專利名稱：釬焊裝置的制作方法
釬焊裝置本發(fā)明一方面涉及一種用激光器在兩個(gè)工件之間進(jìn)行釬焊裝配的方法，更具體地說，用來裝配汽車車身頂蓬，而另一方面涉及實(shí)施該方法的裝置。釬焊是一種借助于性質(zhì)不同的填充金屬把兩個(gè)材料裝配在一起的技術(shù)，該填充金屬的熔化溫度低于待裝配的材料的熔化溫度，并能夠適當(dāng)?shù)貪櫇裆鲜霾牧系谋砻?，這些表面不通過其熔化參與釬焊焊縫的結(jié)構(gòu)。事實(shí)上，釬焊是通過在兩個(gè)待裝配的組件之間插入填充金屬來實(shí)現(xiàn)的，接著把要釬焊的區(qū)域加熱至一個(gè)允許填充金屬熔化，但不使待裝配的組件熔化的溫度。熔化的填充金屬潤濕兩個(gè)待裝配的組件，接著冷卻，以便在該兩個(gè)組件之間固化，以保證連接。待釬焊的區(qū)域的加熱一般可以用噴焊器的火焰、電弧或者還有激光器進(jìn)行。該填充金屬一般是錫、銅、銀、鋁、鎳或者還有貴金屬合金。在某些技術(shù)領(lǐng)域中，諸如汽車領(lǐng)域，通過釬焊裝配可以避免大量電焊的傳統(tǒng)裝配的缺點(diǎn)，特別是使這樣的一種裝配模式成為在待裝配的兩個(gè)工件之間結(jié)合處的凹槽底部實(shí)現(xiàn)電焊點(diǎn)(簡稱PSE)所必須的模式，所述凹槽被裝飾帶(enjoliveur)掩蓋。釬焊裝配允許待裝配的工件的連續(xù)結(jié)合，結(jié)合凹槽消失，和因而裝飾帶消失。接著它有大量審美和機(jī)械上的優(yōu)點(diǎn)。為了符合審美和機(jī)械要求，釬焊焊縫應(yīng)該盡可能沒有不規(guī)則并應(yīng)密封，就是說沒有孔洞。為此，待裝配的工件彼此之間的定位特別重要。在汽車車身頂蓬，例如，準(zhǔn)備要與所述車輛車廂側(cè)面接縫的情況下，車身頂蓬與車廂側(cè)面接合點(diǎn)的搭焊間隙應(yīng)該盡可能小，釬焊時(shí)最好為零，而且最大約為0. 3mm。因而，需要一種裝置和/或方法來保證這個(gè)最大的搭焊間隙。第一種已知的解決方案包括利用形狀規(guī)，其功能是借助于離散地準(zhǔn)備的大量支點(diǎn)接觸把車身頂蓬壓在車廂的側(cè)面上。應(yīng)該指出，這樣的裝置一般安裝復(fù)雜，而且難以與幾個(gè)車輛輪廓兼容。因而，有多少不同形狀的車輛，就要有多少形狀規(guī)。另外，為了能夠調(diào)制壓力載荷，必需每個(gè)觸桿都是獨(dú)立可調(diào)的，這增大裝置的復(fù)雜性和安裝時(shí)間，并作為后果使車輛安裝鏈上的操作周期時(shí)間延長。在通用的解決方案中把滾輪或小滾輪類型的加壓件用于兩個(gè)工件彼此之間的焊接。這些裝置是為焊接操作而設(shè)計(jì)的，而且加壓件放置在焊接平面上，以便使要焊接的工件彼此貼緊。例如，在文獻(xiàn)JP2000-288756，JP11-347763，JP8-090264 中描述了這樣的裝置。這些解決方案一般無法應(yīng)用于汽車車身頂蓬的釬焊，因?yàn)檠b配的性質(zhì)以及要施加在待釬焊的工件上的應(yīng)力是不同的。事實(shí)上，為了進(jìn)行釬焊，待裝配的工件(一般為薄鋼板)在待裝配的部位緊貼是不足夠的，因?yàn)樗鼞?yīng)該掌握汽車頂棚組合件/車體側(cè)面的幾何形狀。另一方面，在這些解決方案中加壓件的利用一般不允許得出保證裝配審美一致性的結(jié)果。事實(shí)上，若人們?yōu)榱藦浹a(bǔ)這些工件之間的間隙而施加必需的載荷，則總會(huì)留下印記和車身頂蓬變形。用這種類型裝置實(shí)現(xiàn)的試驗(yàn)已經(jīng)表明幾個(gè)不相容性。首先，該裝置一般不能在整個(gè)長度上維持薄鋼板之間的搭焊。另外，在人們發(fā)現(xiàn)初始間隙較大的區(qū)域中，滾壓輪一般不能彌補(bǔ)該間隙，因而無法用填充金屬固定。接著，是積累現(xiàn)象，在釬焊操作過程中它使薄鋼板之間存在的間隙增大，造成供給的金屬絲塌陷，而裝配質(zhì)量難以接受。還應(yīng)該指出，該滾壓輪造成車身頂蓬變形和在整個(gè)裝配長度上留下印記。本發(fā)明的目標(biāo)在于緩解上述缺點(diǎn)，并為此提出一種釬焊裝置，包括填充金屬分配裝置，用來向位于至少兩個(gè)待釬焊裝配的工件之間的待釬焊的區(qū)域分配填充金屬，所述分配裝置與一個(gè)能夠允許在所述待釬焊的區(qū)域的水平上熔化填充金屬的熔化裝置相聯(lián)系，另外，該釬焊裝置還包括至少一個(gè)滾壓輪，它成型和定位得能夠在要借助于所述釬焊裝置裝配的工件之一的表面上起熨平作用，所述滾壓輪可移動(dòng)地安裝得頂住加壓裝置，其特征在于，該滾壓輪沿著一個(gè)對(duì)應(yīng)于釬焊生產(chǎn)線方向的軸線與熔化裝置隔開。于是，該滾壓輪與熔化裝置沿著釬焊生產(chǎn)線的方向隔開，它可以在進(jìn)行釬焊步驟之前施加一個(gè)必需的保持壓力。已經(jīng)令人驚訝地觀察到，這樣的安排允許大大改善在整個(gè)釬焊生產(chǎn)線的長度上工件之間間隙的補(bǔ)償。滾壓輪和熔化裝置之間隔開的距離最好在90和170mm之間。該滾壓輪和該熔化裝置隔開的距離更優(yōu)選約為130mm。該滾壓輪最好還包括柔軟材料，例如，橡膠的包帶，以便降低形成印記和變形的危險(xiǎn)。該熔化裝置最好是激光裝置。該加壓裝置最好可以定位得選擇分配裝置和熔化裝置的一側(cè)或另一側(cè)，特別是用導(dǎo)軌裝置系統(tǒng)。該加壓裝置的位置和取向最好是確定得沿著一個(gè)相對(duì)于滾壓輪準(zhǔn)備要支持于其上的工件表面法線方向傾斜的方向，并向第二工件，在滾壓輪上施加一個(gè)壓力。該加壓裝置最好是千斤頂。于是，通過配備傾斜的和其方向確定在應(yīng)該施加壓力的方向上的千斤頂，便可以限制裝配之后殘余印記或變形的存在。事實(shí)上，該千斤頂所施加的壓力可以在任何壓力在分量上都不會(huì)失效的條件下，作為必需的壓力計(jì)算。與基本上垂直取向的千斤頂相反，和其中殘余壓力的垂直分力最大并造成印記， 千斤頂在按照本發(fā)明的裝置中的壓力可以調(diào)節(jié)，以便對(duì)應(yīng)于最接近足以維持該兩個(gè)工件所必需的壓力，而不超過產(chǎn)生印記壓力。該壓力的垂直分力較小，同樣產(chǎn)生印記的危險(xiǎn)較小。盡管作為特征的補(bǔ)充提出該滾壓輪與熔化裝置隔開，但不限于此。
千斤頂?shù)膬A斜角最好是可調(diào)的。本發(fā)明同樣涉及一種機(jī)器臂，它包括按照本發(fā)明的裝置并構(gòu)成釬焊頭。本發(fā)明還涉及一種汽車車身頂蓬和所述汽車車廂側(cè)面釬焊的方法，包括目的如下的步驟 借助于按照本發(fā)明的裝置沿著釬焊生產(chǎn)線對(duì)待裝配的工件進(jìn)行釬焊，該滾壓輪準(zhǔn)備在熔化裝置通過之前或在同樣的水平上施加其壓力。該方法最好包括一個(gè)預(yù)備步驟，目的在于用傳統(tǒng)的方法，特別是電阻焊接在待裝配的工件之間實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)焊點(diǎn)。參照附圖閱讀下文的詳細(xì)描述將能更好地理解本發(fā)明，附圖中

圖1示意地表現(xiàn)裝有按照本發(fā)明裝置的機(jī)器臂的面，完成車身頂蓬和汽車車廂一側(cè)的釬焊； 圖2是圖1裝置的側(cè)視圖； 圖3舉例說明車廂頂蓬離散焊接的預(yù)備步驟；而 圖4表示按照本發(fā)明的裝置，允許只用一個(gè)機(jī)器臂焊接車身頂蓬的兩側(cè)。圖1和2表示按照本發(fā)明的釬焊裝置1，構(gòu)成機(jī)器臂2的頭，能夠沿著釬焊生產(chǎn)線 3在汽車車身頂蓬4和所述車輛車廂一側(cè)之間移動(dòng)。該裝置1包括把填充金屬7分配到位于釬焊生產(chǎn)線3釬焊區(qū)域的分配裝置6，所述分配裝置6與熔化裝置8相聯(lián)系，后者能夠允許在所述待釬焊的區(qū)域3的水平上熔化填充 ^^ I^l 7 ο在這種情況下，該熔化裝置是激光器頭部8，能夠在待釬焊區(qū)域的方向上發(fā)射激光束8a。該裝置1還包括滾壓輪9，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，它有一個(gè)橡膠的圓周帶9a，并且可移動(dòng)地安裝在臂10上，安裝得頂住千斤頂11。滾壓輪9和千斤頂11最好安裝在機(jī)器臂2的手腕上，獨(dú)立于激光器頭部8和填充金屬7分配裝置6，以便能夠單獨(dú)調(diào)節(jié)它們。滾壓輪9和可移動(dòng)臂10成型和定位得能夠在千斤頂11作用下起熨平作用，使車身頂蓬4壓向車廂5該側(cè)。按照本發(fā)明的一個(gè)方面，并為了優(yōu)化壓力并減小引起的印記，千斤頂11的位置和取向確定得沿著一個(gè)相對(duì)于車身頂蓬4表面的法線方向傾斜的方向和在車廂5側(cè)面的方向上，向滾壓輪9施加壓力。因而，在這種情況下，千斤頂11相對(duì)于基本上垂直的方向和在車廂側(cè)面5的方向上是傾斜的。按照本發(fā)明的第一方面，如圖2所示，滾壓輪9相對(duì)于釬焊區(qū)域沿著釬焊生產(chǎn)線的軸線隔開。更準(zhǔn)確地說，釬焊操作時(shí)，滾壓輪9相對(duì)于沿著釬焊生產(chǎn)線3的位移方向，位于待釬焊的區(qū)域前面。在這種情況下，隔開約130mm。按照本發(fā)明，車身頂蓬4裝置的操作在車廂上用以下方法進(jìn)行。首先，機(jī)器人把車身頂蓬4放置在車廂5上的位置上。接著，在車身頂蓬4前面至后面(圖3)用電阻焊接實(shí)現(xiàn)離散的焊接12。接著，把組合件轉(zhuǎn)移到激光艙進(jìn)行釬焊操作。車身頂蓬4進(jìn)入激光艙指向其前橫梁和后橫梁。這允許保證在焊縫開始和結(jié)束處工件之間的搭焊。這同樣允許使變?yōu)榕c每個(gè)側(cè)面的幾何形狀無關(guān)，在車身頂蓬4的中部建立一個(gè)中性纖維(fibre neutre) 13。這樣便可以釬焊車身頂蓬的兩個(gè)側(cè)面，使得彼此分開。借助于前面描述的裝置1進(jìn)行釬焊操作時(shí)，滾壓輪9彌補(bǔ)車身頂蓬4和車廂5側(cè)面之間存在的間隙，以便實(shí)現(xiàn)釬焊。
滾壓輪9最好調(diào)整在相對(duì)于激光束8a超前的位置中，因而車身頂蓬4在釬焊實(shí)現(xiàn)之前成型。這樣便可以補(bǔ)償整個(gè)長度上的間隙。正如圖4舉例說明的，人們可以實(shí)現(xiàn)一種裝置100，允許用同一機(jī)器臂2對(duì)車身頂蓬4的兩個(gè)側(cè)面進(jìn)行釬焊。為此，裝置100的千斤頂10安裝在引導(dǎo)塊101上，允許定向千斤頂并使激光器8 頭部翻到一側(cè)或另一側(cè)。盡管已經(jīng)用一個(gè)具體的實(shí)施例描述了本發(fā)明，顯而易見，它決不受其限制，而是在本發(fā)明的范圍內(nèi)包括上述裝置的所有等效技術(shù)及其結(jié)合。
權(quán)利要求
1.激光釬焊裝置(1，100)，包括分配裝置(6)，把填充金屬(7)分配到位于至少待釬焊裝配的兩個(gè)工件(4，幻之間的待釬焊的區(qū)域，所述分配裝置與熔化裝置(8)相聯(lián)系，后者能夠允許在所述待釬焊區(qū)域的水平上熔化填充金屬，另外，該激光釬焊裝置還包括至少一個(gè)滾壓輪(9)，它成型和定位得能夠在要借助于所述釬焊裝置裝配的工件之一的表面上起熨平作用，所述滾壓輪可移動(dòng)地安裝得頂住加壓裝置(11)，其特征在于，滾壓輪(9)沿著對(duì)應(yīng)于釬焊生產(chǎn)線(3)方向的軸線與熔化裝置(5)隔開。
2.按照權(quán)利要求1的裝置(1)，其特征在于，滾壓輪(9)和熔化裝置(5)之間隔開的距離在90和170mm之間。
3.按照權(quán)利要求2的裝置(1)，其特征在于，滾壓輪(9)和熔化裝置(5)之間隔開的距離約為130mm。
4.按照權(quán)利要求1至3中任何一項(xiàng)的裝置(1)，其特征在于，滾壓輪(9)包括柔軟材料， 特別是橡膠的包帶。
5.按照權(quán)利要求1至4中任何一項(xiàng)的釬焊裝置(1，100)，其特征在于，該熔化裝置是激光裝置⑶。
6.按照權(quán)利要求1至5中任何一項(xiàng)的裝置(100)，其特征在于，加壓裝置(11)可以定位得，特別是通過導(dǎo)軌系統(tǒng)裝置，選擇分配裝置(6)和熔化裝置(8)的一側(cè)或另一側(cè)。
7.按照權(quán)利要求1至6中任何一項(xiàng)的裝置(1，100)，其特征在于，該加壓裝置的位置和取向確定得在滾壓輪(9)上在一個(gè)沿著相對(duì)于該滾壓輪準(zhǔn)備支持于其上的工件(4)表面法線方向傾斜的方向上和向第二工件( 施加壓力。
8.機(jī)器臂O)，包括一個(gè)按照權(quán)利要求1至7中任何一項(xiàng)的裝置，構(gòu)成釬焊頭。
9.汽車車身頂蓬(4)和所述汽車車廂( 側(cè)面的激光釬焊方法，包括如下的步驟 沿著釬焊生產(chǎn)線⑶借助于按照權(quán)利要求1至8中任何一項(xiàng)的裝置(1，100，2)對(duì)待裝配的工件進(jìn)行釬焊，滾壓輪(9)準(zhǔn)備在熔化裝置(8)通過之前或在同樣的水平上施加其壓力。
10.按照權(quán)利要求9的釬焊方法，其特征在于，它包括要用傳統(tǒng)的方法，特別是電阻焊在待裝配的工件(4，幻之間實(shí)現(xiàn)至少一個(gè)焊接點(diǎn)(1 的預(yù)備步驟。
全文摘要
本發(fā)明涉及釬焊裝置，包括把填充金屬(7)分配到位于至少兩個(gè)工件之間要釬焊以便通過釬焊裝配起來的區(qū)域的分配裝置(6)，所述分配裝置與熔化裝置(8)相聯(lián)系，后者能夠允許在所述要釬焊的區(qū)域的水平上熔化填充金屬，另外，該釬焊裝置還包括至少一個(gè)滾壓輪(9)，它成型并定位得能夠?qū)σ柚谒鲡F焊裝置裝配的工件之一的表面起熨平作用，所述滾壓輪可移動(dòng)地安裝得頂住加壓裝置(11)，其特征在于，滾壓輪(9)沿著一個(gè)與釬焊生產(chǎn)線(3)方向?qū)?yīng)的軸線與熔化裝置(5)隔開。本發(fā)明還涉及所述裝置的利用方法。
文檔編號(hào)B23K26/02GK102355978SQ201080012514
公開日2012年2月15日 申請(qǐng)日期2010年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月17日
發(fā)明者D·埃佩, F·蓬斯萊, I·赫拉韋特阿列塔, P·奧熱, P·莫里塞 申請(qǐng)人:標(biāo)致·雪鐵龍汽車公司