一种用于螺柱焊的螺钉及焊接装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113600982A(43)申请公布日2021.11.05(21)申请号202110830076.7(22)申请日2021.07.22(71)申请人中国航空制造技术研究院地址100024北京市朝阳区八里桥北东军庄1号(72)发明人吕彦龙柴禄滕俊飞侯金保(51)Int.Cl.B23K9/20(2006.01)B23K9/32(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种用于螺柱焊的螺钉及焊接装置(57)摘要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。CN113600982ACN113600982A权利要求书1/1页1.一种用于螺柱焊的螺钉，其特征在于，包括螺钉本体(101)、圆环凸台(102)和锥形凸台(103)，所述螺钉本体(101)的端部设有所述圆环凸台(102)以及一个或多个锥形凸台(103)，所述圆环凸台(102)围设于一个或多个所述锥形凸台(103)。2.根据权利要求1所述的用于螺柱焊的螺钉，其特征在于，所述圆环凸台(102)沿所述螺钉本体(101)的端部周向设置。3.根据权利要求1所述的用于螺柱焊的螺钉，其特征在于，所述锥形凸台(103)为圆锥凸台。4.根据权利要求1所述的用于螺柱焊的螺钉，其特征在于，所述螺钉本体(101)的直径为5mm。5.根据权利要求1所述的用于螺柱焊的螺钉，其特征在于，所述锥形凸台(103)的高度为0.8～1.2mm。6.根据权利要求1所述的用于螺柱焊的螺钉，其特征在于，所述锥形凸台(103)的底部直径为0.8～1.2mm。7.根据权利要求1所述的用于螺柱焊的螺钉，其特征在于，所述圆环凸台(102)的高度比所述锥形凸台(103)的高度低0.1～0.3mm。8.根据权利要求1所述的用于螺柱焊的螺钉，其特征在于，所述圆环凸台(102)的内径为4.4～4.6mm，外径为4.6～4.8mm。9.一种应用于权利要求1‑8中任一项所述的螺钉的焊接装置，其特征在于，包括电机(1)、连接套(2)、定位套(3)、焊枪(4)、斜垫块(5)、螺柱焊底座(6)及定位板(7)，所述电机(1)的输出轴通过所述连接套(2)与所述焊枪(4)连接，所述连接套(2)套设于所述焊枪(4)且用于定位所述焊枪(4)；所述焊枪(4)的一端设有用于安装螺钉(100)的安装部(401)，所述定位套(3)套设于所述安装部(401)且用于定位所述安装部(401)，所述安装部(401)穿设于所述定位板(7)以使所述螺钉(100)垂直接触于待焊曲面零件(200)的曲面方向；所述螺柱焊底座(6)放置于所述斜垫块(5)的斜槽内且用于放置所述待焊曲面零件(200)，所述定位板(7)放置于所述待焊曲面零件(200)上且与所述螺柱焊底座(6)相配合用于定位所述待焊曲面零件(200)。10.根据权利要求9所述的焊接装置，其特征在于，还包括联轴器(8)，所述电机(1)的输出轴通过所述联轴器(8)与所述连接套(2)连接。2CN113600982A说明书1/5页一种用于螺柱焊的螺钉及焊接装置技术领域[0001]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[0002]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。[0003]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