全文摘要
本实用新型公开了一种凸焊电极装置，包括上电极、下电极、定位销和弹簧；上电极的底部设有定位孔，下电极内设有空腔，定位销活动穿设于下电极上，且一端位于空腔内，另一端用于伸入定位孔，弹簧设于空腔内并用于复位定位销；定位销上设有反射型面，反射型面用于将焊渣反射向螺母的螺孔下方与待焊零件的上表面之间；根据凸焊螺母时焊渣飞溅路径，在定位销的焊渣飞溅影响区域设计了反射型面，将焊渣反射到螺母的螺孔下方与待焊零件的上表面之间，避免打入螺母内螺纹的焊渣冷却后形成焊瘤，不需要安排焊后质检，能够大幅度降低成本，明显提高效率并降低工人劳动强度。
主设计要求
1.一种凸焊电极装置，用于将螺母凸焊于待焊零件上；包括上电极、下电极、定位销和弹簧；所述上电极的底部设有定位孔，所述下电极内设有空腔，所述定位销活动穿设于所述下电极上，且一端位于所述空腔内，另一端用于伸入所述定位孔，所述弹簧设于所述空腔内并用于复位所述定位销；其特征在于，所述定位销上设有反射型面，所述反射型面用于将焊渣反射向所述螺母的螺孔下方与待焊零件的上表面之间。
设计方案
1.一种凸焊电极装置，用于将螺母凸焊于待焊零件上；包括上电极、下电极、定位销和弹簧；所述上电极的底部设有定位孔，所述下电极内设有空腔，所述定位销活动穿设于所述下电极上，且一端位于所述空腔内，另一端用于伸入所述定位孔，所述弹簧设于所述空腔内并用于复位所述定位销；其特征在于，所述定位销上设有反射型面，所述反射型面用于将焊渣反射向所述螺母的螺孔下方与待焊零件的上表面之间。
2.根据权利要求1所述的凸焊电极装置，其特征在于，所述反射型面的上端位于第一直线的上方，所述第一直线分别与所述螺母的螺孔的壁面的下边缘和所述螺母的焊接凸点的下端的内边缘相切。
3.根据权利要求1所述的凸焊电极装置，其特征在于，所述反射型面的下端平齐或高于待焊零件的上表面。
4.根据权利要求1所述的凸焊电极装置，其特征在于，所述反射型面为圆弧型面，所述圆弧型面的圆心位于所述螺母的下方。
5.根据权利要求4所述的凸焊电极装置，其特征在于，所述圆弧型面的圆心避开所述螺孔的正下方。
6.根据权利要求5所述的凸焊电极装置，其特征在于，所述圆弧型面的圆心在上下方向上对齐所述螺母的内壁。
7.根据权利要求1所述的凸焊电极装置，其特征在于，所述反射型面为弯折平面，所述弯折平面包括下段斜面和上段斜面，所述下段斜面的上端较下端靠近所述定位销的轴线，所述上段斜面的上端较下端远离所述定位销的轴线。
8.根据权利要求1所述的凸焊电极装置，其特征在于，所述下电极包括电极下体和可拆卸地设于所述电极下体顶部的电极上体，所述空腔形成于所述电极下体与所述电极上体之间，所述电极上体上设有过孔，所述定位销的下端设有限位部；所述定位销穿设于所述过孔，且所述限位部抵接于所述电极上体的下表面时所述定位销的上移受限。
9.根据权利要求8所述的凸焊电极装置，其特征在于，所述电极下体与所述电极上体之间螺纹连接。
10.根据权利要求8所述的凸焊电极装置，其特征在于，所述弹簧的下端连接于所述电极下体的内底部，上端连接于所述定位销的下端。
设计说明书
技术领域
本实用新型属于焊接领域，特别是涉及凸焊电极装置。
背景技术
螺母凸焊是一种高效的连接方式，在汽车等机械行业应用广泛，例如，一个普通的轿车白车身，通常就多达数百个螺母；但是，凸焊又是一个高温、高压、短时间的热力学过程，即使焊接工艺设计非常合理，过程中仍无法避免产生焊渣飞溅，焊渣从焊接凸点处飞出，向内碰到定位销后反射进入螺母螺纹，然后冷却形成焊瘤，影响螺栓螺母装配。
汽车行业内处理螺母凸焊飞溅问题，通常有三种方法：
第一，工厂在螺母凸焊以后，安排工人用丝锥进行通孔。这种方法对于小零件比较适用，如果待焊零件又大又重，通孔时需要翻转，工人操作会非常困难，且无论零件大小，都会大量增加人力成本。
第二、在螺母上涂覆防飞溅胶。防飞溅胶效果良好；但是，成本昂贵，单个M8螺母需增加0.2～0.3元。
第三、在行业内应用相对较少，即在凸焊螺母后暂时不做处理，但安排专业检修人员蹲守生产线，发现装配出现问题以后立即抢修。这种方法是基于大数据统计，认为焊接参数调试合理以后，正常焊接出现飞溅影响装配的螺母，一般不会超过千分之五，因此只需发现问题后对问题件返修；但是，这种方法经常导致生产线停线，在高节拍生产的主机厂里很难接受。
综上所述，开发一种防飞溅、免检修、低成本的凸焊电极装置，代替现有的三种方案，对于凸焊螺母降本增效势在必行。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有方案凸焊螺母时焊渣易飞溅反射至螺母的螺纹上形成焊瘤，从而导致焊接效率低、成本高的问题，提供一种凸焊电极装置。
为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供了一种凸焊电极装置，用于将螺母凸焊于待焊零件上，包括上电极、下电极、定位销和弹簧；所述上电极的底部设有定位孔，所述下电极内设有空腔，所述定位销活动穿设于所述下电极上，且一端位于所述空腔内，另一端用于伸入所述定位孔，所述弹簧设于所述空腔内并用于复位所述定位销；所述定位销上设有反射型面，所述反射型面用于将焊渣反射向所述螺母的螺孔下方与待焊零件的上表面之间。
可选地，所述反射型面的上端位于第一直线的上方，所述第一直线分别与所述螺母的螺孔的壁面的下边缘和所述螺母的焊接凸点的下端的内边缘相切。
可选地，所述反射型面的下端平齐或高于待焊零件的上表面。
可选地，所述反射型面为圆弧型面，所述圆弧型面的圆心位于所述螺母的下方。
可选地，所述圆弧型面的圆心避开所述螺孔的正下方。
可选地，所述圆弧型面的圆心在上下方向上对齐所述螺母的内壁。
可选地，所述反射型面为弯折平面，所述弯折平面包括下段斜面和上段斜面，所述下段斜面的上端较下端靠近所述定位销的轴线，所述上段斜面的上端较下端远离所述定位销的轴线。
可选地，所述下电极包括电极下体和可拆卸地设于所述电极下体顶部的电极上体，所述空腔形成于所述电极下体与所述电极上体之间，所述电极上体上设有过孔，所述定位销的下端设有限位部；所述定位销穿设于所述过孔，且所述限位部抵接于所述电极上体的下表面时所述定位销的上移受限。
可选地，所述电极下体与所述电极上体之间螺纹连接。
可选地，所述弹簧的下端连接于所述电极下体的内底部，上端连接于所述定位销的下端。
本实用新型实施例提供的凸焊电极装置，根据凸焊螺母时焊渣飞溅路径，在定位销的焊渣飞溅影响区域设计了反射型面，将焊渣反射到螺母的螺孔下方与待焊零件的上表面之间，避免打入螺母内螺纹的焊渣冷却后形成焊瘤，不需要安排焊后质检，能够大幅度降低成本，明显提高效率并降低工人劳动强度。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的凸焊电极装置的使用状态参考图；
图2为图1所示凸焊电极装置的E-E剖面图；
图3为图2中定位销与凸焊螺母作用区域的局部放大图；
图4为本实用新型实施例提供的凸焊电极装置的剖面图二；
图5为图4中定位销与凸焊螺母作用区域的局部放大图。
说明书中的附图标记如下：
1、上电极；11、定位孔；
2、下电极；21、电极上体；22、电极下体；23、空腔；
3、定位销；31、反射型面；
4、弹簧；
5、凸焊螺母；51、焊接凸点；
6、待焊零件。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1至图3所示，本实用新型实施例提供的凸焊电极装置，用于将螺母5凸焊于待焊零件6上，包括上电极1、下电极2、定位销3和弹簧4；其中，
上电极1的底部设有定位孔11，下电极2内设有空腔23；
定位销3活动穿设于下电极2上，且一端位于空腔23内，另一端用于伸入定位孔11；
弹簧4设于空腔23内并用于复位定位销3；
定位销3上设有反射型面31，反射型面31用于将焊渣反射向螺母5的螺孔下方与待焊零件6的上表面之间。
本实用新型实施例提供的凸焊电极装置，根据凸焊螺母5时焊渣飞溅路径，在定位销3的焊渣飞溅影响区域设计了反射型面31，将焊渣反射到螺母5的螺孔下方与待焊零件6的上表面之间，避免打入螺母5内螺纹的焊渣冷却后形成焊瘤，不需要安排焊后质检，能够大幅度降低成本，明显提高效率并降低工人劳动强度；上电极1、下电极2和弹簧4均可采用现有结构，仅对定位销3进行改进即可，设计和制造都很方便。
为提高定位销3使用寿命，优选在定位销3加工以后进行热处理或镀层处理。
在一实施例中，如图2和图3所示，反射型面31的上端位于第一直线(如图3的cd线)的上方，第一直线既与螺母5的螺孔的壁面的下边缘(如图3的d点)相切，又与螺母5的焊接凸点51的下端的内边缘(如图3的c点)相切。
第一直线及其下方，为凸焊螺母5时焊渣可能的飞溅区域，设置反射型面31的上端位于第一直线的上方，能够避免焊渣飞溅至定位销3的反射型面31以外的区域。反射型面31的上端可位于螺孔的内侧，但为了避免反射型面31的上端过高而影响定位销3对螺母5的定位，不宜将反射型面31的上端设置得过高，略高于第一直线即可。
在一实施例中，反射型面31的下端平齐于待焊零件6的上表面，或者高于待焊零件6的上表面(如图3所示)。焊渣不会飞溅到待焊零件6的上表面之下的区域，选择反射型面31的下端平齐或高于待焊零件6的上表面，能够避免反射型面31的下端过低而影响定位销3对待焊零件6的定位。为了保证反射型面31处于焊渣可能的飞溅轨迹上，不宜将反射型面31的下端设置得过高，略高于待焊零件6的上表面即可。
在一实施例中，如图2和图3所示，反射型面31为圆弧型面，圆弧型面的圆心位于螺母5的螺孔下方。圆弧型面反射焊渣时，位于圆心之上的部分型面向斜下方反射焊渣，位于圆心之下的部分型面向斜上方反射焊渣，结构简单，易于加工，能够避免焊渣掉落至定位销3与待焊零件6之间的缝隙。
优选地，圆弧型面的圆心避开螺孔的正下方，尽量减小焊渣反射到螺母5内壁与定位销3之间的间隙处，使得焊渣能够反射至螺母5的正下方，在焊接凸点51熔化过程中焊渣随之熔化，减少需后处理的焊渣。
更优选地，如图3所示，圆弧型面的圆心在上下方向上对齐螺母5的内壁，在满足反射型面31对焊渣的反射功能的前提下，尽量缩小圆弧型面的半径，有利于焊渣倾向于聚拢的反射。
在一实施例中，未图示地，反射型面31为弯折平面，弯折平面包括下段斜面和上段斜面，下段斜面的上端较下端靠近定位销3的轴线，上段斜面的上端较下端远离定位销3的轴线。上段斜面向斜下方反射焊渣，上段斜面向斜上方反射焊渣，结构简单，易于加工，能够避免焊渣掉落至定位销3与待焊零件6之间的缝隙。
当然，反射型面31除了选择前述圆弧型面或两段式弯折平面(即包括下段斜面和上段斜面的弯折平面)以外，也可以选择其它能够将焊渣反射向螺母5的螺孔下方与待焊零件6的上表面之间的曲面或弯折面。
在一实施例中，如图2所示，下电极2包括电极下体22和可拆卸地设于电极下体22顶部的电极上体21，空腔23形成于电极下体22与电极上体21之间，电极上体21上设有过孔，定位销3的下端设有限位部；定位销3穿设于过孔，且限位部抵接于电极上体21的下表面时定位销3的上移受限。电极上体21既起到穿设并限制定位销3的上移极限位置的作用，又能够可拆卸地连接于电极下体22，方便用户维护下电极2及设置于下电极2的相关结构。
具体地，电极下体22与电极上体21之间螺纹连接，连接可靠，方便拆卸。
具体地，如图2所示，上电极1的上端及下电极2的下端设有用于通过冷却水的盲孔，方便焊接时为凸焊电极装置降温。
具体地，如图2所示，弹簧4的下端连接于电极下体22的内底部，上端连接于定位销3的下端。
以下结合附图，以定位销3的反射型面31为圆弧型面为例，对本实用新型凸焊电极装置的防飞溅工作过程进行详细说明：
用于凸焊的螺母5的底部设有焊接凸点51，凸焊时，先将待焊零件6穿设于定位销3上，再将螺母5穿设于定位销3上，螺母5在上电极1压力作用下逐渐下落，焊接凸点51与钣金熔合形成焊核，在这个过程中，凸点区域都可能产生焊渣飞溅。凸焊过程中，螺母5逐渐下落，焊渣飞溅轨迹和飞溅范围不断改变，其最极限情况就是开始凸焊和结束凸焊两个时刻，因此我们只需保证这两个时刻焊渣不能飞溅到螺纹上，即可保证整个凸焊过程焊渣不能飞溅到螺纹上。图2和图3为凸焊开始时刻焊渣飞溅示意，图4和图5为凸焊结束时刻焊渣飞溅示意
如图2和图3所示，凸焊开始时刻，焊接凸点51与待焊零件6(如钣金件)接触，nc区域开始产生焊渣，焊渣从c点，可以沿ca线和cb线夹角区域向内(即朝向螺母5的轴线方向)飞出。o点在ed线上并且到a和b的距离相等，以o点为圆心，oa和ob为半径画圆afbihg，然后取与定位销3重合的afb段作为基本尺寸，设计定位销3的反射型面31。ca和cb内的任意一焊渣飞出，假设沿着cf轨迹运动，当它碰到反射型面31afb时，反射必然通过圆心o点，落在螺纹下方，从而避免出现焊瘤。
如图4和图5所示，凸焊结束时刻焊接凸点51已经完全融化，nc位置产生焊渣，焊渣从c点只能沿着ce飞出，反射通过圆心o，也落在螺纹下方，因此有效避免出现焊瘤。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
设计图
相关信息详情
申请码:申请号:CN201920032903.6
申请日:2019-01-08
公开号:公开日:国家:CN
国家/省市:81(广州)
授权编号:CN209465818U
授权时间:20191008
主分类号:B23K 11/30
专利分类号:B23K11/30;B23K11/14;B23K11/36
范畴分类:25E;
申请人:广州汽车集团股份有限公司
第一申请人:广州汽车集团股份有限公司
申请人地址:510030 广东省广州市越秀区东风中路448-458号成悦大厦23楼
发明人:李钊文;许福军;苏明;杨建;李银波;范林
第一发明人:李钊文
当前权利人:广州汽车集团股份有限公司
代理人:黄章辉
代理机构:44325
代理机构编号:深圳众鼎专利商标代理事务所(普通合伙)
优先权:关键词:当前状态:审核中
类型名称:外观设计