[发明专利]一种用于螺柱焊的螺钉及焊接装置

说明书

本发明涉及一种用于螺柱焊的螺钉，包括螺钉本体、圆环凸台和锥形凸台，螺钉本体的端部设有圆环凸台以及一个或多个锥形凸台，圆环凸台围设于一个或多个锥形凸台。本发明还涉及一种焊接装置。该用于螺柱焊的螺钉及焊接装置的目的是解决螺柱焊焊接质量及稳定性差的问题。

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种用于螺柱焊的螺钉及其焊接装置。

背景技术

螺柱或类似的金属柱状物及其他紧固件焊接在工件上的方法称为螺柱焊，具有快速、可靠、操作简单和成本低等优点，可以焊接不锈钢、铝以及铜及高温合金等金属，目前航空发动机用隔热屏采用螺柱焊实现螺钉和散热板的连接。螺柱焊由电容放电提供焊接所需的能量，当电容放电时，螺柱和工件之间出现很短时间的电弧，电弧会熔化工件表面和螺柱顶端的少量金属，随后螺柱浸入熔池，熔化金属迅速冷却，形成焊接接头。螺柱焊的焊接时间极短，通常情况下在5ms之内，螺柱焊显著的特点是放电过程不可控和焊接时间不可调节，因此焊接过程中非常容易出现未熔化、未焊合、焊合率低、飞溅过大等缺陷。螺柱焊接中的变量有焊接电流和螺柱结构(接触端面的凸起形状和长度)。根据待焊构件的材料及厚度，焊接的电流范围基本确定，因此决定螺柱焊焊接质量的主要因素为螺柱的结构。螺柱焊时，为了实现尖端放电，目前螺柱焊时螺钉的待焊端面通常预制圆柱凸台或圆锥凸台。

目前，针对螺柱焊的螺钉结构设计是下端面预制圆柱凸台或圆锥凸台，采用圆柱形凸台时，接头的中心区域易产生未焊合，这是因为焊接过程中接触面积大，焊接电流高，熔化的金属多，产生的瞬间放电爆炸力使得熔化的金属向四周飞溅，中心区域的金属不足以填充，形成了中心区域的未焊合，同时产生大量的飞溅，当焊接的螺钉存在裙边的时候，飞溅难以去除干净，影响零件表面质量，难以满足使用要求。当采用圆锥形的螺钉时，接触方式为点接触，焊接电流小，焊接接头的四周容易产生未焊合，同时容易产生单侧飞溅。这主要是因为，圆锥形貌的螺钉，整体焊接电流小，熔化的金属少，产生的爆炸力低，因此导致四周的金属在焊接的过程中没有液态金属填充，焊接质量难以保证；同时圆锥凸台为点接触，焊接时容易产生侧向偏转，导致产生单侧飞溅，单侧未焊合，焊接强度难以满足使用要求，综上所述，采用圆台形或圆锥形凸台，螺柱焊存在焊合率低、飞溅大、单侧飞溅等问题。

因此，发明人提供了一种用于螺柱焊的螺钉及焊接装置。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种用于螺柱焊的螺钉及焊接装置，解决了螺柱焊焊接质量及稳定性差的技术问题。

(2)技术方案

本发明的实施例提供了一种用于螺柱焊的螺钉，包括螺钉本体、圆环凸台和锥形凸台，所述螺钉本体的端部设有所述圆环凸台以及一个或多个锥形凸台，所述圆环凸台围设于一个或多个所述锥形凸台。

进一步地，所述圆环凸台沿所述螺钉本体的端部周向设置。

进一步地，所述锥形凸台为圆锥凸台。

进一步地，所述螺钉本体的直径为5mm。

进一步地，所述锥形凸台的高度为0.8～1.2mm。

进一步地，所述锥形凸台的底部直径为0.8～1.2mm。

进一步地，所述圆环凸台的高度比所述锥形凸台的高度低0.1～0.3mm。

进一步地，所述圆环凸台的内径为4.4～4.6mm，外径为4.6～4.8mm。

本发明的实施例还提供了一种应用于上述螺钉的焊接装置，包括电机、连接套、定位套、焊枪、斜垫块、螺柱焊底座及定位板，所述电机的输出轴通过所述连接套与所述焊枪连接，所述连接套套设于所述焊枪且用于定位所述焊枪；