紧固件和钣金件通电后产生电阻热将螺纹紧固件上的凸点和钣金件与凸点接触部位的金属加热至焊接温度。这时加压机构通过电极将压力传导至螺纹紧固件与钣金件上，将高温金属压紧并位置一端时间来完成焊接。焊接过程的预压时间，焊接时间，维持时间，休止时间以及焊接电流等由控制系统进行控制。冷却系统的作用就是降低电极焊接时产生的温度。

用电阻点焊机焊接螺纹紧固件，因其焊接效率高，操作简单等优点，目前广泛被各相关生产厂家所使用。但其缺点也很明显，尤其体现在以下几个方面：电阻点焊机的冷却系统增加了设备采购成本和使用成本。电极需要加工冷却水的通道，冷却水是液体，易外漏，电极加工的难度高。电极需要选用高导电率、低电阻金属，价格高，且通常这类金属硬度较差，容易磨损，更换频率高。焊接时需要施加很高的预压力和顶锻力，易对操作者造成伤害。只适合焊接低碳钢金属，无法焊接中、高碳钢等力学性能更好的金属，对电阻率较低的金属如铝、镁等的焊接较困难，更不能进行异种金属之间的焊接。只能焊接薄板，对5mm以上的厚板焊接性较差。由于焊接时需要对工件施加预压力和顶锻力，上、下电极就必须垂直于工件的焊接面，在焊接U型钣金件时，只能焊接底部的螺纹紧固件，如果焊接的螺纹紧固件在U型钣金件的两侧，不管螺纹紧固件在内侧还是外侧，都无法进行焊接。电阻凸焊的这种特性对管类零件尤其是空心管的焊接效果也不好。另外电阻点焊这类设备功率大，不利与电网的平衡运行。