本发明专利技术涉及一种凸焊螺母的焊接装置及其焊接方法，本发明专利技术装置包括上电极装置和下电极装置，上电极装置包括工作台、上电极和横杆，所述横杆的中后部铰接有绝缘支座，绝缘支座固定在工作台上，工作台上还设有弹性支撑组件，横杆的中前部底面活动搭靠在弹性支撑组件上，所述上电极位于弹性支撑组件的正上方，并搭靠在横杆上，横杆的前端内部设有冷却通道，冷却通道前后两端设有出水孔和进水孔，本发明专利技术利用杠杆原理，将上电极施压于横杆上，使横杆作为主要受力件，解决电极变形问题，使待焊螺母只承受垂直方向的受力，消除偏转力矩，解决螺母窜动问题，待焊螺母的凸点受力均匀，整体焊接装置节省成本、使用寿命长，受力稳定、焊接质量好、可控性强。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于汽车制造工艺的
，尤其是涉及的是一种螺母焊接稳定、不会发生窜动的凸焊螺母的焊接装置及其焊接方法。
技术介绍
为适应汽车高水平、高速度生产的情况，汽车工业特别是车身制造中广泛应用凸焊工艺，以提高连接效率和质量，满足汽车大批量装配生产的要求。凸焊工艺是利用零件原有形面、侧角或预制的凸点焊到另一块面积较大的零件上。要推广应用凸焊工艺，必须解决:螺母、焊机及凸焊电极问题。焊接螺母已有国家标准，生产厂家较多，工艺成熟，质量可靠。目前汽车厂家主要采用焊接方螺母。焊机国家也有相关标准，有焊接螺母的专用凸焊机或通用的落地式点焊机，生产厂家也较多，可以直接在市场上直接选购。而焊接电极的设计、制造是影响能否应用好凸焊工艺的关键问题。应用焊接螺母时，一般都是正向运用，即先将金属工件放到下电极上，再将焊接螺母放到金属工件上，然后接通凸焊机(或通用落地式点焊机)开关，在控制箱控制下，电磁气阀通电工作，将压缩空气导入焊机气缸上部，迫使活塞向下运动，使上下电极合紧，然后通电完成焊接。常规凸焊电极就是按这个习惯用法来设计制造的。由于焊接方螺母的特殊性，其焊接电极的设计除了必须满足一般电阻焊电极的所有要求外，还给设计上带来了特殊的工艺技术要求:①电极上必须要有合适的定位销，以确保焊接方螺母在金属件上的正确焊接位置。因为焊接方螺母本身没有定位凸环，必须从电极设计上加以解决。②定位销与下电极基座之间必须绝缘且具有一定的高温强度，并应考虑到焊接过程中产生的热量对螺纹和定位销可能产生的危害。③定位销寿命要长并在必要时能够方便地更换。一般零件凸焊电极的设计方法，即为具有开放结构的零件，在直电极向下运动时可以直接压住螺母的零件。正向运用时，一般零件定位销应设计在下电极上，而上电极设计因其无定位销而变得比较简单，只要满足焊接过程中不压溃下电极的定位装置这一要求即可。与上电极比起来，下电极的设计则相对复杂，但在国内汽车企业设计制造及应用上已比较成熟，如图1所示，由定位销对零件及待焊螺母进行正确定位，然后由上、下电极送电，完成凸焊，但在对复杂型零件进行凸焊螺母时，结构局限性较大，不能进行相应焊接作业。汽车车身其中部分特殊零件需要凸焊内侧螺母，主要集中在车架纵梁、横梁的封闭结构中，特殊零件内侧螺母凸焊电极的设计，除了下电极的设计外，由于形状的限制，还需考虑上电极的设计与制造问题。上电极设计要求包括:①工件的可达性，应充分考虑并满足所有特殊零件凸焊位置的需求；②良好的导电性和力学性能；③足够的强度和刚度充分的冷却条件电极与工件间的接触电阻足够低，以防止工件表面熔化与工件表面之间的合金化。如图2所示，特殊零件内侧螺母凸焊电极的常规设计方法，汽车厂一般采用L型上电极，解决工件的可达性问题，基本满足了生产的需要。但该设计也存在以下问题:由于凸焊时电极压力大，可达3000N左右；由于偏心距的存在,整个上电极处于一个较大的力矩作用之下，容易变形；在焊接过程中，可以明显看见上电极在力矩作用下，沿逆时针方向偏转一个角度，靠近焊机内端的螺母凸点受力比靠外端的凸点受力大，使凸点的压力、电流密不均匀，对凸焊质量有一定影响；并且难以确保凸焊螺母在工件上的正确位置；在力矩的作用下，方螺母在工件上有窜动现象。如果定位销与工件或与螺母之间的装配间隙过大，容易造成定位不准确。L型上电极的制造加工量较大，且上电极变形磨损后，需整体更换；受电极夹头的限制，该电极设计难以从根本上解决变形问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述不足，提供一种对于特殊零件内侧螺母凸焊不发生窜动且受力稳定、焊接质量好、可控性强的凸焊螺母的焊接装置及其焊接方法。为实现上述目的，本专利技术的技术解决方案是:一种凸焊螺母的焊接装置，包括上电极装置和下电极装置，下电极装置包括定位销、电极盖、支撑弹簧、绝缘垫片和下电极，所述下电极上螺纹紧固有电极盖，所述绝缘垫片置于下电极内，所述支撑弹簧下端固定于绝缘垫片上，上端支撑定位销，所述定位销上端穿过电极盖，电极盖对定位销进行轴向限位，所述电极盖和定位销之间设有绝缘套，所述上电极装置包括工作台、上电极和横杆，所述横杆的中后部铰接有绝缘支座，绝缘支座固定在工作台上，所述工作台上还设有弹性支撑组件，所述横杆的中前部底面活动搭靠在弹性支撑组件上，所述上电极位于弹性支撑组件的正上方，并搭靠在横杆上，所述横杆的前端内部设有冷却通道，冷却通道前后两端分别设有出水孔和进水孔，横杆的后端设有电缆接口，所述下电极装置位于横杆的前端凸焊部位的正下方。优选的，所述弹性支撑组件包括基座和复位弹簧，所述复位弹簧置于基座内。优选的，所述横杆的前端凸焊部位上设有锥度凹孔，锥度凹孔内连接有锥形短电极块。优选的，所述上电极与绝缘支座的水平位置距离(H)和下电极与绝缘支座的水平位置距离(L)的长度比例为3:4。上述的凸焊螺母的焊接装置的焊接方法，包括如下步骤: 1)、首先将待焊工件套装在电极套上，利用定位销固定待焊螺母； 2)、将第一电缆分别与上电极、横杆的电缆接口连接，将第二电缆与 下电极连接，利用点焊机的上电极施压横杆，使得横杆与定位销上的待焊螺母接触，下电极向电极套送电，从而实现待焊螺母相对待焊工件的凸焊，同时在横杆的冷却通道内，输入流动冷却水，实现对横杆的前端凸焊部位进行实时冷却； 3)、凸焊完成后，上电极松压于横杆，横杆在复位弹簧的作用下，恢复到初始状态，为下一次凸焊作准备。通过采用上述的技术方案，本专利技术的有益效果是:利用杠杆原理，将上电极施压于横杆上，使横杆作为主要受力件，横杆具有足够的强度与刚性，彻底解决电极变形问题，使待焊螺母只承受垂直方向的受力，消除了偏转力矩，解决了螺母窜动问题，确保了螺母在工件上的准确焊接位置且待焊螺母的凸点受力均匀，从而保证凸焊质量，在横杆后端设有电缆接口与已连接上电极的第一电缆相连，确保焊接电流密度满足凸焊要求，在横杆前端凸焊部位处设有冷却通道，为保证凸焊时在上电极正下方，位于横杆下面的复位弹簧，辅助在实现凸焊完成后，让横杆复位到初始状态，结构简单可靠、调整方便，在凸焊部位设有可替换的锥形短电极块，解决电极凸焊耗损问题，而横杆作为结构件不用更换，节省成本、使用寿命长，整体焊接装置在对内侧螺母凸焊时不会发生窜动现象，受力稳定、焊接质量好、可控性强。附图说明图1为现有技术中平板工件的凸焊螺母的焊接结构示意 图2为现有技术中C型工件的凸焊螺母的焊接结构示意 图3为本专利技术的凸焊螺母的焊接装置实施例结构示意图。(图中标识:1、上电极；2、螺母；31、平板工件；32、C型工件；4、定位销；5、电极盖；61、绝缘套；62、绝缘垫片；7、支撑弹簧；8、下电极；10、电极夹头；11、连接螺母；12、L型上电极；13、横杆；14、绝缘支座；15、电缆接口 ；16、基座；17、复位弹簧；131、出水孔；132、进水孔；)具体实施例方式以下结合附图和具体实施例来进一步说明本专利技术。如图1所示，为现有技术中平板工件的凸焊螺母的焊接结构，其包括:上电极1、下电极8，下电极8内安装有绝缘垫片62和支撑弹簧7，支撑弹簧7下端固定于绝缘垫片62上，另一端连接定位销4，上电极I的顶部连接有电极夹头10，首先将平板工件31定位在定位销4上的一级定位轴肩，然后将螺母套装在定位本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种凸焊螺母的焊接装置，包括上电极装置和下电极装置，下电极装置包括定位销（4）、电极盖（5）、支撑弹簧（7）、绝缘垫片（62）和下电极（8），所述下电极（8）上螺纹紧固有电极盖（5），所述绝缘垫片（62）置于下电极（8）内，所述支撑弹簧（7）下端固定于绝缘垫片（62）上，上端支撑定位销（4），所述定位销（4）上端穿过电极盖（5），电极盖（5）对定位销（4）进行轴向限位，所述电极盖（5）和定位销（4）之间设有绝缘套（61），其特征在于：所述上电极装置包括工作台（16）、上电极（1）和横杆（13），所述横杆（13）的中后部铰接有绝缘支座（14），绝缘支座（14）固定在工作台（16）上，所述工作台（16）上还设有弹性支撑组件，所述横杆（13）的中前部底面活动搭靠在弹性支撑组件上，所述上电极（1）位于弹性支撑组件的正上方，并搭靠在横杆（13）上，所述横杆（13）的前端内部设有冷却通道（132），冷却通道（132）前后两端分别设有出水孔（131）和进水孔（133），横杆（13）的后端设有电缆接口（15），所述下电极装置位于横杆（13）的前端凸焊部位（134）的正下方。
【技术特征摘要】
1.一种凸焊螺母的焊接装置，包括上电极装置和下电极装置，下电极装置包括定位销(4)、电极盖(5)、支撑弹簧(7)、绝缘垫片(62)和下电极(8)，所述下电极(8)上螺纹紧固有电极盖(5)，所述绝缘垫片(62)置于下电极(8)内，所述支撑弹簧(7)下端固定于绝缘垫片(62)上，上端支撑定位销(4)，所述定位销(4)上端穿过电极盖(5)，电极盖(5)对定位销(4)进行轴向限位，所述电极盖(5)和定位销(4)之间设有绝缘套(61)，其特征在于:所述上电极装置包括工作台(16)、上电极(I)和横杆(13)，所述横杆(13)的中后部铰接有绝缘支座(14)，绝缘支座(14)固定在工作台(16)上，所述工作台(16)上还设有弹性支撑组件，所述横杆(13)的中前部底面活动搭靠在弹性支撑组件上，所述上电极(I)位于弹性支撑组件的正上方，并搭靠在横杆(13)上，所述横杆(13)的前端内部设有冷却通道(132)，冷却通道(132)前后两端分别设有出水孔(131)和进水孔(133)，横杆(13)的后端设有电缆接口(15)，所述下电极装置位于横杆(13)的前端凸焊部位(134)的正下方。2.根据权利要求1所述的一种凸焊螺母...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖忠传，
申请(专利权)人：厦门金龙汽车车身有限公司，
类型：发明
国别省市：
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