[发明专利]凸焊用焊枪

说明书

发明领域

本发明涉及凸焊装置，特别涉及尤其适用于凸卷边焊的改进的焊枪。

发明背景

凸焊是一种允许两个重叠金属薄板间以焊接形式固定的已知技术。在凸焊中，薄板之一具有一从其上横向伸出的小凸出，凸出的尖端与另一个重叠的薄板保持接触。焊枪的电极被压至与另一个薄板接触，通常与凸出对齐，力和电流的组合作用在电极上以在由凸出限定的接触区域把两块薄板焊接在一起，并使凸出坍陷以产生用于把重叠的薄板固定在一起的焊点。

在已知的凸焊技术中，在单凸出焊接操作过程中，传统的方法是在相当长的时间内向接触电极施加交流电，由此向电极施加几个周期的交流电以允许完成单凸出焊接。该长的电流作用时间，获得希望的接触力的困难及被加热的电极的破坏常常导致不利因素，使凸焊不能达到用于薄金属板的要求。例如，困难常常会出现在薄板表面出现痕迹或给薄板表面去色方面，如果薄板是有涂层的，则常常会对涂层造成破坏。由于这些原因和其它原因，凸焊以前没有被高度接受用于薄金属板方面，尽管最近获得了较大的接受。

在这方面，如由本申请的受让人拥有的美国专利No.4 417 122涉及一种改进的凸焊装置，其中提供了用于与两个重叠轻型金属薄板接触并在其间进行凸焊的低惯性快响应焊枪。通过前述专利的装置，不但提供了具有低惯性从而快响应电极的焊枪，而且更重要的是电流在电极上仅作用极短的持续时间，该持续时间仅为通常交流电波周期一半的一部分。这样，时间非常短的能量非常高的电流脉冲传送到移动的焊头上，并且作用在重叠薄板间的凸出接触区域上以将薄板快速有效地焊接在一起。该’122专利的系统能够在重叠薄板间提供理想的焊点，而不会造成任何明显的热影响区域，并且不会造成薄板的过度去色和出现痕迹。从而，该前述专利的装置在最近几年更加被接受用于凸焊，特别用于如传统上用于固定如与汽车和类似物相关的薄板的卷边形式凸焊。

参见图1-3，其中展示了一种用于产生凸卷边焊的已知装置，该装置中结合了的改进的凸焊装置，特别是结合了前述’122专利的改进的焊头。该焊接装置10特别适用于重叠布置的薄板形金属构件的凸焊，典型的轻型金属薄板通常厚度在0.020到0.050英寸范围内。要被焊接的薄工件或薄板表示为11和12，薄板具有如图1中所示的直接重叠的部分，在卷边焊过程中薄板之一11还具有折边或卷边部分13，该部分被向上弯曲以重叠在另一块薄板12的远侧，从而使薄板12被夹在薄板11和其卷边部分13之间。中间的薄板12还具有一个在其上形成的焊珠或凸出14，该凸出14从板12上横向伸出以使凸出的尖端与卷边部分13的内表面(即下表面)接触。在该卷边形式的装置中，在薄板12和卷边部分13间的凸出14周围直接产生凸焊。

在该已知凸焊装置10中，重叠的薄板(即工件)通常放在一个支撑物或支撑模具15上，可移动的焊头组件17位于模具15附近以与重叠的薄板合作以允许产生凸焊。可移动的焊头组件17包括一中空外壳或主体18，电极19可移动地支撑在主体18中并向外伸出以在凸出附近与重叠的薄板接触，弹簧21(通常是螺旋弹簧)封闭在外壳中并顶在电极19的内表面上以把电极19向外推向伸出的位置，在该伸出的位置电极贴靠在在外壳上形成的内挡块表面上。可移动的焊头组件17电连接在固定的变压器22上。变压器22的电力供应，从而供应给焊头组件的焊接电流又由适当的控制单元23控制。变压器22具有连接到适当的电引线或导线25和26上的初级线圈24，连接在该导线上的电力供应通常为传统的460伏、单相、60赫兹。变压器的次级线圈27又连接在适当的导线28和29上，导线之一连接在焊头组件17上，另一个连接夹在中间的工件的下游侧，如通过或者连接在模具15上或者如图1中所示在卷边焊过程中连接在电接触枪31上。该接触枪31包括例如象传统双活塞双作用压力缸，通常为空气气缸的支撑32，传统的电极33可移动地支撑在支撑32上，电极定位在与中间薄板12的部分34接合，与电极33接合的部分34与薄板的重叠部分或夹住的部分间隔开并且还与薄板11间隔开。导线28和29的结构通常为传统的可弯曲的迭片结构以允许焊头组件17和接触头组件31相对变压器22移动。

该焊接装置还包括一用于使焊头组件17产生运动的驱动装置36。该驱动装置通常构成一气压缸，气压缸具有通常固定安装的外壳37，并且备有可伸出和缩回的活塞杆38，活塞杆38又连接在焊头组件17的外壳18上，以在要进行凸焊操作时，控制组件17移动到与薄板接合。