用于壓縮機連接管的同步成型和焊接的設備和方法
【專利摘要】本發明涉及主要用于壓縮機中的連接管(或銷)的成型和焊接設備和方法。更為具體地，在此所展示的方法涉及在正確的位置成型和焊接銅管(該銅管用作連接器，用于吸入、處理和排出)至封閉式壓縮機的金屬殼體，以實現使該設備更可行、更高效并且更經濟的目標。
【專利說明】用于壓縮機連接管的同步成型和焊接的設備和方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種用于同步進行成型和焊接主要用于壓縮機的管連接件(也被稱作定位銷)的設備和方法。更具體地，在此所述的方法有關于同步成型和焊接銅管(該銅管用作連接器，用于吸入、處理和排出)至用于制冷的封閉式壓縮機金屬殼體，以減少生產過程的步驟，使其更有效率并更經濟。
【背景技術】
[0002]如同本領域內所知的那樣，通常，封閉式壓縮機是廣泛應用在制冷系統中的設備，該部件負責使制冷流體循環通過冷卻系統的管道。吸入和排出連接管具有引導制冷氣體通過壓縮機殼體、將其內部連接至該制冷系統的管道的功能。處理連接管在壓縮機安裝在制冷系統內過程中用作油和/或制冷流體注入的通道。需要明確的是，這樣的連接管一般由銅制成，因為易于通過硬焊與系統的管道連接。
[0003]然而，會發生如下所述的情況，即所述設備的正確操作還取決于這些連接管和壓縮機金屬殼體之間的完美的密封條件，所述連接管由銅制成并且所述壓縮機殼體一般由鋼制成，這使焊接工藝變得極為復雜。
[0004]最廣為熟知的組裝形式，例如在文獻JP2010038087中所公開的，使用設置在壓縮機殼體的孔和連接管之間的硬焊接附加材料。盡管此文件提及使用不需要提前構造的連接管，但這樣的方法有著需要用附加材料來焊接的缺點。
[0005]在文件CN101780602中公開了一種可選的技術(見附圖2和3)，其使用設置的上電極200和下電極201，以包圍連接管110的整個外表面，這些電極使30，000至50，000安培的電流的通路持續約30至80毫秒，以加熱銅，并通過施加壓縮力使之易彎曲，從而將連接管110的銅凸緣焊接在與之接觸的殼體2的表面上。然而，會發生這樣的情況，這樣的工藝需要在銅定位銷的主體上存在凸緣(111)，也就是說，在該工藝中需要進一步的步驟，使其相比本文所提出的技術方案更復雜、也更昂貴。
[0006]在文獻P10603392-0中公開了另一個在封閉式壓縮機中安裝連接管的實施例，其中預先構造連接管110并且還需要設置凸緣111，該凸緣構成部件的連接裝置，通過電極200/201施加電流的方法被直接焊接至壓縮機C的殼體2上。此方法的缺點在于它需要在焊接操作之前提前構造凸緣111，對生產過程來說需要更復雜的操作，并且它比在此提供的解決方案更貴。
[0007]需要注意的是，本領域的現有技術所公開的所有方法都需要將連接管110的端頭引入到壓縮機C的吸入孔和排出孔內部。因此，需要注意的是，本領域所公開的現有技術缺少一種焊接方法，該焊接方法除了能更有效、簡單和經濟之外，也允許在“頂部”類型的部件之間進行焊接，由此消除提前成型銅管以制造用于焊接的凸緣的需要，也消除了使用附加材料進行硬焊的需要。現有技術也缺少使得連接管與壓縮機殼體的成型和焊接可以在一步完成并且因此顯著提高速度并且更經濟的方法。
【發明內容】
[0008]因此，本發明的一個目的是提供一種同時進行凸緣的成型和連接管焊接的方法，所述連接管是缺少凸緣的銅管，并且因此不需要在連接(焊接)至壓縮機殼體之前提前成型。
[0009]本發明的另一個目的是提供一種在銅連接管和通常是鋼制的壓縮機殼體之間進行頂部焊接的方法。
[0010]本發明的另一個目的在于提供一種同時進行凸緣成型和連接管焊接的方法，其中，優選使用伺服馬達作為產生力并且使連接管移位以抵靠該壓縮機殼體設置的部件。
[0011]本發明的另一個目的是提供一種使用制動器向連接管施加壓縮力的方法。
[0012]本發明的另一個目的是提供一種通過施加包括在200_500kgf范圍內的力(而不是已知技術中用來焊接所采用的約IlOOkgf的力)而在連接管和壓縮機殼體之間進行焊接的方法。
[0013]此外，本發明的一個目的是描述一種使用定位銷的焊接方法，該定位銷不僅用來對齊連接管和殼體孔，還防止在同步成型和焊接步驟中氣體的通道孔和連接管的收縮，也防止由于焊接的力引起的殼體變形，因為該方法使用比連接管的直徑大的下電極進行。
[0014]上述目的通過壓縮機連接管的同步成型和焊接設備而得以實現，所述連接管具有與壓縮機殼體內的氣體通道孔接合的基本上圓筒形的主體，其構成吸入和排放通道。
[0015]在本發明的一個主要實施例中，上述設備包括:
[0016]-與變流器的極中的一個極以及變壓器相配合的上電極保持器；
[0017]-與該上電極保持器以及連接管的上部區域相配合的上電極；
[0018]-與該上電極保持器和連接管的上端相配合的焊接力施加制動器；
[0019]-與變流器的另一極和變壓器相配合的下電極保持器；
[0020]-與下電極保持器的內表面相配合的電絕緣裝置；
[0021]-與下電極保持器和該壓縮機殼體相配合的下電極，下電極的內徑等于或大于上電極的外徑，以及
[0022]-與電絕緣裝置的內部區域相聯接，并與壓縮機殼體的氣體通道孔以及連接管相配合的中心定位銷。
[0023]此外，根據本發明的一個優選實施例，下電極保持器、電絕緣裝置、下電極和中心定位銷組成了成型和焊接設備的下部部件。
[0024]除上電極保持器外，上電極和焊接力施加制動器組成成型和焊接設備的上部部件。
[0025]簡而言之，根據本發明的優選實施例的所構造的設備包括允許在連接管和壓縮機殼體之間的頂部焊接的構件。
[0026]優選地，連接管的內徑等于壓縮機殼體的氣體通道孔的直徑。
[0027]同樣在一個優選的實施例中，該設備的焊接力施加制動器的作用強度在200kgf至500kgf的范圍內，更具體地在330kgf至400kgf的范圍內。
[0028]優選地，上部設備允許施加電流脈沖而不發生同時移位。
[0029]本發明的目的還可以通過用于壓縮機的連接管的成型和焊接方法而實現，該方法包括使用用于壓縮機的連接管的成型和焊接設備以進行下面的步驟:[0030]-通過在連接管周圍聯接上電極來定位該成型和焊接設備的上部部件，直到位于上電極保持器內的力施加制動器到達連接管的頂部邊緣；
[0031]-使用穿過該壓縮機殼體的氣體通道孔的中心定位銷的端部作為定位參數驅動移位機構，優選是伺服馬達，以使連接管接近壓縮機殼體的表面；
[0032]-啟動壓縮和焊接力，并且在一段穩定時間內維持該壓縮和焊接力；
[0033]-施加強度在30至50kA之間的電流的第一個脈沖，不允許上部設備的移位；
[0034]-中止該電流的施加，并隨著焊接力的隨后增加而允許上部設備移位，以形成凸緣；
[0035]-施加電流的第二個脈沖，在部件的焊接時間內持續有效；
[0036]-中止該電流的施加，同時保持力的施加，以提供更好的焊接條件；
[0037]-移動該上電極至休息位置。
[0038]需要指出的是，此成型和焊接方法簡言之包括同步并在正確的位置(in loco)成型和焊接凸緣以將連接管焊接至壓縮機殼體的手段。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0039]在下文中將結合附圖對本發明進行描述。附圖示出:
[0040]圖1是帶有用于與通用制冷系統的管道連接的連接管的壓縮機的正視圖；
[0041]圖2是在現有技術中使用的連接管的縱截面圖；
[0042]圖3是在現有技術中使用以實現在銅連接管和壓縮機之間的焊接的部件的示意截面圖；
[0043]圖4是可用于通過本發明中的方法使連接管成型的銅管的縱截面圖；
[0044]圖5是在本發明的成型和焊接連接管方法中使用的部件的截面圖；
[0045]圖6是在現有技術中使用的焊接方法的變量圖；
[0046]圖7是本發明的成型和焊接方法的變量圖。
【具體實施方式】
[0047]以下將結合附圖詳細描述本發明，附圖中將標有附圖標記以幫助理解。
[0048]本發明所提供的同步成型和焊接方法旨在將銅連接管I適當固定至封閉式壓縮機的殼體2，所述連接管I (圖4)由基本上圓筒形主體形成并且具有均勻的且直線的外表面11，該連接管不同于現有技術中的連接管110 (圖2)(其必須預先成型以采用凸緣111用作裝配至殼體2的焊接表面)。
[0049]如附圖5中詳細所示，本發明的成型設備在上部包括與變流器的極中的一個極和變壓器相連的上電極保持器3，該上電極保持器在其端部保持與基本上為圓筒形構造的上電極4聯接，該上電極與連接管I的上部區域相聯接。該成型設備的下部部件包括與變流器的另一極和變壓器相連的下電極保持器5，所述下電極保持器容納電絕緣裝置6、中心定位銷7和內徑等于或大于該上電極4的外徑的下電極8，以防止由電極4和8提供的電流被施加到殼體2的內側點和外側點，這可能會引起中心定位銷的過早磨損。
[0050]出于比較的目的，需要明確的是，如附圖3所示，在使用現有技術的焊接方法中，下電極201和上電極200在焊接過程中重疊，導致熱量太高，以至于有時會縮短中心定位銷203的使用壽命，如上文所解釋的那樣，還最終影響該壓縮機殼體自身的結構。
[0051]此外，現有技術需要兩個分別的步驟將連接管安裝在壓縮機殼體上:一個步驟是預先成型連接管以制造凸緣，以及另一個步驟是將已有凸緣的管子焊接至壓縮機殼體。在所提出的發明中，這兩個步驟同時在該方法中的單一步驟中進行，使其更快速也更經濟。
[0052]如圖5中所示，根據在此展示的設備和方法，焊接是在頂部完成，所以能夠使用其內徑等于它將連接的氣體通道孔的直徑的連接管I。在這樣的構造下，該連接管I的焊接表面因此而變成它的下邊緣，消除了要求銅管提前成型出凸緣的需要。在現有技術中，除了需要要求提前在連接管上成型出凸緣外，它的端部還必須具有能使其與該壓縮機殼體的陽性孔(male type hole)相聯接的直徑(見圖3)。
[0053]除了這些設備，需要注意的是，中心定位銷7的使用防止了該銅管一旦由于來自電極4和8的電流通路變得易延展而找到通道，使該殼體孔2的內部區域變形，也就是說它不阻礙氣體通道并且因此不會干擾該壓縮機的性能。
[0054]此處另一個重要點涉及用于實施該方法的壓縮力。在現有技術的焊接方法中，需要約IlOOkgf強度的壓縮力。在施加此強度的力的過程中，要施加30至50kA的單一電流脈沖。圖6中所示的圖表示出了已知方法的上電極的電流、力和移位的變量。
[0055]在本發明的方法中，由于焊接設備的結構和優選的伺服馬達的使用，焊接該連接管I所需的壓縮力優選在200至500kgf的范圍內，也就是說，比已知工藝所要求的低很多。此外，在提出的方法中，焊接是由兩步進行的，也就是說，通過應用兩個電流脈沖:第一個脈沖用于加熱銅，使其更柔軟，有助于凸緣的成型步驟，和第二個脈沖用于有效焊接。圖7中的圖表按照圖示除了展示該方法中各步驟的影響，還展示了在工藝中所使用的變量。
[0056]因此，本發明中提出的用于壓縮機的連接管的成型和焊接步驟為:
[0057]將壓縮機C的殼體2的內部區域定位在成型和焊接設備的下部部件上，以使中心定位銷7裝配在流體通道孔中；
[0058]將連接管I定位在上電極4中，直到位于上電極保持器3內部的力施加制動器10達到連接管I的上邊緣；
[0059]驅動伺服馬達以使連接管I靠近至壓縮機殼體2的表面，使用中心定位銷7的端部作為定位參數，該中心定位銷7穿過壓縮機殼體C的氣體通道孔；
[0060]啟動壓縮和焊接力，并保持所述力持續一段穩穩定時間；
[0061]施加電流的第一脈沖，強度范圍在30至50kA之間，同時不允許上部設備的移位，此步驟可被命名為預加熱時間；
[0062]中止所施加的電流并允許上部設備隨著焊接力的隨后增加而移位，以使凸緣成型；
[0063]施加該電流的第二脈沖，其在部件的焊接時間內將持續有效；
[0064]中止所施加的電流，同時保持力的施加，以提供更好的焊接條件；
[0065]移動該上電極至休息位置。
[0066]因此，在該方法的最后步驟，在通過施加電流脈沖而提供加熱的過程中成型的銅連接管I的下端被定位在該壓縮機殼體的氣體通道孔周圍，并且由于該制動器所施加的力(如果被施加的話)而定位在該壓縮機殼體的氣體通道孔周圍。
[0067]本發明的方法還具有以下優勢，由于在正確的位置成型，因此使得該焊接材料與該連接管的材料/主體成為一體，由此將可能遭受的損害或破損而損害設備效率的薄弱點的存在最小化。
[0068]需要注意的是，盡管展示了本發明的優選的實施方式，需要理解的是本領域技術人員可做出任何電極的省略、替代、變形和構造改變而不背離請求保護的精神和范圍。同樣需要特別說明的是所有以基本相同的方式達到同樣效果的執行同樣功能的部件的組合都在本發明的范圍內。由其他人描述的實施例中部件的替代也完全是本發明所期望保護的。
[0069]然而，應該理解的是，上文根據附圖所給的描述僅指代一些對本發明的系統的可行的實施例，而本發明真正的范圍在附加權利要求中陳述。
【權利要求】
1.一種用于壓縮機(C)的連接管的同步成型和焊接設備，所述連接管(I)由基本上圓筒形的主體形成，所述連接管與壓縮機(C)的殼體(2)中的氣體通道孔相聯接，構成其吸入、排出和處理通道，其特征在于，所述設備包括: 與變流器的極中的一個極以及變壓器相配合的上電極保持器(3)； 與所述上電極保持器(3)以及連接管(I)的上部區域相配合的上電極(4)； 與所述上電極保持器(3)和連接管(I)的上端相配合的焊接力施加制動器(10)； 與變流器的另一極和變壓器相配合的下電極保持器(5)； 與下電極保持器(5)的內表面相配合的電絕緣裝置(6)； 與下電極保持器(5)和所述壓縮機(C)的殼體(2)相配合的下電極(8)，下電極(8)的內徑等于或大于上電極⑷的外徑，以及 與電絕緣裝置(6)的內部區域相聯接、并與壓縮機(C)的殼體(2)的氣體通孔以及連接管(I)相配合的中心定位銷(7)。
2.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，下電極保持器(5)、電絕緣裝置(6)、下電極(8)和中心定位銷(7)組成所述成型和焊接設備的下部部件。
3.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，上電極保持器(3)、上電極(4)和焊接力施加制動器(10)組成所述成型和焊接設備的上部部件。·
4.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，所述設備包括允許在連接管(I)和壓縮機(C)的殼體(2)之間進行頂部焊接的構件。
5.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，連接管(I)的內徑等于壓縮機(C)的殼體(2)的氣體通道孔的直徑。
6.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，焊接力施加制動器(10)的作用強度在200kgf至500kgf的范圍內。
7.根據權利要求1或6所述的設備，其特征在于，焊接力施加制動器(10)的作用強度在330kgf至400kgf的范圍內。
8.根據權利要求1所述的設備，其特征在于，上部設備允許施加電流脈沖而不會發生同時移位。
9.一種用于壓縮機的連接管的成型和焊接方法，其特征在于，該方法包括使用根據權利要求I至8中任何一項所述的用于壓縮機(C)的連接管(I)的成型和焊接設備來進行下述步驟: 將壓縮機(C)的殼體(2)的內部區域定位在成型和焊接設備的下部部件上，以使中心定位銷(7)裝配在流體通道孔中； 通過在連接管(I)周圍聯接上電極(4)來定位所述成型和焊接設備的上部部件，直到位于上電極保持器(3)內的力施加制動器(10)達到連接管(I)的頂部邊緣 使用中心定位銷(7)的端部作為定位參數來驅動移位機構，優選是伺服馬達，以使連接管(I)靠近至壓縮機(C)的殼體(2)的表面，所述中心定位銷(7)穿過壓縮機(C)的殼體的氣體通道孔； 啟動壓縮和焊接力，并保持所述力持續一段穩定時間； 施加強度范圍在30kA至50kA之間的電流的第一脈沖，同時不允許上部設備的移位； 中止所施加的電流并允許所述上部設備隨焊接力的隨后增加而移位，以形成凸緣；施加在部件的焊接時間內將持續有效的電流的第二脈沖； 中止所施加的電流，同時保持力的施加，以提供更好的焊接條件； 移動所述上電極至休息位置。
10.根據權利要求9所述的用于壓縮機的連接管的成型和焊接方法，其特征在于，該方法包括用于同步并在正確的位置成型和焊接凸緣以將連接管(I)焊接至壓縮機(C)的殼體(2)的手段 。
【文檔編號】B23K11/36GK103537868SQ201210599255
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2012年12月21日 優先權日:2012年7月12日
【發明者】M·A·德奧里維拉, S·L·馬根霍托 申請人:惠而浦股份有限公司