CN101767235B - 用于焊接条形区域的红外线焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于焊接条形区域的红外线焊接装置，包括多个焊接单元机构，焊接单元机构包括两端设置有灯罩固定端板的反光罩，反光罩内腔表面为光滑凹面镜且其内腔为半椭圆形柱状腔体，反光罩内腔两端通过灯管安装架安装有红外灯管，红外灯管位于半椭圆形柱状腔体的一个焦点线处，半椭圆形柱状腔体的另一个焦点线处用于设置被焊接物；当焊接单元机构设置为一个以上时，所述焊接单元机构通过连接机构相互连接。本发明适于对易碎、不易接触的物体进行快速均匀的焊接，该装置能使红外光形成温度一致的条形加热带，并可以实现多组区域的同步焊接，且焊接区域的间距可调，从而有效地提高焊接质量和焊接效率，无污染、节约能源。

Description

用于焊接条形区域的红外线焊接装置

技术领域

本发明涉及一种利用红外线对电器元件进行焊接的焊接装置，具体的说，是涉及一种运用红外线加热对太阳能电池片进行焊接的焊接装置。

背景技术

当今传统燃料能源越来越少，同时对环境造成的危害也日益突出。可再生能源就成为一个重要的课题，人们希望可再生能源能够改变人类的能源结构，维持长久性的可持续发展。其中太阳能以来源丰富、无污染、廉价和自由利用这些独有的优势成为可再生能源的焦点内容。

太阳能电池是通过光电效应或者光化学效应直接把光能转化成电能的装置。目前全世界共有136个国家投入普及应用太阳能电池的热潮中，其中有95个国家正在大规模地进行太阳能电池的研制开发，积极生产各种相关的节能新产品。我国同样对太阳能电池的研究开发工作高度重视。与此同时，太阳能电池产业的发展也迫使相关技术不断前进，将单个电池片串联焊接起来是太阳能电池生产过程中必不可少的加工工艺，焊接的效果直接决定着一组电池片能量的利用率。

现今太阳能电池片的焊接大多还是采用人工方式，常用的焊接工具是电烙铁。焊接速度慢、效率低；接触式焊接方法导致破片率高，质量不稳定；还由于易出现虚焊等不确定因素，造成焊接性能不稳定，不良品率高。因此，传统的接触式焊接方法已经不能满足目前的技术要求。

红外线焊接技术能够解决人工焊接太阳能电池片的上述种种问题，焊接时使用红外线直接照射待焊界面一定时间(一般为5～10秒)，待焊界面吸收热量受热熔融，再撤掉热源使其固化从而完成焊接。不过，由于相关技术还不够成熟，应用到具体的各类焊接产品时也会遇到不同地困难，有待于进一步完善。红外线焊接技术目前在我国主要应用于电连接器的焊接工艺中，主要为达到焊点电学性能好，提高产品质量的目的。

公告号为“CN1976421”、专利名称为“高清晰度数字接口的加工工艺”的中国专利提供了一种新的全自动焊接工艺，专利申请人同时提供了一种自动焊接机器实现全自动焊接。自动焊接机器的自动焊接区域处设置有能发射红外线的灯管，加热光线从小缝内射出，照射到待焊端而使锡膏融化，将两元件焊接。然而，由于灯管发射出的红外线是散射出去的，因此为了防止红外线对不该进行加热的区域进行加热，自动焊接机器采用阻隔的钢板来阻挡红外线照射下来，通过设置一个能够吸收红外线的遮挡器，遮挡器预留出一个小缝隙，只有极少的一部分光线能从该缝隙中照射出来，大部分的光线照射在用于形成缝隙的遮挡器上，浪费了大部分的能源，不利于节能。

另有一公告号为“101308981”、名称为“一种运用红外线加热的焊接工艺及焊接装置”中国发明申请公开说明书中披露的一种利用红外焊接的工艺及装置，该装置包括基架、能够发射红外线的灯管和用于聚集红外线的凸透镜，灯管和凸透镜固定在基架上。凸透镜位于灯管下方，将灯管发射出的红外线聚集并照射在锡膏上，加热速度快，焊点无缺陷；焊接方法速度快，能实现连续生产。但是该装置和方法只能独立进行单个元件焊接，不能同时对一组元件进行焊接；并且由凸透镜聚集下来的红外线形成的是一条线状光带，照射范围有限；该工艺在焊接前增加的预热和烘干步骤虽然能防止焊点虚焊，但是也在一定程度上降低了生产效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于焊接条形区域的红外线焊接装置，适于对易碎、不易接触的物体进行快速均匀的焊接，该装置能使红外光形成温度一致的条形加热带，并可以实现多组区域的同步焊接，且焊接区域的间距可调，从而有效地提高焊接质量和焊接效率，无污染、节约能源。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下的技术方案予以实现：

一种用于焊接条形区域的红外线焊接装置，包括焊接单元机构，所述焊接单元机构包括两端设置有灯罩固定端板的反光罩，所述反光罩内腔表面为光滑凹面镜且其内腔为半椭圆形柱状腔体，所述反光罩内腔两端通过灯管安装架安装有红外灯管，所述红外灯管位于所述半椭圆形柱状腔体的一个焦点线处，所述半椭圆形柱状腔体的另一个焦点线处用于设置被焊接物；至少两个所述焊接单元机构通过连接机构相互连接，所述连接机构包括两侧设置有滑轨的连接主安装板，所述滑轨两端通过滑轨固定块固接于连接主安装板，所述滑轨上设置有滑动块，所述滑动块通过滑动连接块连接有滑动连接板，所述滑动连接块外侧设有开槽，所述开槽处设置有锁紧把手；

所述连接主安装板两侧对应的所述滑动连接板之间通过灯具安装板相连接，所述灯具安装板中部穿接有丝杠，所述丝杠外端部设置有调整轮，所述调整轮通过调整轮固定块安装于所述连接主安装板的两端，所述调整轮用于调节所述焊接单元机构之间的间距。

所述灯具安装板下端连接有用于与灯罩固定端板相连接的灯具转接板；

所述滑轨中部通过固定块固定于连接主安装板，所述固定块通过灯具安装板连接有用于与所述灯罩固定端板相连接的灯具转接板。

所述反光罩上部通过吹气接头固定板安装有吹气接头。

所述灯罩固定端板外侧设置有吹气接头。

本发明的有益效果是：

(1)传送带将放有焊带的电池片运送至焊接装置正下方，通过升降装置带动焊接装置使红外灯管靠近焊带，使得焊带位于反光罩内腔所构成半椭圆形柱状腔体的焦点处，然后红外灯管发出红外线，通过反光罩将光线聚集到焊带上，使焊带融化从而焊接在电池片上；之后升降装置将焊接装置提起，传送带将下一待焊电池片传送到焊接装置正下方，升降装置带动焊接装置下落，再次进行焊接；由此可见整个过程中焊接装置不会直接接触被焊物，并且能够连续作业，适于对易碎、不易接触的元器件进行焊接。

(2)本装置的反光罩内腔表面为光滑凹面镜且其内腔为半椭圆形柱状腔体，半椭圆形柱状腔体构成两条焦点线，红外灯管设置在其中一个焦点线处，光滑凹面镜将由焦点线处发出的红外光线完全聚集在另一焦点线上，形成一长条形的加热带；该加热带的温度一致，可以达到在此范围内焊接均匀的目的，进而保证焊接面光滑平整，提高成品质量。

(3)本装置可以只包括一个焊接单元机构，也可以同时包括多个焊接单元机构；当包含多个焊接单元机构时，各个焊接单元机构之间通过连接机构相互连接，并且它们之间的间距可以通过连接机构进行调节，因而可以用于焊接不同焊接间距的元器件，达到同步对多个待焊物焊接的目的，很大程度地提高了焊接的效率及被焊接物的兼容性。

(4)由于助焊剂存在着或多或少的水分，焊接时在助焊剂的熔融过程中会产生一定量的蒸汽，一方面蒸汽会进入反光罩，影响光滑凹面镜对红外光的反射效果，另一方面焊后焊接部位会留下气孔，且容易出现虚焊；本装置设置有用于连接吹气管的吹气接头，可以在焊接同时将焊接区域的蒸汽及时吹走，保证光滑凹面镜和焊接区域的洁净，避免虚焊；另外，还可以达到冷却红外灯管的目的，提高红外灯管的使用寿命。

(5)本装置通过升降装置带动焊接装置升降进行焊接，传送机构和压紧机构连续传送和固定待焊元器件，焊接速度快，实现了连续生产；由于吹气接头的吹扫作用可以带走水蒸气，所以不需要在焊接前增加预热和烘干步骤，节省操作步骤，进一步提高运行效率。

(6)焊接装置采用的是红外线作为热源，省电、环保、无污染。

附图说明

图1是本发明焊接单元机构的轴侧图；

图2是图1的结构爆炸图；

图3是本发明焊接单元机构的俯视图；

图4是本发明焊接单元机构的仰视图；

图5是通过连接机构连接三个焊接单元机构的轴侧图；

图6是图5的结构爆炸图；

图7是本发明连接机构的结构示意图；

图8是本发明连接机构的侧视图；

图9是本发明三个焊接单元机构并列使用的轴侧图；

图10是本发明三个焊接单元机构并列使用的俯视图。

图中：焊接单元机构——1        灯罩固定板——101           反光罩——102

    吹气接头固定板——103      灯管安装架——104         吹气接头——105

          红外灯管——106        连接机构——2       连接主安装板——201

          锁紧把手——202          调整轮——203       灯具安装板——204

              滑轨——205      灯具转接板——206       滑动连接板——207

        滑动连接块——208          滑动块——209           固定块——210

        滑轨固定块——211        轮固定块——212             丝杠——213

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细描述：

本发明公开了一种用于焊接条形区域的红外线焊接装置，包括多个焊接单元机构1，各个焊接单元机构1之间通过连接机构2相互连接，并且它们之间的间距可以通过连接机构2进行调节。

如图1至图4所示，所述焊接单元机构1主要由红外灯管106、灯管安装架104、反光罩102、灯罩固定板101、吹气接头105以及吹气接头固定板103组成。

反光罩102内腔的纵切面为半椭圆形，即椭圆形的一部分，整体构成一个半椭圆形柱状腔体，该半椭圆形柱状腔体构成两条焦点线。红外灯管106必须设置于上述半椭圆形柱状腔体的一个焦点处，上述半椭圆形柱状腔体的另一个焦点线处用于设置被焊接物。为了便于加工和安装，反光罩102可以由对称的两部分拼接而成，其内表面构成光滑镜面凹槽，也就是内表面设置为光滑凹面镜。这样，由于红外灯管106位于半椭圆形柱状腔体的一个焦点线处，光滑凹面镜用于反射红外灯管106发出的光至另一焦点线，即将红外光聚焦到焊接单元机构1的正下方，形成条形加热带，以便对待焊物进行焊接。

反光罩102两端留用于安装灯管安装架104的安装孔。灯管安装架104含有支架和弹簧片，支架通过安装孔固定在反光罩上，并连接弹簧片固定红外灯管106，将红外灯管106安装在两个灯管安装架104之间。

反光罩102两端分别安装有一个灯罩固定板101，两个灯罩固定板101与所述反光罩102构成一个半封闭的空间，将红外灯管106围在其中。

反光罩102上表面留有安装孔并通过吹气接头固定板103安装有吹气接头105，吹气接头105用于连接吹气管，向反光罩102内部吹气，将蒸汽和杂质带走。

灯罩固定板101外侧也可以设置有用于连接吹气管的吹气接头105，向所述反光罩102内部吹气。

上述吹气接头105还可以同时冷却红外灯管106，防止红外灯管106过热，利于延长红外灯管106的使用寿命。

所述焊接单元机构1也可以设置有多个，多个焊接单元机构1通过连接机构2相连接，根据需要调整它们之间的间距。下面以本发明包含三个焊接单元机构1为例，如图4至图6所示，说明连接机构2的结构及连接机构2与焊接单元机构1的连接方式。

如图7和图8所示，所述连接机构2包括连接主安装板201、滑轨205、滑动块209、滑轨固定块211、滑动连接板207、滑动连接块208、锁紧把手202、固定块210、调整轮203、调整轮固定块212、丝杠213、灯具安装板204和灯具转接板206。

连接主安装板201上分布有用于安装各传动零件的安装孔，两侧分别设置有用于滑动块209滑动的滑轨205，滑轨205两端通过滑轨固定块211将其固定在连接主安装板201的两侧。滑动块209可以在滑轨205上滑动，从而带动其它部件进行移动。

滑动块209连接有滑动连接块208，滑动连接块208连接有滑动连接板207。滑动连接块208上开槽并设置有用于安装锁紧把手202的螺纹安装孔，锁紧把手202通过调整开槽的大小，从而可以将滑动连接块208锁定，达到将滑动块209锁紧在滑轨205上，使其不能滑动的目的。

连接主安装板201两侧对应的一组所述滑动连接板207下端共同连接有一个灯具安装板204，灯具安装板204中部设置有螺纹孔，用于安装丝杠213。丝杠213的外端部穿过调整轮固定块212设置有调整轮203，调整轮固定块212直接安装在所述连接主安装板201两端面。通过旋转调整轮203可以带动丝杠213进行旋转，促使灯具安装板204进行移动。

灯具安装板204下端固接有灯具转接板206，灯具转接板206用于安装焊接单元机构1。

滑轨205中部通过固定块210直接固定于连接主安装板，该部分为固定结构，不能在滑轨205上进行滑动。固定块210下端直接安装有灯具转接板206，灯具转接板206用于安装焊接单元机构1。

综上，通过旋转调整轮203可以带动所述丝杠213进行旋转，促使灯具安装板204进行移动。灯具安装板204一边连接有滑动连接板207，通过滑动块209在滑轨205上的移动保证其移动轨迹，另一边连接有通过灯具转接板206待用焊接单元机构1移动，从而调整焊接单元机构1之间的距离。

尽管上面结合附图对本发明的优选实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，并不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可以作出很多形式的具体变换，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种用于焊接条形区域的红外线焊接装置，包括焊接单元机构(1)，所述焊接单元机构(1)包括两端设置有灯罩固定端板(101)的反光罩(102)，所述反光罩(102)内腔表面为光滑凹面镜且其内腔为半椭圆形柱状腔体，所述反光罩(102)内腔两端通过灯管安装架(104)安装有红外灯管(106)，所述红外灯管(106)位于所述半椭圆形柱状腔体的一个焦点线处，所述半椭圆形柱状腔体的另一个焦点线处用于设置被焊接物；其特征在于，至少两个所述焊接单元机构(1)通过连接机构(2)相互连接，所述连接机构(2)包括两侧设置有滑轨(205)的连接主安装板(201)，所述滑轨(205)两端通过滑轨固定块(211)固接于连接主安装板(201)，所述滑轨(205)上设置有滑动块(209)，所述滑动块(209)通过滑动连接块(208)连接有滑动连接板(207)，所述滑动连接块(208)外侧设有开槽，所述开槽处设置有锁紧把手(202)；

所述连接主安装板(201)两侧对应的所述滑动连接板(207)之间通过灯具安装板(204)相连接，所述灯具安装板(204)中部穿接有丝杠(213)，所述丝杠(213)外端部设置有调整轮(203)，所述调整轮(203)通过调整轮固定块(212)安装于所述连接主安装板(201)的两端，所述调整轮(203)用于调节所述焊接单元机构(1)之间的间距；

所述灯具安装板(204)下端连接有用于与灯罩固定端板(101)相连接的灯具转接板(206)；

所述滑轨(205)中部通过固定块(210)固定于连接主安装板(201)，所述固定块(210)通过灯具安装板(204)连接有用于与所述灯罩固定端板(101)相连接的灯具转接板(206)。

2.根据权利要求1所述的一种用于焊接条形区域的红外线焊接装置，其特征在于，所述反光罩(102)上部通过吹气接头固定板(103)安装有吹气接头(105)。

3.根据权利要求1所述的一种用于焊接条形区域的红外线焊接装置，其特征在于，所述灯罩固定端板(101)外侧设置有吹气接头(105)。

Images