WO2018107655A1

WO2018107655A1 - 电阻焊水下焊接装置及电阻焊水下焊接方法

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Publication number: WO2018107655A1
Application number: PCT/CN2017/084475
Authority: WO
Inventors: 杨仕桐
Original assignee: 广州微点焊设备有限公司
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2018-06-21
Also published as: CN106624310A

Abstract

一种电阻焊水下焊接装置，包括电阻焊设备（100）、工件水箱（106）、焊接电极（104）和水，其中，电阻焊设备（100）包括焊接电源（101）和点焊机头（102），焊接电源（101）通过输出电缆与点焊机头（102）上的电极夹头（103）电性连接，焊接电极（104）安装在电极夹头（103）上，工件水箱（106）安装在点焊机头（102）下方的工作台（107）上，水被添加到工件水箱（106）中。一种使用电阻焊水下焊接装置进行电阻焊水下焊接的方法。电阻焊水下焊接装置和焊接方法，把电阻焊在空气环境焊接扩展到水下焊接，解决了电阻焊散热的技术难题，减少了焊接电极端面的损耗。

Description

电阻焊水下焊接装置及电阻焊水下焊接方法

技术领域

本发明属于电阻焊领域，更具体地说，本发明涉及一种电阻焊水下焊接装置及电阻焊水下焊接方法。

背景技术

目前，电阻焊包括上下焊接电极的双面点焊和平行电极或平行电极焊头的单面点焊，现有技术的电阻焊都是在空气环境或惰性气体环境下进行焊接。由于电阻焊焊接电流很大，产生的电阻热很高，当以上下电极对被焊工件进行双面点焊时不可避免地造成焊点附近工件的形变，连续快速焊接还会因上下电极过热造成焊点粘连和损坏焊接电极的端面；当以平行电极或平行电极焊头进行单面点焊时，被焊工件的基底焊盘(如印刷电线路上的基底焊盘)往往是与绝缘衬板固连或镶嵌而成，平行电极焊头和被焊工件产生的电阻热过高，往往造成基底焊盘剥离。此外，在空气环境中，高温的平行电极焊头尖端极易被氧化和损坏。

因此，如何对高温的焊接电极和被焊工件进行快速散热成为电阻焊领域重要的技术难题。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的缺陷，提供一种可快速散热的电阻焊水下焊接装置及电阻焊水下焊接方法。

为了实现上述发明目的，本发明提供一种电阻焊水下焊接的装置，以电阻焊设备对被水浸没在工件水箱中的被焊工件进行焊接，其包括：电阻焊设备、工件水箱、焊接电极和水，电阻焊设备包括焊接电源和设有电极夹头的点焊机头，焊接电源通过输出电缆与点焊机头的电极夹头电性连接，焊接电极安装在电极夹头上，工件水箱安装在点焊机头下方的工作台上，水被添加到工件水箱中。

作为本发明电阻焊水下焊接装置的一种改进，所述工件水箱包括水箱底部和边框，工件水箱能满足加水浸没被焊工件和满足焊接电极能在合适深度的水下进行电阻焊水下焊接。

作为本发明电阻焊水下焊接装置的一种改进，所述水箱工件添加有水或乳化液或皂化液。

作为本发明电阻焊水下焊接装置的一种改进，所述电阻焊水下焊接采用双面点焊或单面点焊，双面点焊的焊接电极包括上焊接电极和下焊接电极，单面点焊的焊接电极包括平行电极。

为了实现上述发明目的，本发明还公开了一种采用本发明电阻焊水下焊接装置的电阻焊水下焊接方法，其包括以下步骤：

1)根据被焊工件的焊接要求备好电阻焊设备、工件水箱、焊接电极和水；

2)把被焊工件放置到工件水箱中，并把被焊工件的搭接接头定位在正对焊接电极的位置上；

3)在工件水箱中加水浸没被焊工件；以及

4)通过焊接电极对被水浸没的被焊工件进行水下焊接。

相对于现有技术，本发明针对电阻焊散热的技术难题，提出了电阻焊水下焊接装置，其以电阻焊设备对被水浸没在工件水箱中的被焊工件进行水下焊接，电阻焊水下焊接装置包括：电阻焊设备、工件水箱、焊接电极和水，电阻焊设备包括焊接电源和设有电极夹头的点焊机头，焊接电源通过输出电缆与点焊机头的电极夹头电性连接，焊接电极安装在电极夹头上，工件水箱安装在点焊机头下方的工作台上，水被添加到工件水箱中。此外，本发明还公开了一种电阻焊水下焊接方法。本发明把电阻焊在空气环境焊接扩展到水下焊接，有效解决了电阻焊散热的技术难题，具有促进电阻焊行业科技进步的意义。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本发明电阻焊水下焊接装置及电阻焊水下焊接方法进行详细说明，其中：

图1为本发明电阻焊水下焊接装置的结构示意图，其采用双面点焊。

具体实施方式

为了使本发明的发明目的、技术方案及其技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并非为了限定本发明。

首先，需要说明的是，本发明提出的电阻焊水下焊接是以电阻焊设备对被水浸没在工件水箱中的被焊工件进行焊接。为了方便叙述，除专门说明外，本说明书均使用简称“电阻焊水下焊接”。

如本领域技术人员所知，电阻焊焊接包括双面点焊和单面点焊二种方式，其中，把二个焊接电极置于被焊工件的两侧称之为双面点焊，双面点焊的二个焊接电极分别称为上、下焊接电极；把二个焊接电极置于被焊工件的同一侧称为单面点焊，也称单面焊，单面焊的二个焊接电极称为平行电极；把平行的二个焊接电极固连成一体称之为平行电极焊头，平行电极焊头根据焊头尖端的结构又细分为焊头尖端欧姆接触式平行电极焊头、焊头尖端连体式平行电极焊头和焊头尖端绝缘分隔的平行电极焊头。

需要说明的是，对于电阻焊单面点焊和双面点焊两种不同方式，双面点焊需要提供上、下焊接电极，单面焊需要提供平行电极或平行电极焊头，但双面点焊和单面点焊的电阻焊水下焊接方法完全相同，都是以电阻焊设备对被水浸没在工件水箱的被焊工件进行焊接。

图1所示为本发明电阻焊水下焊接装置的结构示意图，采用双面点焊，其中，电阻焊水下焊接装置包括电阻焊设备100、工件水箱106、焊接电极104和水，其中，电阻焊设备100包括焊接电源101和点焊机头102，焊接电源101通过输出电缆与点焊机头102上的电极夹头103电性连接，上焊接电极104和下焊接电极104分别安装在各自的电极夹头103上，点焊机头102上安装有电极力加压结构，电极力加压结构可带动电极夹头103并通过焊接电极104对被焊工件105加压，工件水箱106安装在点焊机头102下方的工作台107上，水被添加到工件水箱106中浸没被焊工件105。

需要对工件水箱106作说明，工件水箱106的结构包括水箱底部和边框，工件水箱106能满足加水浸没被焊工件105和满足焊接电极104能在合适深度的水下进行电阻焊水下焊接。换句话说，工件水箱106实际是可放置或固定被焊工件105的水箱，由于被焊工件105往往需要通过工件座108定位装配成搭接接头，因而工件水箱106既要满足放置工件座108又要满足放置被焊工件105的要求，以及满足加水能浸没被焊工件105的电阻焊水下焊接要求。

在图1所示的双面点焊实施例中，工件水箱106的水箱底部设有可放置或安装被焊工件105的工件座108，工件水箱106底部相应位置上有与下焊接电极104相适配的贯通孔，下焊接电极104加工成圆柱形，在贯通孔与焊接电极104之间安装有绝缘的密封圈。因为下焊接电极104是被固定安装在下电极夹头103上，所以很容易实现贯通孔与下焊电极104之间不漏水，保证下焊接电极的一部分浸没于水中，并保证上下焊接电极104能进行电阻焊水下焊接。可以理解的是，以单面焊的电阻焊水下焊接方法不需要下焊接电极，因此也不需要在工件水箱底部设有贯通孔。

可以理解的是，虽然在图示实施方式中，本发明电阻焊水下焊接方法在工件水箱中加水浸没被焊工件，但是，根据本发明的其他实施方式，也可以在工件水箱中添加皂化液或电火花线切割用的乳化液浸没被焊工件以进行电阻焊双面点焊和单面焊，同样可以取得满意的焊接效果。也就是说，本领域的技术人员可以根据实际需要在工件水箱中添加适合于电阻焊水下焊接的液体，包括但不限于水或乳化液或皂化液。

以下结合图1所示，详细说明本发明电阻焊水下焊接方法，本发明电阻焊水下焊接方法实际上是以电阻焊设备对被水浸没在工件水箱中的被焊工件进行焊接，其包括以下步骤：

1)根据被焊工件的焊接要求，备好合适的电阻焊设备、工件水箱、焊接电极和水；其中，电阻焊设备的焊接电源101通过输出电缆与安装在点焊机头102上的电极夹头103电性连接，焊接电极104安装在的电极夹头103上，在点焊机头102下方的工件台107上安装好工件水箱106。

2)把被焊工件105放置到工件水箱106中，并把被焊工件105的搭接接头定位在正对焊接电极104的位置上；

3)在工件水箱106中加水浸没被焊工件105；

4)通过焊接电极104对被浸没在水中的被焊工件105进行水下焊接。

需要对本发明以电阻焊设备对被水浸没在工件水箱中的被焊工件进行水下焊接方法的第一个步骤“根据被焊工件的焊接要求，备好合适的电阻焊设备、工件水箱和焊接电极”作专业方面的解释，焊接领域的技术人员都知道，被焊工件包括被焊金属材料、大小、形状、结构及对焊接要求的不同，包括双面点焊、单面点焊的不同，还包括焊接电极大小不同，焊接电极材料不同，选用的电阻焊设备上也不相同，所选用的电阻焊设备的结构不同，所选用的焊接电源的输出功率不同、所选用焊接电源的输出方式不同，所选用的点焊机头也不相同，不同的工件所选用的工件水箱的大小结构也不尽相同。

本发明提出的电阻焊水下焊接技术，在双面点焊应用最广，焊接电极只要能抵达被焊件的两侧都选用双面点焊，被焊工件厚度大于0.5mm往往也需要采用双面点焊。双面点焊的焊接电源输出电流往往很大，如焊接二块厚度约3.0mm的不锈钢板需要脉冲输出电流可达几十千安培，产生的热量极大，因此双面点焊电阻焊水下焊接设备工件水箱就要与之相适配。众所周知，电阻焊产生的热量几近一半消耗在焊接电极，余下的部分除形成熔核外仍有大量的热量向被焊工件传导。以双面点焊为例，本发明提出的电阻焊水下焊接能使焊接热量高度集中在形成熔核上，而发生在焊接电极的热量和焊点以外的被焊工件的热量能在水中迅速吸收，大大减少了焊接电极端面的损耗，延长了焊接电极的使用寿命，有效地减少被焊工件的形变，提高了焊接的精密性。

最后，需要说明的是，传统的在空气环境中进行电阻焊点焊和本发明提出的在水环境中的电阻焊水下焊接主要区别是焊接环境不同。如本领域的技术人员所理解，电阻焊产生的总热量只有约20％用于形成熔核的焊接，消耗在焊接电极上的热量约占50％，消耗在熔核以外的被焊工件约占30％。也就是说，约80％的热量不但无效而且有害，散热不及时会造成热量累积叠加，就会损坏焊接电极和导致被焊工件出现形变，如何使高温的焊接电极和被焊工件快速散热成为电阻焊领域重要的技术难题。由于水是热量传导的理想介质，高温在水中被吸收比在空气中散热要快千万倍，本申请的发明人已进行电阻焊水下焊接试验，已证实其可行性并有效解决了电阻焊领域在散热上的技术难题。

结合以上对本发明具体实施方式的详细描述可以看出，相对于现有技术，本发明针对电阻焊在空气环境中焊接散热的技术难题，提出了电阻焊水下焊接方法，把电阻焊在空气环境焊接扩展到水下焊接，有效解决了电阻焊散热的技术难题，具有促进电阻焊行业科技进步的意义。

无庸讳言，电阻焊水下焊接技术尚不完善，仍有大量关于电阻焊水下焊接的具体工艺、具体结构、具体的应用方法等有待进一步研究。

根据上述说明书的描述和揭示，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

一种电阻焊水下焊接装置，以电阻焊设备对被水浸没在工件水箱中的被焊工件进行焊接，其特征在于，所述电阻焊水下焊接装置包括：电阻焊设备、工件水箱、焊接电极和水，电阻焊设备包括焊接电源和设有电极夹头的点焊机头，焊接电源通过输出电缆与点焊机头的电极夹头电性连接，焊接电极安装在电极夹头上，工件水箱安装在点焊机头下方的工作台上，水被添加到工件水箱中。
根据权利要求1所述的电阻焊水下焊接装置，其特征在于，所述工件水箱包括水箱底部和边框，工件水箱能满足加水浸没被焊工件和满足焊接电极能在合适深度的水下进行电阻焊水下焊接。
根据权利要求1所述的电阻焊水下焊接装置，其特征在于，所述水箱工件添加有水或乳化液或皂化液。
根据权利要求1至3中任一项所述的电阻焊水下焊接装置，其特征在于，所述电阻焊水下焊接采用双面点焊或单面点焊，双面点焊的焊接电极包括上焊接电极和下焊接电极，单面点焊的焊接电极包括平行电极。
采用权利要求1至4中任一项所述的电阻焊水下焊接装置的电阻焊水下焊接方法，其特征在于，所述电阻焊水下焊接方法包括以下步骤：

1)根据被焊工件的焊接要求备好电阻焊设备、工件水箱、焊接电极和水；

2)把被焊工件放置到工件水箱中，并把被焊工件的搭接接头定位在正对焊接电极的位置上；

3)在工件水箱中加水浸没被焊工件；以及

4)通过焊接电极对被水浸没的被焊工件进行水下焊接。