用于将螺柱焊接至工件的套环制造技术

本发明专利技术提供了一种使用套环将螺柱焊接至工件的方法，由此，在螺柱焊接过程期间，螺柱在所述套环的孔口内适当地居中，并且其中，螺柱焊接过程期间形成的熔化的焊接材料被限制在套环的所述孔口内，并且，焊接期间形成的气体通过所述孔口的上部从套环中排出。本发明专利技术还提供了一种具有本体的套环，该本体具有至少一个肋，所述至少一个肋紧邻上表面从所述本体的内壁向内延伸并限定至少一个凹槽。在焊接操作期间，所述至少一个肋被构造成使螺柱在所述套环内居中，并且所述至少一个凹槽被构造成允许在焊接操作期间形成的气体从所述套环中排出。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术主要涉及在焊接操作中使用的套环。更具体地，本专利技术涉及一种在螺柱焊接操作中使用的套环，其中，该套环具有颈部，该颈部被构造成使待焊接的螺柱居中并允许在焊接操作期间加热的气体排出，这能够保存能量并节省热量。
技术介绍
长期以来，已经在焊接操作中使用套环。例如，1941年12月30日授予Nelson了专利技术名称为“WeldingOrganization(焊接组织)”的美国专利No.2,268,416。'416专利公开了一种在焊接操作中使用的早前已知的套环。'416专利中的套环(18)将螺柱(11)紧贴地收容在套环(18)的颈部中。螺柱(11)在套环(18)中的紧贴配合确保了螺柱(11)将在套环(18)内保持居中，由此确保螺柱(11)与工件的最终焊接将被适当地定位(例如，不相对于工件设置成非期望的角度)。螺柱(11)的末端位于套环(18)的埋头孔(19)内。套环(18)具有平面工作面(例如，套环的与工件接触的表面，螺柱将被焊接到该工件)。埋头孔(19)的围绕螺柱(11)末端的部分在螺柱(11)被焊接在轴向水平位置时防止相当大量的熔化材料从弧隙(arcgap)掉落。而且，当螺柱(11)的熔化端被推入到工件的弧坑(arccrater)中时，与工件的表面接触的套环(18)形成将熔化材料的径向飞溅限制在埋头孔(19)的直径范围内的封闭体(enclosure)。因而，大部分金属都被限制为与螺柱(11)的接头紧密相邻，结果，获得了最大强度的焊接点。1947年2月18日授予Nelson了专利技术名称为“VentedMoldingFerruleForElectricStudWelding(用于电螺柱焊接的排气成型套环)”美国专利No.2,416,204。'204专利提供了对'416专利中教导的套环的改进。'204专利中的套环(4)也将螺柱(2)紧密地收容在套环(4)的颈部中。螺柱(2)的末端也设置在套环(4)的埋头孔(7)内。套环(4)被设置为用于将流动的、熔化金属和热气体限制于紧紧围绕螺柱末端的空间内的装置，但是该专利认识到对热气体的限制不能太靠近焊接点附近，并且该限制不能太完全。'204专利的改进之处在于提供了套环(4)的平面工作面，其具有径向地横跨工作面延伸并绕其均匀地间隔开的通道或凹部(18)。通道或凹部(18)的功能是允许在焊接时形成的热气体穿过排气通道(18)逸出，而非从一侧或另一侧以偶然的方式吹出和飞溅热金属('416专利的套环(18)可能发生这种情况)，结果，干扰了良好焊接点所需的金属的均匀和完全融化。由通过释放和平衡焊接点周围的腔室内的压力的排气孔效果促进了接头的强度。1950年1月3日授予Evan了专利技术名称为“FerruleForWelding(用于焊接的套环)”的美国专利No.2,493,283。'283专利教导了一种在工作面(10)上不具有通气孔、而是允许通过贯穿陶瓷套环的壁(12)设置的孔或通道来排出加热气体的套环。'283专利教导了：在希望提供排气时，优选该排气不发生在套环的边缘处，因为这种结构在期望均匀填角(fillet)时将导致不规则的填角。然而，'283专利的套环仍提供了一种不具有靠近焊点的连续壁的套环，此外，'283专利的套环将极难制造(因此，制造起来成本也很高)。压制粉状粘土的加工工具将需要具有销以产生排气通道，压模将需要具有多个部分，所述销将需要在压制操作期间延伸和缩回，并且粘土成形模具将需要分为上部和下部。用于产生贯穿套环壁的排气孔的销将进一步干扰粘土的压实。1954年12月6日授予Maras了专利技术名称为“Ferrule(套环)”的美国专利No.2,788,435。'435专利示出一种套环(13)，其具有用于焊接矩形螺柱(14)的齿(21)。该齿(21)提供对存在焊弧期间形成的气体的充分排气。1961年10月10日授予Dash了专利技术名称为“WeldingStudAndFerruleConstructionForElectricalArcWelding(用于电弧焊接的焊接螺柱和套环构造)”的美国专利No.3,004,139。'139专利与'283专利一致，并且教导了在套环的工作面中具有通道或凹部的缺点。更具体地，'139专利指出：尽管这些通道或凹部确实允许排出气体，但它们也允许过量的焊接金属非期望地流出。过量的焊接金属的流出通常是熔化金属飞溅物的形式，它不仅会危害人员，而且也浪费了焊接金属。过量的金属可能导致套环从工件升高，这允许熔化的金属从套环下方逸出，并因而使套环(套环是为了限制该焊接金属)的目的落空。这种过量焊接金属的逸出导致令人不满意的焊接点。例如，图1和2示出了由于在套环的工作面中设置排气孔而导致的令人不满意的焊接点，其中，图1示出了导致形成现有技术中被称为焊接莓(weldberries)50的焊接操作，并且图2示出了导致形成现有技术中被称为蜘蛛腿(spiderlegs)55的焊接操作(这两种产物都需要被清除)。与'283专利一样，'139专利的解决方案是从套环(30)的工作面(31)移除排气孔，作为代替，在颈部处具有套环(30)的孔口(即，设有基本比螺柱(11)的直径大的直径的开口(33))。因而，套环(33)的开口(30)允许气体从其中逸出，而所有的焊接金属实际上都被限制于套环(30)的腔室内。然而，'139专利的套环(30)牺牲了确保螺柱(11)相对于套环(30)和其中容纳的熔化焊接金属的熔池适当地居中的能力。1962年2月13日授予VanDenBlink等人了专利技术名称为“Stud-WeldingFerrule(螺柱焊接套环)”的美国专利No.3,021,418。'418专利提供了使用用于螺柱焊接的陶瓷套环(6)而非表面上的排气孔。套环(6)与螺柱(3)结合使用，其中，以围绕在环状套环本体中相当紧密地配合的表面形成毛边(5)的方式铣出纵向凹槽(4)。由套管(6)的孔口的内径和螺柱(3)的外径之间的毛边(5)产生的凹槽和空间将提供用于对焊接期间的热空气排气的通道。然而，'418专利描述了套环(6)和螺柱(3)之间由于一个或另一个上的角度引起的过盈配合，而非允许螺柱焊接过程所需的螺柱(3)在套环(6)内的前后运动。1965年5月4日授予Dash了专利技术名称为“WeldingStudAndFerruleConstructionForArcWelding(用于电弧焊接的焊接螺柱和套环构造)”的美本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种套环，包括：本体，所述本体具有上表面和下表面以及从所述上表面贯穿延伸至所述下表面的孔口，所述孔口限定所述本体的内壁，所述下表面被构造成与工件的表面齐平地抵接配合，螺柱将焊接到工件的所述表面；和至少一个肋，所述至少一个肋紧邻所述上表面从所述本体的所述内壁向内延伸，所述至少一个肋限定至少一个凹槽，其中，在焊接操作期间，所述至少一个肋被构造成使所述螺柱在所述套环内居中，并且其中，所述至少一个凹槽被构造成允许在焊接操作期间形成的气体从所述套环中排出。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.26 US 61/870,0021.一种套环，包括：
本体，所述本体具有上表面和下表面以及从所述上表面贯穿延伸
至所述下表面的孔口，所述孔口限定所述本体的内壁，所述下表面被
构造成与工件的表面齐平地抵接配合，螺柱将焊接到工件的所述表面；
和
至少一个肋，所述至少一个肋紧邻所述上表面从所述本体的所述
内壁向内延伸，所述至少一个肋限定至少一个凹槽，其中，在焊接操
作期间，所述至少一个肋被构造成使所述螺柱在所述套环内居中，并
且其中，所述至少一个凹槽被构造成允许在焊接操作期间形成的气体
从所述套环中排出。
2.根据权利要求1所述的套环，其中，所述孔口具有圆形横截面。
3.根据权利要求2所述的套环，其中，四个肋紧邻所述上表面从
所述本体的所述内壁向内延伸，所述四个肋限定四个凹槽。
4.根据权利要求1所述的套环，其中，所述孔口具有矩形横截面。
5.根据权利要求4所述的套环，其中，所述孔口具有正方形横截
面。
6.根据权利要求4所述的套环，其中，六个肋紧邻所述上表面从
所述本体的所述内壁向内延伸，所述六个肋限定六个凹槽。
7.根据权利要求1所述的套环，其中，所述至少一个肋从所述上
表面朝着所述下表面向下延伸。
8.根据权利要求1所述的套环，其中，所述孔口为阶状孔口，所

\t述阶状孔口在紧邻所述下表面处具有比紧邻所述上表面处的直径大的
直径。
9.根据权利要求1所述的套环，其中，所述本体具有上颈部和下
基部，所述至少一个肋和所述至少一个凹槽被设置在所述上颈部中。
10.根据权利要求1所述的套环，其中，多个肋紧邻所述上表面
从所述本体的所述内壁向内延伸，所述多个肋限定同样数目的凹槽。
11.根据权利要求10所述的套环，其中，每个肋都与相邻的肋等
距地间隔开。
12.根据权利要求10所述的套环，其中，每个肋都具有下端，其
中所述下端被设置在相对于所述下表面倾斜的平面内。
13.根据权利要求12所述的套环，其中，具有最靠近所述下表面
设置的下端的所述肋围绕所述孔口的至少一半周界延伸。
14.根据权利要求1所述的套环，其中，所述下表面是凸出的。
15.根据权利要求1所述的套环，其中，所述下表面是凹进的。
16.根据权利要求1所述的套环，其中，所述下表面是凹角的。
17.根据权利要求1所述的套环，其中，所述下表面是凸角的。
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【专利技术属性】
技术研发人员：克拉克·B·钱普尼，
申请(专利权)人：尼尔森焊钉焊接有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US