專利名稱：一種用于轎車空調(diào)儲(chǔ)液罐殼體磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)焊的專用設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種用于轎車空調(diào)儲(chǔ)液罐殼體磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)焊的專用設(shè)備屬于電焊機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。
轎車用空調(diào)器中儲(chǔ)液罐是主要零部件之一，儲(chǔ)液罐中組裝件要求通過(guò)儲(chǔ)液罐上下殼體的焊接密封在殼體中，組成一個(gè)無(wú)泄漏，高強(qiáng)度的薄殼結(jié)構(gòu)容器。儲(chǔ)液罐殼體壁厚δ＝1.2mm，外殼焊縫后必需通過(guò)耐壓(油壓10.3MPA)試驗(yàn)，因此，儲(chǔ)液罐上下殼體的焊接是一個(gè)關(guān)鍵工藝。目前國(guó)內(nèi)桑塔納轎車空調(diào)器的儲(chǔ)液罐外殼焊接采用非熔化極氬弧焊工藝，該工藝的缺點(diǎn)是強(qiáng)度不夠，成本高，對(duì)工人操作要求高，至于閃光焊、電阻焊、摩擦焊因有內(nèi)毛刺，這兒根本不能應(yīng)用，目前國(guó)際上比較先進(jìn)的焊接技術(shù)是磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)焊，但是該技術(shù)應(yīng)用在這兒也存在以下問(wèn)題(1)目前有的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)焊設(shè)備僅能用于壁厚δ＝3－5mm范圍的焊接對(duì)于壁厚δ＝1.2mm的儲(chǔ)液罐殼體，承受不了它的無(wú)限頂鍛力，會(huì)發(fā)生塑性變形，損壞工件。(2)焊接儲(chǔ)液罐殼體的空間太小，目前的設(shè)備中磁場(chǎng)機(jī)構(gòu)和夾持裝置安裝不下，需設(shè)計(jì)一種新穎的專用設(shè)備用于儲(chǔ)液罐殼體的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)焊工藝。
設(shè)計(jì)本實(shí)用新型的目的就是要提供一種磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)焊應(yīng)用于轎車空調(diào)中儲(chǔ)液罐上下殼體焊接時(shí)所需的專用設(shè)備。
本實(shí)用新型是通過(guò)以下二措施達(dá)到發(fā)明目的的(1)采用四個(gè)片狀磁極(圖4中2，2′)，作園周狀圍住儲(chǔ)液罐上下殼體的待焊處，并留有相同間隙L，四個(gè)圍成園周形的片狀磁極將在殼體與磁極的間隙L處產(chǎn)生放射狀磁場(chǎng)，也即磁場(chǎng)引伸到了狹窄的焊縫空間范圍，解決了原有磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)焊的設(shè)備由于在狹窄的16mm間隙安裝不下其中的磁場(chǎng)機(jī)構(gòu)和夾持裝置不能應(yīng)用該技術(shù)的問(wèn)題，從圖中看出這種結(jié)構(gòu)使磁場(chǎng)分布均勻，而且由于其中二磁極做成可移動(dòng)的滿足了裝卸儲(chǔ)液罐的需要。(2)采用由偏心輪帶動(dòng)的凸輪機(jī)構(gòu)和型腔夾持裝置(如圖3所示)來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)工件焊接時(shí)的有限頂鍛控制技術(shù)，使每次頂鍛的距離是固定的，頂鍛量是有限的，并且，整個(gè)儲(chǔ)液罐上下殼體是全部夾持于和外殼外狀完全一致的型腔夾持機(jī)構(gòu)中，防止了工件的塑性變形。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是(1)焊接接頭的強(qiáng)度優(yōu)于氬弧焊工藝，對(duì)其施行10.3MPA油壓試驗(yàn)合格率≥95％。(2)儲(chǔ)液罐殼體上焊縫沒(méi)有內(nèi)毛刺，(3)對(duì)焊接工操作水平的要求低于氬弧焊工，僅需簡(jiǎn)單的培訓(xùn)即可上崗工作。(4)工藝成本遠(yuǎn)低于原非熔化極氬弧焊工藝。


圖1是本實(shí)用新型的方框原理圖。其中第Ⅰ部分是晶閘管電焊機(jī)A；第Ⅱ部分是控制箱，它是由主令控制線路B，信號(hào)檢測(cè)線路C，程序控制線路D構(gòu)成；第Ⅲ部分是電焊操作臺(tái)，它由磁極裝置G、油缸、型腔夾持裝置F、引弧機(jī)構(gòu)E，凸輪機(jī)構(gòu)M構(gòu)成；第Ⅳ部分是液壓泵站N，第Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ部分的動(dòng)作均由第Ⅱ部分控制箱控制，可以是自控，也可以是手控。
圖2是電焊操作臺(tái)的外形結(jié)構(gòu)圖，其中1是油缸，2是片狀磁極，3是引弧機(jī)構(gòu)中的引弧頂塊，4、5是待焊儲(chǔ)液罐上下殼體，16是型腔夾持裝置中的引弧移動(dòng)座(包括動(dòng)型腔夾塊15，靜型腔夾塊14)，17是型腔夾持裝置中的頂錘移動(dòng)座(包括動(dòng)型腔夾塊6、靜型腔夾塊13)、凸輪機(jī)構(gòu)包括凸輪7、剎車偏心輪8、皮帶9、11、飛輪10、電機(jī)12。
圖4是磁極的剖視圖，磁極是片狀的，共有四片。其中二片磁極固定為2′，另二片磁極可以軸向移動(dòng)為2，每片磁極極身截面呈長(zhǎng)方形，極身上繞有徑向繞組18，P為儲(chǔ)液罐，極靴半徑等于儲(chǔ)液罐殼體外半徑加上外殼和極靴之間距L，四片磁極合攏后，極靴形成之園周和儲(chǔ)液罐外殼同心，各極靴之間留有相同間距L。一旦徑向繞組同時(shí)通電后，四片極靴應(yīng)具有相同磁場(chǎng)極性，保證極靴和儲(chǔ)液罐外殼間距中形成放射狀磁場(chǎng)。
圖3是型腔夾持裝置的剖視圖，2是片狀磁極，4、5是待焊儲(chǔ)液罐上、下殼體，13、14是靜(即固定)型腔夾塊，6、15是動(dòng)型腔夾塊，7是凸輪，16是型腔夾持裝置中的引弧移動(dòng)座，17是型腔夾持裝置中的頂錘移動(dòng)座，當(dāng)動(dòng)型腔夾塊6、15與靜型腔夾塊13、14合攏時(shí)，其內(nèi)腔形狀(陰面)與儲(chǔ)液罐外形(陽(yáng)面)完全一致，這樣，夾持儲(chǔ)液罐殼體由于配合緊密，不僅使被夾持殼體穩(wěn)、牢，更主要的是當(dāng)焊接時(shí)推力均勻，并保證應(yīng)有的穩(wěn)定的均勻的間隙，保證外殼表面端部不產(chǎn)生塑性變形。
凸輪7是保證實(shí)現(xiàn)有限頂鍛的關(guān)鍵另件，它的最大直徑與最小直徑之差K，與上下殼體之間的間隙R之差，再與凸輪和夾座之間的間隙T之差就是儲(chǔ)液罐上下殼體焊接時(shí)所受的頂鍛量H，即H＝K－R－T。
油缸是由液壓泵供油推動(dòng)動(dòng)夾塊的，可移動(dòng)磁極是由直流電機(jī)控制的。
結(jié)合
圖1、圖2給出本實(shí)用新型的實(shí)施例第Ⅱ部分中的主令控制線路置于“自控”開(kāi)關(guān)時(shí)，它即按預(yù)置的程序進(jìn)行，首先啟動(dòng)電機(jī)12，帶動(dòng)飛輪10，使其儲(chǔ)能，同時(shí)啟動(dòng)第Ⅳ部分液壓泵站，通過(guò)前、后油缸1將動(dòng)夾塊6、15推向靜夾塊13、14，使放入型腔夾持裝置的儲(chǔ)液罐上下殼體4、5被壓緊，在尚未完全被壓緊的同時(shí)，預(yù)置的程序?qū)⒖刂埔簤K3把引弧移動(dòng)座16頂向前面，即在動(dòng)、靜夾塊夾緊工件稍滯后的同時(shí)，使儲(chǔ)液罐上下殼體靠近，直至它們之間沒(méi)有間隙，與此同時(shí)，預(yù)置程序?qū)?dòng)磁極2向靜磁極2′合攏，并與殼體之間留有間隙L，接著預(yù)置程序又控制引弧頂塊3恢復(fù)原位，這時(shí)，上下殼體之間將有一間隙R，整個(gè)控制系統(tǒng)處于準(zhǔn)備焊接的狀態(tài)，然后，預(yù)置程序使磁極繞組通電，使其產(chǎn)生放射狀磁場(chǎng)，當(dāng)預(yù)置程序使引弧頂塊3再推動(dòng)引弧移動(dòng)座16，使儲(chǔ)液罐上下殼體迅速接觸(短路)后即分開(kāi)，由于上下殼體接觸(短路)時(shí)，電焊機(jī)A提供一脈沖電流，則電弧引燃，按左手定則，在放射形磁場(chǎng)作用下，在工件4、5兩端面產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)電弧，電弧越轉(zhuǎn)越快，大約旋轉(zhuǎn)2－20秒左右，這時(shí)預(yù)置程序使晶閘管電焊機(jī)A再提供一脈沖電流，當(dāng)控制箱內(nèi)的檢測(cè)電路獲此脈沖電流后即驅(qū)動(dòng)飛輪9，帶動(dòng)偏心輪8，再帶動(dòng)凸輪7，凸輪7迅速旋轉(zhuǎn)一圈，將頂錘移動(dòng)座17頂向后面K距離，使上下殼體頂錘，由于此時(shí)工件已被電弧熔化，在頂緊的過(guò)程中，被熔化的金屬被擠壓出來(lái)，電弧隨之熄滅，上下殼體也形成了焊接接頭，這時(shí)預(yù)置的程序?qū)⑹购附佣搪冯娏髦袛啵艌?chǎng)驅(qū)動(dòng)電流中斷，整個(gè)自控系統(tǒng)將自動(dòng)“復(fù)位”。
采用磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)焊方法及本實(shí)用新型提供的專用設(shè)備與采用自動(dòng)氬弧焊的方法生產(chǎn)的儲(chǔ)液罐相比，將產(chǎn)生如下積極的經(jīng)濟(jì)效果，以年產(chǎn)15萬(wàn)只計(jì)算自動(dòng)氬弧焊 磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)焊
從上例可看出，采用本實(shí)用新型后可得如下經(jīng)濟(jì)效益每年為國(guó)家節(jié)約了材料費(fèi)約5萬(wàn)元，提高功效100％，節(jié)能100％，降低了成本，其經(jīng)濟(jì)效益是可想而知的。
權(quán)利要求1.一種用于轎車空調(diào)儲(chǔ)液罐殼體磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)焊的專用設(shè)備，其特征在于其結(jié)構(gòu)是由晶閘管電焊機(jī)、液壓泵站、電焊操作臺(tái)和控制箱構(gòu)成，電焊操作臺(tái)是由油缸1、片狀磁極2、2′、型腔夾持裝置(包括引弧移動(dòng)座16和頂錘移動(dòng)座17)、引弧機(jī)構(gòu)(包括引弧頂塊3)、凸輪機(jī)構(gòu)(包括凸輪7、剎車偏心輪8、剎車帶9、飛輪10、電機(jī)12構(gòu)成)，片狀磁極共有四片，其中二片磁極(2′)固定，另二片磁極(2)可以軸向移動(dòng)，每片磁極極身截面呈長(zhǎng)方形，極身上繞有徑向繞組18，極靴半徑等于儲(chǔ)液罐殼體外半徑加上外殼和極靴之間距，四片磁極合攏后，極靴形成之園周和儲(chǔ)液罐外殼同心，各極靴之間留有相同間距，一旦徑向繞組同時(shí)通電后，四片極靴應(yīng)有相同極性，保證極靴和儲(chǔ)液罐外殼間距中形成放射狀磁場(chǎng)，其中型腔夾持裝置是由引弧移動(dòng)座16(包括動(dòng)型腔夾塊15、靜型腔夾塊14)、頂錘移動(dòng)座17(包括動(dòng)型腔夾塊6、靜型腔夾塊13)構(gòu)成，其內(nèi)腔的形狀(陰面)與儲(chǔ)液罐的外形(陽(yáng)面)完全一致，其中凸輪是通過(guò)偏心輪、飛輪、電機(jī)由控制箱控制的，它與頂錘移動(dòng)座17之間留有一定間隙T，它的最大直徑與最小直徑之差K，儲(chǔ)液罐上下殼體之間的間隙R，與殼體焊接時(shí)所受頂錘量H的關(guān)系滿足H=K-R-T關(guān)系式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)焊專用設(shè)備，其特征在于控制箱由主令控制線路(B)、信號(hào)檢測(cè)線路(C)、程序控制線路(D)構(gòu)成。
專利摘要一種轎車空調(diào)器內(nèi)儲(chǔ)液罐殼體的磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)焊專用設(shè)備，屬于電焊機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。該實(shí)用新型采用片狀磁極徑向放射狀磁場(chǎng)裝置和凸輪機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)恒載荷有限頂鍛控制技術(shù)，解決了磁場(chǎng)驅(qū)動(dòng)焊應(yīng)用在轎車空調(diào)器內(nèi)儲(chǔ)液罐殼體焊接時(shí)產(chǎn)生的磁場(chǎng)機(jī)構(gòu)安裝不下和儲(chǔ)液罐薄殼(δ＝1.2mm)結(jié)構(gòu)容易塑性變形的二大問(wèn)題，并且提高了焊接接頭的強(qiáng)度和質(zhì)量。
文檔編號(hào)B60H1/04GK2166909SQ9224511
公開(kāi)日1994年6月1日 申請(qǐng)日期1992年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月28日
發(fā)明者張文珺, 茅鵬, 袁智康, 焦復(fù)杰, 黃晨 申請(qǐng)人:上海工程技術(shù)大學(xué)