专利名称：一种环形螺母专用强制气冷电阻凸焊下电极的制作方法
技术领域：
本发明属于汽车制造的焊接技术领域，涉及用于大型环形螺母与金属板件(镀层钢板或碳钢板)电阻凸焊工艺的专用下电极。
背景技术：
在汽车车身制造中大量使用各种大小的螺母，其中相当部分需要采用焊接工艺将螺母与金属板件连接在一起。所采用的焊接工艺不仅要求焊接接头具有足够的抗扭强度， 而且要求保证螺纹孔与金属板件光孔具有一定的同轴度。这在实际焊接中，尤其是对于大型螺母的焊接，具有较大的难度。目前，多采用电阻凸焊工艺对此类螺母进行焊接，属于局部位置的多点凸焊，电极一般为大平头棒状。但是，采用通用凸焊电极进行这类螺母的电阻凸焊仍存在以下几个方面的问题
(1)螺母与金属板件光孔的同轴度定位精度较差；
(2)通用性较差，不同规格的螺母需要更换电极，影响生产效率；
(3)定位销多为固定式，焊接时，在上电极的撞击下，可能损伤螺母内螺纹和定位销，影响定位精度和焊接质量；
(4)下电极冷却水与定位销接通，当电极长时间使用，与定位销之间密封性差时，容易造成定位销处漏水；
(5)焊接时的飞溅物容易粘着在螺母的内螺纹上，造成螺纹损伤，影响装配质量。另外， 飞溅物也可能使定位销与螺母粘连在一起，损伤定位销及螺母。
发明内容
本发明针对现有技术存在的以上不足，目的在于提供一种能用于大型环形螺母焊接的电阻凸焊下电极，使焊接过程中能克服焊接工艺对螺母及电极造成的损伤，提高螺母与金属板件的定位精度，且具备一定的通用性，最终达到对焊接质量和装配质量的要求。为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为
本发明所提供的电阻凸焊下电极包括下电极座下体，安装在下电极座下体上部的下电极座上体，安装在下电极座上体上的上部电极帽。所述下电极座下体下部有通水盲孔，上部有一电极座空腔，其内安装绝缘垫片和复位弹簧；所述电极座空腔的外侧连接有通气接头， 将压缩空气引入电极座空腔。所述复位弹簧下端固定于所述绝缘垫片上，隔绝电气连接，上端连接定位销；所述定位销穿过下电极座上体中的绝缘套，上端由装在下电极座上体上端的电极帽的中心孔穿出，与绝缘套的孔为间隙配合，由绝缘套隔绝电气连接，在焊接时，定位销在压缩弹簧和压缩空气的压力作用下实现自动复位。所述定位销与复位弹簧的连接端为T形头，T形头直径大于绝缘套的孔，在绝缘套的孔口与定位销的T形头之间设置有密封垫圈。定位销上端部为圆锥形，利用锥度提高螺母和金属板件光孔的同轴度定位精度， 并提高定位销在焊接不同直径螺母时的通用性；并且定位销与螺纹不会产生撞击，从而避免了损伤内螺纹。本发明的下电极座下体采用水冷和强制气冷联合冷却方式，下电极座上体和电极帽采用强制气冷。压缩空气从下电极座下体处的通气接头进入电极空腔。在焊接状态时， 定位销被压下，压缩空气通过定位销与绝缘套之间的间隙流出；在焊接完成时，定位销在复位弹簧和压缩空气作用下自动回复原位，密封垫圈阻隔压缩空气通过间隙继续流出。这种气流方式使螺母内侧及定位销的加热程度低于螺母外侧，从而减少或者消除了向螺母内侧产生的飞溅。少量飞溅物即使飞入螺母内侧，也难以粘着在内螺纹和定位销上。从而，防止了飞溅物损伤螺纹，减少了飞溅物粘着，提高了电极寿命。另外，压缩气流对电极工作面起到了一定的清理作用，避免了飞溅物对间隙的阻塞，同时也避免了因飞溅物残留电极工作面引发的局部电流过大而造成的电极磨损，也在一定程度上提高了电极寿命。本发明电极结构简单，便于操作，易于在焊接过程中获得稳定的焊接质量，具有较为理想的工程实用性。
图1为本发明所述下电极结构示意图； 图2为本发明所述下电极冷却方式示意图3、图4为本发明所述下电极与上电极配合用于两种类型的环形螺母凸焊的工作状态示意图。图中1下电极座下体、2绝缘垫片、3通气接头、4复位弹簧、5密封垫圈、6绝缘套、 7下电极座上体、8电极帽、9定位销、10金属板件、11螺母、12上电极。
具体实施例方式下面对照附图，通过对具体实施例的描述，进一步阐述本发明所涉及的各构件的形状、结构、材料、工作原理及使用方法。本发明所涉及的下电极的基本结构如图1和图2所示，包括下电极座下体1、下电极座上体7和电极帽8三部分，均采用铬锆铜制作。下电极座下体1上部内有一圆形电极座空腔，其内安装绝缘垫片2，从而隔绝与下电极座下体1的电气连接，绝缘垫片2可采用陶瓷材料或其它绝缘材料制作。电极座空腔的外侧连接有通气接头，将压缩空气弓I入电极座空腔。复位弹簧3安装在电极座空腔内，下端固定于绝缘垫片2上，上端连接定位销9。 定位销9可采用非金属材料制作，如陶瓷材料或其他绝缘耐高温材料，也可采用金属材料制作，如45钢等。在焊接完成时，定位销9在复位弹簧3和压缩空气的压力作用下实现自动复位。定位销9通过下电极座上体7中的绝缘套6固定，从而隔绝定位销9与下电极座上体7的电气连接，绝缘套6可采用与绝缘垫片相同的材料制作。定位销9的上端由电极帽8的中孔穿出。定位销9上端部为圆锥形，利用锥度提高螺母11和金属板件10中光孔的同轴度定位精度。也是由于锥度的存在，在焊接不同规格螺母时，不需要频繁更换电极或定位销，只需在电极帽8失效时更换电极帽即可，从而提高电极及定位销9在焊接不同直径螺母时的通用性。焊接两种类型环形螺母时，电极工作状态示意图如图3和图4所示。本发明的下电极座下体1采用水冷和强制气冷联合冷却方式，下电极座上体7和电极帽8采用强制气冷。冷却水流入下电极座下体1中的通水盲孔产生水冷效果，压缩空气从下电极座下体1处的通气接头3进入电极座空腔，冷却方式如图2所示。在焊接状态时，定位销9被压下，压缩空气通过定位销9与绝缘套6之间的间隙流出，如图3或图4所示；在焊接完成时，定位销9在复位弹簧4和压缩空气作用下自动回复原位，密封垫圈5阻隔压缩空气通过间隙继续流出。在焊接时，由于螺母11内侧及定位销9受到由间隙喷出的压缩空气气流的冷却作用，使螺母内侧及定位销的加热程度低于螺母外侧，从而减少或者消除了向螺母内侧产生的飞溅。少量飞溅物即使飞入螺母内侧，在气流的强烈冷却作用下，也难以粘着在内螺纹和定位销上。从而，防止了飞溅物损伤螺纹，减少了飞溅物粘着，提高了电极寿命。另外，压缩气流从电极帽8与定位销9以及金属板件10间的间隙流过，对电极工作面起到了一定的清理作用，避免了飞溅物对间隙的阻塞，同时也避免了因飞溅物残留电极工作面引发的局部电流过大而造成的电极磨损，也在一定程度上提高了电极寿命。
权利要求
1.一种环形螺母专用强制气冷电阻凸焊下电极，包括下电极座下体，安装在下电极座下体上部的下电极座上体，安装在下电极座上体上部的电极帽；其特征在于所述下电极座下体下部有通水盲孔，上部有一电极座空腔，电极座空腔内安装绝缘垫片和复位弹簧；所述电极座空腔的外侧连接有通气接头，将压缩空气引入电极座空腔；所述复位弹簧下端固定于所述绝缘垫片上，上端连接定位销；所述定位销穿过下电极座上体中的绝缘套，上端由装在下电极座上体上端的电极帽的中心孔穿出；所述定位销与复位弹簧的连接端为T形头，T形头直径大于绝缘套的孔，在绝缘套的孔口与定位销的T形头之间设置有密封垫圈。
2.根据权利要求1所述的环形螺母专用强制气冷电阻凸焊下电极，其特征在于所述定位销上端部为圆锥形。
3.根据权利要求1或2所述的环形螺母专用强制气冷电阻凸焊下电极，其特征在于 所述定位销与绝缘套的孔为间隙配合。
全文摘要
本发明公开了一种用于环形螺母电阻凸焊的专用强制气冷型下电极，包括下电极座下体、下电极座上体和电极帽三部分。下电极座下体采用水冷和强制气冷联合冷却方式，下电极座上体和电极帽采用强制气冷，采用压缩空气强制气冷的方式防止焊接时螺母内飞溅损伤螺纹，提高电极寿命，减少飞溅物粘着。利用压缩空气和弹簧产生的压力作用使定位销自动复位。采用圆锥形定位销提高螺母定位精度，并提高定位销在焊接不同直径螺母时的通用性。本发明电极结构简单，便于操作，易于在焊接过程中获得稳定的焊接质量，具有较为理想的工程实用性。
文档编号B23K11/16GK102151972SQ201110123918
公开日2011年8月17日 申请日期2011年5月13日 优先权日2011年5月13日
发明者杨晓东, 王卫生, 罗怡, 许惠斌 申请人:重庆平伟科技(集团)有限公司