专利名称：一种用于轿车空调储液罐壳体磁场驱动焊的专用设备的制作方法
技术领域：
一种用于轿车空调储液罐壳体磁场驱动焊的专用设备属于电焊机械技术领域。
轿车用空调器中储液罐是主要零部件之一，储液罐中组装件要求通过储液罐上下壳体的焊接密封在壳体中，组成一个无泄漏，高强度的薄壳结构容器。储液罐壳体壁厚δ＝1.2mm，外壳焊缝后必需通过耐压(油压10.3MPA)试验，因此，储液罐上下壳体的焊接是一个关键工艺。目前国内桑塔纳轿车空调器的储液罐外壳焊接采用非熔化极氩弧焊工艺，该工艺的缺点是强度不够，成本高，对工人操作要求高，至于闪光焊、电阻焊、摩擦焊因有内毛刺，这儿根本不能应用，目前国际上比较先进的焊接技术是磁场驱动焊，但是该技术应用在这儿也存在以下问题(1)目前有的磁场驱动焊设备仅能用于壁厚δ＝3－5mm范围的焊接对于壁厚δ＝1.2mm的储液罐壳体，承受不了它的无限顶锻力，会发生塑性变形，损坏工件。(2)焊接储液罐壳体的空间太小，目前的设备中磁场机构和夹持装置安装不下，需设计一种新颖的专用设备用于储液罐壳体的磁场驱动焊工艺。
设计本实用新型的目的就是要提供一种磁场驱动焊应用于轿车空调中储液罐上下壳体焊接时所需的专用设备。
本实用新型是通过以下二措施达到发明目的的(1)采用四个片状磁极(图4中2，2′)，作园周状围住储液罐上下壳体的待焊处，并留有相同间隙L，四个围成园周形的片状磁极将在壳体与磁极的间隙L处产生放射状磁场，也即磁场引伸到了狭窄的焊缝空间范围，解决了原有磁场驱动焊的设备由于在狭窄的16mm间隙安装不下其中的磁场机构和夹持装置不能应用该技术的问题，从图中看出这种结构使磁场分布均匀，而且由于其中二磁极做成可移动的满足了装卸储液罐的需要。(2)采用由偏心轮带动的凸轮机构和型腔夹持装置(如图3所示)来实现对工件焊接时的有限顶锻控制技术，使每次顶锻的距离是固定的，顶锻量是有限的，并且，整个储液罐上下壳体是全部夹持于和外壳外状完全一致的型腔夹持机构中，防止了工件的塑性变形。
本实用新型的优点是(1)焊接接头的强度优于氩弧焊工艺，对其施行10.3MPA油压试验合格率≥95％。(2)储液罐壳体上焊缝没有内毛刺，(3)对焊接工操作水平的要求低于氩弧焊工，仅需简单的培训即可上岗工作。(4)工艺成本远低于原非熔化极氩弧焊工艺。
图1是本实用新型的方框原理图。其中第Ⅰ部分是晶闸管电焊机A；第Ⅱ部分是控制箱，它是由主令控制线路B，信号检测线路C，程序控制线路D构成；第Ⅲ部分是电焊操作台，它由磁极装置G、油缸、型腔夹持装置F、引弧机构E，凸轮机构M构成；第Ⅳ部分是液压泵站N，第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ部分的动作均由第Ⅱ部分控制箱控制，可以是自控，也可以是手控。
图2是电焊操作台的外形结构图，其中1是油缸，2是片状磁极，3是引弧机构中的引弧顶块，4、5是待焊储液罐上下壳体，16是型腔夹持装置中的引弧移动座(包括动型腔夹块15，静型腔夹块14)，17是型腔夹持装置中的顶锤移动座(包括动型腔夹块6、静型腔夹块13)、凸轮机构包括凸轮7、刹车偏心轮8、皮带9、11、飞轮10、电机12。
图4是磁极的剖视图，磁极是片状的，共有四片。其中二片磁极固定为2′，另二片磁极可以轴向移动为2，每片磁极极身截面呈长方形，极身上绕有径向绕组18，P为储液罐，极靴半径等于储液罐壳体外半径加上外壳和极靴之间距L，四片磁极合拢后，极靴形成之园周和储液罐外壳同心，各极靴之间留有相同间距L。一旦径向绕组同时通电后，四片极靴应具有相同磁场极性，保证极靴和储液罐外壳间距中形成放射状磁场。
图3是型腔夹持装置的剖视图，2是片状磁极，4、5是待焊储液罐上、下壳体，13、14是静(即固定)型腔夹块，6、15是动型腔夹块，7是凸轮，16是型腔夹持装置中的引弧移动座，17是型腔夹持装置中的顶锤移动座，当动型腔夹块6、15与静型腔夹块13、14合拢时，其内腔形状(阴面)与储液罐外形(阳面)完全一致，这样，夹持储液罐壳体由于配合紧密，不仅使被夹持壳体稳、牢，更主要的是当焊接时推力均匀，并保证应有的稳定的均匀的间隙，保证外壳表面端部不产生塑性变形。
凸轮7是保证实现有限顶锻的关键另件，它的最大直径与最小直径之差K，与上下壳体之间的间隙R之差，再与凸轮和夹座之间的间隙T之差就是储液罐上下壳体焊接时所受的顶锻量H，即H＝K－R－T。
油缸是由液压泵供油推动动夹块的，可移动磁极是由直流电机控制的。
结合
图1、图2给出本实用新型的实施例第Ⅱ部分中的主令控制线路置于“自控”开关时，它即按预置的程序进行，首先启动电机12，带动飞轮10，使其储能，同时启动第Ⅳ部分液压泵站，通过前、后油缸1将动夹块6、15推向静夹块13、14，使放入型腔夹持装置的储液罐上下壳体4、5被压紧，在尚未完全被压紧的同时，预置的程序将控制引弧压块3把引弧移动座16顶向前面，即在动、静夹块夹紧工件稍滞后的同时，使储液罐上下壳体靠近，直至它们之间没有间隙，与此同时，预置程序将动磁极2向静磁极2′合拢，并与壳体之间留有间隙L，接着预置程序又控制引弧顶块3恢复原位，这时，上下壳体之间将有一间隙R，整个控制系统处于准备焊接的状态，然后，预置程序使磁极绕组通电，使其产生放射状磁场，当预置程序使引弧顶块3再推动引弧移动座16，使储液罐上下壳体迅速接触(短路)后即分开，由于上下壳体接触(短路)时，电焊机A提供一脉冲电流，则电弧引燃，按左手定则，在放射形磁场作用下，在工件4、5两端面产生旋转电弧，电弧越转越快，大约旋转2－20秒左右，这时预置程序使晶闸管电焊机A再提供一脉冲电流，当控制箱内的检测电路获此脉冲电流后即驱动飞轮9，带动偏心轮8，再带动凸轮7，凸轮7迅速旋转一圈，将顶锤移动座17顶向后面K距离，使上下壳体顶锤，由于此时工件已被电弧熔化，在顶紧的过程中，被熔化的金属被挤压出来，电弧随之熄灭，上下壳体也形成了焊接接头，这时预置的程序将使焊接短路电流中断，磁场驱动电流中断，整个自控系统将自动“复位”。
采用磁场驱动焊方法及本实用新型提供的专用设备与采用自动氩弧焊的方法生产的储液罐相比，将产生如下积极的经济效果，以年产15万只计算自动氩弧焊 磁场驱动焊
从上例可看出，采用本实用新型后可得如下经济效益每年为国家节约了材料费约5万元，提高功效100％，节能100％，降低了成本，其经济效益是可想而知的。
权利要求1.一种用于轿车空调储液罐壳体磁场驱动焊的专用设备，其特征在于其结构是由晶闸管电焊机、液压泵站、电焊操作台和控制箱构成，电焊操作台是由油缸1、片状磁极2、2′、型腔夹持装置(包括引弧移动座16和顶锤移动座17)、引弧机构(包括引弧顶块3)、凸轮机构(包括凸轮7、刹车偏心轮8、刹车带9、飞轮10、电机12构成)，片状磁极共有四片，其中二片磁极(2′)固定，另二片磁极(2)可以轴向移动，每片磁极极身截面呈长方形，极身上绕有径向绕组18，极靴半径等于储液罐壳体外半径加上外壳和极靴之间距，四片磁极合拢后，极靴形成之园周和储液罐外壳同心，各极靴之间留有相同间距，一旦径向绕组同时通电后，四片极靴应有相同极性，保证极靴和储液罐外壳间距中形成放射状磁场，其中型腔夹持装置是由引弧移动座16(包括动型腔夹块15、静型腔夹块14)、顶锤移动座17(包括动型腔夹块6、静型腔夹块13)构成，其内腔的形状(阴面)与储液罐的外形(阳面)完全一致，其中凸轮是通过偏心轮、飞轮、电机由控制箱控制的，它与顶锤移动座17之间留有一定间隙T，它的最大直径与最小直径之差K，储液罐上下壳体之间的间隙R，与壳体焊接时所受顶锤量H的关系满足H=K-R-T关系式。
2.根据权利要求1所述的磁场驱动焊专用设备，其特征在于控制箱由主令控制线路(B)、信号检测线路(C)、程序控制线路(D)构成。
专利摘要一种轿车空调器内储液罐壳体的磁场驱动焊专用设备，属于电焊机械技术领域。该实用新型采用片状磁极径向放射状磁场装置和凸轮机构来实现恒载荷有限顶锻控制技术，解决了磁场驱动焊应用在轿车空调器内储液罐壳体焊接时产生的磁场机构安装不下和储液罐薄壳(δ＝1.2mm)结构容易塑性变形的二大问题，并且提高了焊接接头的强度和质量。
文档编号B60H1/04GK2166909SQ9224511
公开日1994年6月1日 申请日期1992年12月28日 优先权日1992年12月28日
发明者张文珺, 茅鹏, 袁智康, 焦复杰, 黄晨 申请人:上海工程技术大学