电极结构以及点焊装置的制作方法

1.本发明涉及焊接设备技术领域，具体涉及一种电极结构以及点焊装置。


背景技术：

2.汽车车身制造中，很多零部件采用搭接后点焊的方式连接。点焊是指工件搭接组合后通过焊钳电极施加压力，然后通电，电流流过接头的接触面以及临近区域产生局部电阻热，使局部熔化，在电极压力作用下形成熔核，冷却后形成焊点的工艺方法。
3.点焊装置通常安装有相对设置的两个电极臂，各电极臂上装有电极握杆，电极握杆远离电极臂的一端通过锥孔锥柄等配合结构安装有电极头，两个电极头相对设置，在焊接时，两个电极头夹持在焊接钣金的两侧，与钣金接触并加压进行点焊。由于需要足够的压力以及冷却效果，电极头和电极握杆的总厚度不能太小，例如，为满足加压力2500n的焊接要求，电极握杆的厚度至少需要10mm，为满足电极头安装和设置冷媒循环通道的需求，电极头的长度也不宜过小，因此，现有的点焊装置的电极头和电极握杆的总厚度通常在23mm以上，这就导致，对于一些窄空间的焊接，现有点焊装置无法进枪点焊。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提出一种电极结构以及点焊装置，旨在减小点焊装置的电极头和电极握杆的总厚度尺寸。
5.为实现上述目的，本发明提出的一种电极结构，用于点焊装置，所述电极结构包括：
6.握杆部，具有在第一方向上的安装侧，所述握杆部的一端用于安装至点焊装置的电极臂；以及，
7.电极头，凸设于所述握杆部的安装侧，且位于所述握杆部的另一端，所述电极头与所述握杆部一体成型设置，且所述电极头的长度值和所述握杆部在所述第一方向上的厚度值之和为d，12mm＜d＜20mm。
8.可选地，d＝15mm。
9.可选地，所述握杆部内形成有冷却通道，所述冷却通道与所述电极头的中心轴线相接触。
10.可选地，设定所述冷却通道所在的平面为基准面，所述第一方向与所述基准面相垂直。
11.可选地，设定所述握杆部的所述一端到所述另一端的方向为所述握杆部的长度方向，所述冷却通道包括两条沿所述握杆部的长度方向延伸且并行的纵通道、以及连通于两条所述纵通道之间的横通道，所述横通道与所述电极头的中心轴线相接触。
12.可选地，所述电极头内形成有沿所述第一方向延伸的第一冷媒流道，所述握杆部内形成有第二冷媒流道，所述第二冷媒流道的一端与所述冷却通道连通，另一端与所述第一冷媒流道连通。
13.可选地，各所述纵通道的一端贯穿所述握杆部的侧壁形成工艺孔，所述工艺孔内安装有密封塞；和/或，
14.所述横通道的一端贯穿所述握杆部的侧壁形成工艺孔，所述工艺孔内安装有密封塞。
15.可选地，所述握杆部上设有安装孔，所述安装孔贯穿所述握杆部在所述第一方向上的两相对侧设置；和/或，
16.所述握杆部呈板状，所述握杆部的厚度方向为所述第一方向。
17.此外，本发明还提出一种点焊装置，所述点焊装置包括两个电极单元，各所述电极单元包括电极臂和安装在所述电极臂的一端上的电极结构，两个所述电极单元的电极结构在第一方向上呈相对设置，且至少一个所述电极结构设置为如上文所述的电极结构。
18.可选地，还包括连接块，所述连接块的一端与电极臂连接，且所述连接块在所述第一方向上的一侧上开设有连接孔，所述电极结构通过穿过所述连接孔的紧固件固定安装在所述连接块上。
19.本发明的技术方案中，将握杆部和电极头一体铸造成型，这样一来，一方面无需额外安装电极头，减少了安装步骤，另一方面，节省了安装电极头所需要的锥孔锥柄配合结构、以及电极头和握杆部之间所需要的防冷媒泄漏的密封结构，从而使得电极头的长度值和握杆部的厚度值之和d得以减小；同时，握杆部和电极头整体式设计相较于分体设计，具有更高的强度，有助于在保证足够强度的基础上进一步缩减d值，使得本电极结构能够适用于更窄的焊接空间。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
21.图1为本发明提供的点焊装置的一实施例的部分结构的示意图；
22.图2为图1中a处细节放大图；
23.图3为图1中第一电极结构的立体结构示意图；
24.图4为图3中第一电极结构的侧视图；
25.图5为图3中第一电极结构的仰视图；
26.图6为图4中b-b剖视图。
27.附图标号说明：
[0028][0029][0030]
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0033]
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0034]
本发明提供一种点焊装置1000，参阅图1和图2，所述点焊装置1000包括两个电极单元，各电极单元包括电极臂和电极结构，各电极结构包括电极头和握杆部，各电极结构通过握杆部固定安装在相应的电极臂上。为便于区别，本文中，将其中一个电极单元的电极臂和电极结构分别定义为第一电极臂200和第一电极结构100，第一电极结构100的握杆部和电极头分别定义为第一握杆部10和第一电极头20；将另一个电极单元的电极臂和电极结构分别定义为第二电极臂200a和第二电极结构100a，第二电极结构100a的握杆部和电极头分别定义为第二握杆部10a和第二电极头20a；第一电极头20和第二电极头20a呈相对设置。为便于理解方位，本文中，定义第一电极头20和第二电极头20a是在第一方向上呈相对设置的，如此，在点焊时，将第一电极头20和第二电极头20a抵接在工件在第一方向上的两相对侧，加压通电即可。本发明方案中，第一电极结构100和第二电极结构100a中，至少一个电极结构具有如下结构设计：所述电极结构包括握持部和电极头，握杆部具有在第一方向上的
安装侧，所述握杆部的一端用于安装至点焊装置1000的电极臂；电极头凸设于所述握杆部的安装侧，且位于所述握杆部的另一端，所述电极头与所述握杆部一体成型设置，且所述电极头的长度值和所述握杆部在所述第一方向上的厚度值之和为d，12mm＜d＜20mm。具体地，可以仅是第一电极结构100进行如上改进，也可以仅是第二电极结构100a进行如上改进，还可以是第一电极结构100和第二电极结构100a均进行如上改进，对此本发明不做限定，具体可以根据焊接需要进行调整。为便于描述，本文以仅针对第一电极结构100进行改造的方案为例，对其结构进行详述。
[0035]
在上述技术方案中，点焊装置1000的至少一个电极结构经过改进后，该电极结构在第一方向上的尺寸得以减小，从而能够适用于较窄的焊接空间，扩大了点焊装置1000的适用范围。
[0036]
进一步地，所述点焊装置1000还包括连接块300，连接块300的一端与电极臂连接，且所述连接块300在所述第一方向上的一侧上开设有连接孔，所述电极结构通过穿过所述连接孔的紧固件固定安装在所述连接块300上。如图2所示，电极臂通常沿与第一方向相垂直的方向延伸，如此，在将电极结构安装至电极臂时，其安装方向通常是沿与第一方向相垂直的方向。本发明通过采用连接块300过渡，并在连接块300在第一方向上的一侧上设置连接孔，如此，在利用紧固件将第一电极结构100安装在连接块300上时，紧固件的安装方向与第一电极头20的受力方向一致，均为第一方向，从而能够防止点焊加压力导致的电极结构变形或紧固件变形，提升点焊装置1000的寿命。
[0037]
图3至图6为本发明提出的点焊装置1000的一实施例中涉及到的第一电极结构100的具体结构示意图。
[0038]
参阅图3-图5，所述第一电极结构100包括第一握持部和第一电极头20，所述第一握持部具有在第一方向上相对设置的两侧，两相对侧中，朝向所述第二握持部的一侧定义为安装侧，同时，所述第一握杆部10具有在其长度方向上呈相对设置的第一端和第二端，其中，第一端用于安装至点焊装置1000的第一电极臂200；第一电极头20凸设于所述第一握杆部10的安装侧，且沿第一方向延伸，且第一电极头20位于所述第一握杆部10的第二端，所述第一电极头20与所述第一握杆部10一体成型设置，且所述第一电极头20的长度值和所述第一握杆部10在所述第一方向上的厚度值之和为d，12mm＜d＜20mm。
[0039]
在传统电极结构中，如图2所示，具有传统结构设计的第二电极头20a通过锥孔锥柄配合结构或其他连接结构安装在第二握持部上，且为了实现对电极的冷却，需要在电极头内开设冷媒循环通道，而为了便于引入冷媒，该冷媒循环通道同时需要部分成型于第二握持部内，因此，为了避免在第二电极头20a和第二握杆部10a的连接处发生冷媒泄漏，通常会在此处安装密封圈等密封结构，锥孔锥柄配合结构和密封结构的设置使得电极头的长度尺寸需求难以避免地较大。此外，在进行点焊时，要求加压力至少达到2500n，这一加压力要求致使握杆部的厚度(沿第一方向的尺寸值)至少要到达10mm。鉴于此，本发明的技术方案中，将第一握杆部10和第一电极头20一体铸造成型，这样一来，一方面无需额外安装第一电极头20，减少了安装步骤，另一方面，由于节省了安装第一电极头20所需要的锥孔锥柄配合结构、以及第一电极头20和第一握杆部10之间所需要的防冷媒泄漏的密封结构，从而使得在保证足够加压力的情况下，第一电极头20的长度值和第一握杆部10的厚度值之和d得以减小；同时，握杆部和电极头整体式设计相较于分体设计，具有更高的强度，有助于在保证
足够强度的基础上进一步缩减d值，使得本电极结构能够适用于更窄的焊接空间。
[0040]
而由于要满足足够大的加压力需求，d值不宜过小，本实施例中，12mm＜d＜20mm，如此，既能满足点焊加压力要求，又能尽可能地减小d值，以适应更多窄小空间。
[0041]
进一步地，在一些实施例中，d＝15mm。当d＝15mm时，该第一电极结构100不仅可以用于18mm尺寸极窄空间(例如车身设计中，车门玻璃导轨和窗框的点焊处，导轨内宽尺寸18mm，可供点焊的空间极窄)，而且能够满足加压力3000n(适应更多板组料厚)，点焊变形更小，可连续点焊2000点再修模，且该第一电极结构100可修模至少5次，使用寿命长，用于自动化作业时，能够减少更换电极头的时间，避免生产线停线，有助于提高生产效率。
[0042]
基于上述实施例，进一步提出技术方案，本方案中，所述第一握杆部10内形成有冷却通道11，所述冷却通道11与所述第一电极头20的中心轴线相接触，冷却通道11用于供冷却水流动，冷却通道11经过第一电极头20的中心轴线，能够对第一电极头20进行冷却，避免温度过高或夹渣，提升焊接质量和第一电极头20的使用寿命。此外，冷却通道11具有冷媒入口16和冷媒出口15，冷媒自冷媒入口16进入，流经冷却通道11，实现对第一电极头20冷却后，自冷媒出口15排出，可以理解的是，冷媒入口16和冷媒出口15可以设置在冷却通道11上的任意两处，优选为冷却通道11的两端，只需确保冷媒能够顺利在冷却通道11内流动且经过第一电极头20的中心轴线与冷却通道11的相交处即可。
[0043]
进一步地，设定所述冷却通道11所在的平面为基准面，所述第一方向与所述基准面相垂直，也就是说，冷却通道11是沿着与第一方向垂直的平面开设的，这样设计，能够使得冷却通道11在第一方向上占用的空间更小，从而减小d值。
[0044]
所述冷却通道11的具体形状不做限制，其整体形状可以是沿着握杆部的长度方向弯折延伸的蛇形，也可以是直线，还可以是环形，对此，本发明不做限制。具体地，在一些实施例中，如图6所示，所述冷却通道11包括两条沿所述第一握杆部10的长度方向延伸且并行的纵通道111、以及连通于两条所述纵通道111之间的横通道112，所述横通道112与所述第一电极头20的中心轴线相接触，其中一条纵通道111远离横通道112的一端连通冷媒入口16，另一条纵通道111远离横通道112的一端连通冷媒出口15，从而实现冷媒循环，如此设计，结构简单，且冷却通道11占据空间小，对第一握杆部10的强度影响较小。
[0045]
进一步地，在一些实施例中，所述第一电极头20内形成有沿所述第一方向延伸的第一冷媒流道，所述第一握杆部10内形成有第二冷媒流道12，所述第二冷媒流道12的一端与所述冷却通道11连通，另一端与所述第一冷媒流道连通，冷却通道11中的冷媒通过第二冷媒流道12流入第一冷媒流道内，由于第一冷媒流道成型于第一电极头20内，因此，进入其中的冷媒能够更好地对第一电极头20进行降温，冷却效果更好、更及时，而且由于第一电极头20和第一握杆部10一体设计，第一冷媒流道和第二冷媒流道12的连接处不会出现冷媒泄漏问题。更进一步地，第二冷媒流道12的端部优选为与冷却通道11和第一电极头20的中心轴线的相交处连通。
[0046]
此外，基于上述所述冷却通道11包括两条沿所述第一握杆部10的长度方向延伸且并行的纵通道111、以及连通于两条所述纵通道111之间的横通道112的结构设计，本发明进一步对其结构进行改进。具体地，在一些实施例中，各所述纵通道111的一端贯穿所述第一握杆部10的侧壁形成工艺孔，所述工艺孔内安装有密封塞13，这样在制造纵通道111时，只需从工艺孔处进行钻孔以形成通道，然后利用密封塞13将工艺孔密封即可形成纵通道111，
加工方便且便于后续对纵通道111进行维护；在另一些实施例中，所述横通道112的一端贯穿所述第一握杆部10的侧壁形成工艺孔，所述工艺孔内安装有密封塞13，这样在制造横通道112时，只需从工艺孔处进行钻孔以形成通道，然后利用密封塞13将工艺孔密封即可形成横通道112，加工方便且便于后续对横通道112进行维护。可以理解的是，横通道112和纵通道111也可以同时设置工艺孔，对此本发明不做限制。
[0047]
此外，如图3、图5和图6所示，所述第一握杆部10上设有安装孔14，所述安装孔14贯穿所述第一握杆部10在所述第一方向上的两相对侧设置，如此，在安装第一电极结构100时，将安装孔14和连接块300上的连接孔相对应，然后利用螺栓依次穿过安装孔14和连接孔即可实现对第一电极结构100的固定安装，由于安装孔14的开孔方向为第一方向，因此在安装螺栓时，螺栓的安装方向也为第一方向，即安装方向与加压力方向一致，从而能够起到防止点焊加压力导致的电极结构变形或紧固件变形的作用。安装孔14可以设置一个，也可以设置多个，设置多个时，多个安装孔14可以设置为沿第一握杆部10的长度方向依次设置，如此能够更好地利用第一握杆部10的可开孔区域，设置更多的安装孔14，或者更好地调整相邻安装孔14的间距。
[0048]
此外，所述第一握杆部10呈板状，所述第一握杆部10的厚度方向为所述第一方向，相较于其他形状的结构，板状设计更利于减小d值。
[0049]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。