[發明專利]用于焊接的可重新配置夾具

有效

• 申請號: 201710282373.6
• 申請日: 2017-04-26
• 公開（公告）號: CN107344274B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: T·J·林克;L·C·列弗
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作有限責任公司
• 主分類號: B23K37/04
• 分類號: B23K37/04
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 賀紫秋

一種用于通過焊接使至少兩個部件相接合的系統包括磁性基座和柔性磁性構件，其中該磁性基座用于容納部件進行焊接，該柔性磁性構件配置成對應于限定接合這些部件的焊縫的焊接路徑。柔性磁性構件響應于磁性基座的選擇性啟動所產生的磁場而將保持力施加在這些部件上。系統可包括被定位成鄰近待焊接部件的周邊邊緣的磁性定位元件，以用于在柔性磁性構件與磁性定位元件之間產生排斥磁力，從而相對于周邊邊緣定位該柔性磁性構件，并為焊接裝置提供間隙，以接近由周邊邊緣限定的連續焊接路徑，使得該焊接裝置可沿著焊接路徑形成連續焊縫。本發明提供了一種使用該系統的焊接方法。

技術領域

本發明大體上涉及一種焊接夾具以及使用焊接夾具焊接至少兩個部件以形成焊接組件的方法。

背景技術

激光焊接和金屬惰性氣體(MIG)焊接用于制造通過將金屬薄板焊接在一起而形成的組件。這樣的一個實例是汽車和電子應用中所用的冷卻片和散熱器的形成，其由沿金屬薄板的周邊焊接在一起的金屬薄板形成。在冷卻片和/或散熱器中由金屬薄板限定的冷卻劑通道可通過在冷卻片和/或散熱器的中心部分進行的焊接來形成和/或密封。焊接質量對于冷卻片、散熱器和/或在其中形成的冷卻劑通道的密封至關重要。

通常，將金屬薄板一起定位在焊接夾具上，并在用焊接設備將金屬薄板焊接在一起期間，使用機械夾鉗將其保持在焊接夾具上，焊接設備比如高能激光器以及電子束/等離子電弧焊接機、MIG焊接機或其他類似的設備。沿金屬薄板全部周邊將其焊接在一起需要多個步驟，包括：沿將金屬薄板保持在一起的各種夾鉗之間的周邊部分以及圍繞各種夾鉗的周邊的部分進行焊接；重新定位夾鉗；接著在由于夾鉗的初始定位而未能進入的周邊的剩余部分中焊接。同樣，必須形成多個焊接段且與其他焊接段連接以圍繞金屬薄板整個周邊形成一個焊接和/或密封，且對于每個焊接段以及在重新定位夾鉗后，必須啟動和停止焊接設備。焊接設備的啟動和/或停止、和/或焊接段的重疊會導致焊接中產生缺陷，這會影響焊接質量和/或通過焊接形成的密封的整體性。此外，在焊接過程中夾緊、松開及重新夾緊金屬薄板會引起金屬薄板變形，以及相對于彼此發生金屬薄板位置偏移，從而導致由于熱變形導致的翹曲和/或導致焊接組件的尺寸變化。

發明內容

一種用于通過焊接使至少兩個部件相接合的系統包括磁性基座和柔性磁性構件，其中該磁性基座用于容納部件進行焊接，該柔性磁性構件配置成對應于限定接合這些部件的焊接的焊接路徑。柔性磁性構件響應于磁性基座的選擇性啟動所產生的磁場而將保持力施加在這些部件上。該系統可包括定位成鄰近待焊接部件的周邊邊緣的磁性定位元件，以用于在柔性磁性構件與磁性定位元件之間產生排斥磁力，從而相對于周邊邊緣定位該柔性磁性構件，并為焊接裝置提供接近由周邊邊緣限定的連續焊接路徑的間隙，使得該焊接裝置可沿著焊接路徑形成連續焊接而不必在焊接過程期間，中斷焊接的形成而去移除和重新定位將部件保持在相對于彼此的位置上的夾具。柔性磁性構件提供的保持力很均勻，使得由于保持力造成的部件變形、波紋等可忽略或被消除，且沿待焊接的焊接路徑在部件之間的間隙可最小化或被消除。由于焊接路徑與沿焊接路徑的間隙間隔未被夾具中斷，因此焊接設備能夠進入焊接路徑并沿焊接路徑形成連續且均勻的焊接，從而增強焊接的一致性和質量。由于在焊接期間加熱和冷卻部件過程中，柔性構件施加的保持力一致且連續地沿焊接路徑分布，因此最小化變形。通過沿焊接路徑形成單一連續的焊接減少了焊接周期和成本，且由于不必移除和/或重新定位夾具從而為焊接設備提供間隙以進入整個焊接路徑。在示例性實例中，使用焊接系統沿冷卻片的周邊邊緣形成連續的焊接，該冷卻片包括兩個或兩個以上的冷卻板，這些冷卻板根據本文提供的方法焊接在一起以形成冷卻片。在示例性實例中，冷卻板可以由厚度為或大約為0.2mm的鋁薄板或者厚度為或大約為0.1mm的不銹鋼薄板制成。