CN101829841A - 一种专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机，所述缝焊机包括：两个转动导电装置、第一电极轮、第二电极轮，所述转动导电装置具有可转动的电极轴，所述第一电极轮和第二电极轮分别固接于的所述电极轴，所述第一电极轮是钼轮或钨轮，所述第二电极轮是紫铜轮或合金铜轮。上述缝焊机可使银带与铜带通过缝焊工艺不添加介质进行焊接得以实现，并保证焊接的质量，节省焊料，快速的缝焊工艺提高了焊接效率，提高了生产效率和产能，降低了生产成本。

Description

一种专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机

技术领域

本发明涉及一种缝焊机，尤其涉及一种用于专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机。

背景技术

在大功率大电流导电开关中，为了避免产生火花引发事故，开关触点处通常选择电阻率较小银质材料制作；由于银的价格较高，同时银的可塑性好、延展性好，容易变形而不恢复原状，开关触点处的导电片不宜整体采用银片制作，通常采用触点处具有银质触点部的铜片作为此类导电开关的接触导电零件。

银与铜的焊接通常在银与铜之间添加银钎料进行焊接，银钎料价格非常高，导致银与铜焊接的工艺成本居高不下。通常的做法还可以是将制作好的银点与冲裁好的铜板接头使用银钎料作为介质或者用缝焊以外的方式进行焊接，这种做法提供物料等焊接过程比较繁琐，生产效率低下，无法适应大规模大批量生产，导致生产成本高。

现有设备焊接镍带和铜带时使用铬锆铜作为电极轮的电极材料，而铬锆铜很容易粘银，无法实现银带与铜带缝焊焊接。传统直流电流供应使用三相整流，焊接时间以周波为计算单位，以20ms为计算单位，无法达到稳定而且瞬间密度大的电流，将无法保证银带与铜带稳定地焊接在一起。

现有设备的导电结构粗大笨重，难以稳定控制。导电结构控制不好，推动其下移的驱动力过大则会导致银带与电极轮之间电阻过小，从而通过的电流密度过大，导致发热量大使得银带焊接位置的热影响区域大，这样会影响银带整体收缩变形，影响焊接质量。另外，银质材料具有较强的可塑性，受压力太大容易被压馈导致变形，压力过小会使得银带与铜带或者银带与第一电极轮接触不良从而导致虚焊现象发生，虚焊位置焊接不牢固不能利用，这将会浪费昂贵的银带材料。针对银带材料的特性，需要焊接机的导电结构以及电极轮得到精确控制，以保证银带与铜带所受压力稳定，现有设备无法满足这个要求。

因此，普遍的观点都认为银带与铜带之间不添加介质无法通过缝焊工艺进行焊接。

发明内容

针对现有技术不足，本发明要解决的技术问题是提供一种专用于银带与铜带进行电阻焊并使银与铜牢固焊接、节省焊料的缝焊机。

为了克服现有技术不足，本发明采用的技术方案是：一种专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机，所述缝焊机包括：上电极座、下电极座、两个分别安装于上电极座和下电极座的转动导电装置、第一电极轮、第二电极轮，所述转动导电装置具有可转动的电极轴，所述第一电极轮和第二电极轮分别固接于的所述电极轴，所述第一电极轮是钼轮或钨轮，所述第二电极轮是紫铜轮和合金铜轮。

作为上述方案的改进，所述缝焊机还包括中频电源，该中频电源与所述转动导电装置的电极座电性连接。

作为上述方案的改进，所述缝焊机还包括压力控制装置，所述压力控制装置包括安装于上电极座的压力传感器、与该压力传感器电性连接的放大器及可编程逻辑控制器、与所述可编程逻辑控制器电性连接的电磁比例阀，所述电磁比例阀与所述转动导电装置绝缘连接。

作为上述方案的改进，所述转动导电装置还包括套设于所述电极轴的电极座、设置于电极轴与电极座之间的银片，所述电极轴与电极座之间设置有压缩弹簧，电极座安装弹簧处设置有弹簧压缩量调节装置，所述电极轴的其中一端与第一电极轮或第二电极轮固接。

作为上述方案的改进，所述弹簧压缩量调节装置是可调深度的盲孔。

作为上述方案的改进，所述弹簧压缩量调节装置包括弹簧安装孔、通过螺纹连接插设于该弹簧安装孔的调节螺钉。

作为上述方案的改进，所述弹簧压缩量调节装置还包括穿设于所述弹簧的安装轴，所述调节螺钉具有套孔，所述安装轴活动插接于所述套孔内。

作为上述方案的改进，所述电极轴设置有凸环体，凸环体的其中一个侧面为大锥面，所述电极座设置有内凸环套，该内凸环套与所述凸环体的大锥面相适配并夹紧所述银片。

本发明的有益效果是：针对银质材料具有导热导电性良好的特性，与银带接触的第一电极轮采用钼质材料制作，钼具有电阻大硬度高的特性，与铜带接触的第二电极轮采用紫铜材料制作，紫铜电阻小，从而可以通过电阻调节电流密度进而调节焊接区的发热量，使得不同熔点的银带与铜带在焊接区域即接触界面同时熔化形成良好的熔接效果。与铜带接触的第二电极轮采用紫铜材料制作，紫铜电阻小，进一步保证铜带发热量小，使得焊接完成后铜带处于基本无损状态，仅仅在焊接的熔接界面产生熔融区，保证铜带表面无焊接痕迹并具有美观效果。使用钼质材料制作第一电极轮可以使银带一侧电阻大、电流密度小，热影响区域小，受热范围小，热量集中，又由于钼电极不粘银，焊后银铜带之间焊接牢固稳定不变形。因此使得银带与铜带通过缝焊工艺不添加介质进行焊接得以实现，并保证焊接的质量，节省焊料，快速的缝焊工艺提高了焊接效率，提高了生产效率和产能，降低了生产成本。

银是可塑性较强的比较软的材料，受到较大压力挤压将会发生变形。如果钼电极轮与银带之间压力太小，则会导致两者之间接触不良从而增大电阻，进而影响电流传导影响焊接质量，使得焊接不稳定而出现虚焊。因此电极轮对银带和铜带的压力不宜过大也不能过小。本发明中设置压力控制装置进行伺服控制，其包括用于检测银带和铜带在焊接时受到压力的压力传感器、用于伺服控制调节转动导电装置以及电极轮输出压力的电磁比例阀，压力传感器将采集到的信号反馈到压力控制装置的比较处理器，经过比较处理器的分析输出控制信号调节电磁比例阀从而保证电极轮对银带和铜带的压力不超出预定范围也不低于预定最小压力，保证银带形状稳定不变形又维持稳定电流通过。

压力控制装置也可以设置恒流检测器将检测到的电流信号传输到电磁比例阀，然后通过调节电极轮对银带的压力从而控制电流大小，维持电流并控制压力超限。

附图说明

图1是本发明的缝焊机的正面结构示意图；

图2是图1所示缝焊机的俯视示意图；

图3是图1所示缝焊机的侧向示意图；

图4是本发明的专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机的整体结构示意图；

图5是图4所示的活动导电结构的局部结构示意图，显示了弹簧安装座以及弹簧压缩量调节装置的结构。

具体实施方式

下面对本发明的实施方式进行具体描述。

如图1、图2、图3所示，本发明一种专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机，所述缝焊机包括：上电极座、下电极座、两个分别安装于上电极座和下电极座的转动导电装置10、第一电极轮15、第二电极轮16，所述转动导电装置具有可转动的电极轴12，所述第一电极轮15和第二电极轮16分别固接于的所述电极轴12，所述第一电极轮15是钼质轮，所述第二电极轮16是紫铜轮。

第一电极轮15与第二电极轮16只要设置于被焊接的银带25和铜带26两侧即可，最佳方式是上下布置，被焊接的银带25和铜带26水平牵引前进。

针对银质材料具有导热导电性良好的特性，与银带25接触的第一电极轮15采用钼质材料制作，钼具有电阻大硬度高的特性，与铜带26接触的第二电极轮16采用紫铜材料制作，紫铜电阻小，从而可以通过电阻调节电流密度进而调节焊接区的发热量，使得不同熔点的银带与铜带在焊接区域即接触界面同时熔化形成良好的熔接效果。与铜带26接触的第二电极轮16采用紫铜材料制作，紫铜电阻小，进一步调节铜带26的发热量，使得焊接完成后铜带26处于基本无损状态，仅仅在焊接的熔接界面产生熔融区，保证铜带26表面无焊接痕迹并具有美观效果。使用钼质材料制作第一电极轮15可以使银带25一侧电阻大、电流密度小，热影响区域小，受热范围小，热量集中，又由于钼电极不粘银，焊后银铜带之间焊接牢固稳定不变形。因此使得银带25与铜带26通过缝焊工艺不添加介质进行焊接得以实现，并保证焊接的质量，节省焊料，快速的缝焊工艺提高了焊接效率，提高了生产效率和产能，降低了生产成本。

与银带25接触的第一电极轮15还可以采用钨材料制作，可以得到与钼材料制作的电极轮相同的焊接效果。

与铜带26接触的第二电极轮16采用铜合金材料制作，可以得到以紫铜为电极轮的相同的焊接效果。

更佳地，所述缝焊机还包括中频电源(图未示)，该中频电源与所述转动导电装置的电极座电性连接，中频电源可以为焊接过程提供稳定且密度足够大的直流电，可以保证整个过程电流非常稳定，保证焊接过程稳定，防止出现虚焊以及熔融过量而导致的银带被压馈现象。

更佳地，所述缝焊机还具有压力控制装置，所述压力控制装置包括安装于上电极座的压力传感器、与该压力传感器电性连接的放大器及可编程逻辑控制器(PLC控制器)、与所述可编程逻辑控制器电性连接的电磁比例阀，所述电磁比例阀与所述转动导电装置绝缘连接。

银是可塑性较强的比较软的材料，受到较大压力挤压将会发生变形。如果钼电极轮与银带25之间压力太小，则会导致两者之间接触不良从而增大电阻，进而影响电流传导影响焊接质量，使得焊接不稳定而出现虚焊。因此电极轮15/16对银带和铜带的压力不宜过大也不能过小。本发明中设置压力控制装置进行伺服控制，其包括用于检测银带25和铜带26在焊接时受到压力的压力传感器、用于伺服控制调节转动导电装置以及电极轮15/16输出压力的电磁比例阀，压力传感器将采集到的信号经过放大器放大并反馈到压力控制装置的可编程逻辑控制器，经过可编程逻辑控制器的分析并输出控制信号调节电磁比例阀从而通过驱动气缸进而保证电极轮15/16对银带和铜带的压力不超出预定范围也不低于预定最小压力，保证银带形状稳定不变形又维持稳定电流通过。

压力控制装置也可以设置恒流检测器将检测到的电流信号传输到电磁比例阀，然后通过调节第一电极轮15对银带的压力从而控制电流大小，维持电流并控制压力超限。

更佳地，同时参考图4、图5所示，所述转动导电装置10还包括套设于所述电极轴12的电极座、设置于电极轴12与电极座20之间的银片，所述电极轴与电极座之间设置有压缩弹簧，电极座安装弹簧处设置有弹簧压缩量调节装置，所述电极轴的其中一端与第一电极轮15或第二电极轮16固接。简化转动导电装置的结构使其得以小型化并减轻了其重量，从而使电极转动导电装置更加容易控制，控制更加精确进而保证焊接过程稳定无虚焊，提高产品合格率，从而节省银等价格昂贵的材料，减少浪费，节约成本。

更佳地，所述弹簧压缩量调节装置是可调深度的盲孔。具体的可以是在通孔的一端插设定位塞子，形成通孔另一端开通的盲孔31，弹簧就部分伸入该盲孔内。塞子塞的越深，弹簧安装孔即盲孔就越浅，通过调节该塞子就可以调节弹簧的压缩量。

更佳地，所述弹簧压缩量调节装置包括弹簧安装孔31、通过螺纹连接插设于该弹簧安装孔的调节螺钉32。为了使结构简单可靠，可以使用与安装孔适配的调节螺钉32取代上述的塞子，调节螺钉32通过螺纹安装于弹簧安装孔31，将原有的通孔改变形成底部深浅可调的盲孔31，弹簧部分深入该盲孔31，调节螺钉32的前端顶压弹簧36，因此拧转所述调节螺钉32即可调节弹簧的压缩量。

更佳地，所述弹簧压缩量调节装置还包括穿设于所述弹簧的安装轴35，所述调节螺钉32具有套孔33，所述安装轴35活动插接于所述套孔33内。该安装轴35起导向作用，限定安装轴35的位置，安装轴35一端固定于垫板39，弹簧36一端顶住垫板39，弹簧36另一端顶住调节螺钉32，调节螺钉32与垫板39一起确定弹簧36的压缩量，安装轴35的另一端活动插接于调节螺钉32的套孔33内，导向限位的同时不影响弹簧36的压缩量。

更佳地，所述电极轴12设置有凸环体18，凸环体18的其中一个侧面为大锥面，所述电极座20设置有内凸环套28，该内凸环套28与所述凸环体18的大锥面相适配并夹紧所述银片50。具体是在所述内凸环套28设置与凸环体18的大锥面锥度一致的锥面，从而夹紧银片50，银片各处厚度一致，因此接触的位置较多，导电效果较佳。

更佳地，所述大锥面与电极轴12的轴心夹角不小于30°。最好地，所述大锥面与电极轴12的轴心夹角为60°。此处设置较大的夹角，可以减少磨损量对弹簧力的影响程度，并且可以避免电极座20抱紧电极轴12，使得电极轴12得以自由转动。

更佳地，电极轴12与电极座20之间设置滚针轴承29，减少电极轴12与电极座20之间的摩擦，使其相对自由转动更顺畅。本发明的活动导电结构中，电极轴12与电极座20之间设置滚针轴承29，在电极轴12的凸环体15与弹簧36的垫板39之间设置平面滚针轴承38，减少电极座20与电极轴12之间的摩擦阻力。

其中电极座20还设置有绝缘块22，该绝缘块22使电极轴12与电极座20之间除银片50接触处之外的其他接触位置不形成电流通路，电流从变压器通过过渡连接件流经电极座20，再通过银片50的接触导通使电流流过可转动的电极轴12，最后传输到电极轮15/16，形成电流通路，输送电流进行电阻焊接。

在本结构里，沿电极轴12的轴心方向，电极轴12的凸环体18位于中部，电极座20的内凸环套28与弹簧安装座30位于凸环体18的两侧，内凸环套28与凸环体18具有相同的锥度并在他们之间设置等壁厚的银片50，弹簧安装座30与凸环体18之间设置若干个弹簧36，并在弹簧36的安装位置设置弹簧压缩量调节装置。通过弹簧压力，使电极瓦、电极轴与银片均具有尽量多的接触面积；调节弹簧压缩量使弹簧张力可调，调整方便；因电极轴12和电极座20配合锥度较大，电极轴12的旋转转动阻力小，使用过程电极轴12转动比较顺畅；当银片50磨损时，可以适当调整弹簧36的张力，使电极轴12与电极座20始终保持良好的连接状态，保证电流的稳定输送。

本发明使用通用件，简化缝焊机电极内活动导电结构、安装维护方便，并使活动导电结构小型化，减少了制造时间，降低了导电结构的制作成本，弹簧力可调，降低了银片的更换频率，降低了导电结构的使用成本。由于弹簧力可调，电极轴12与电极座20之间接触良好，导电性更加稳定，使用寿命更长了，实验连续工作96个小时无出现不良现象。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机，其特征在于，所述缝焊机包括：

上电极座、下电极座；

两个分别安装于上电极座和下电极座的转动导电装置，所述转动导电装置具有可转动的电极轴；

分别固接于的所述电极轴的第一电极轮和第二电极轮，所述第一电极轮是钼轮或钨轮，所述第二电极轮是紫铜轮或合金铜轮。

2.根据权利要求1所述的专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机，其特征在于：所述缝焊机还包括中频电源，该中频电源与所述转动导电装置的电极座电性连接。

3.根据权利要求1所述的专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机，其特征在于：所述缝焊机还包括压力控制装置，所述压力控制装置包括安装于上电极座的压力传感器、与该压力传感器电性连接的放大器及可编程逻辑控制器、与所述可编程逻辑控制器电性连接的电磁比例阀，所述电磁比例阀与所述转动导电装置绝缘连接。

4.根据权利要求1所述的专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机，其特征在于：所述转动导电装置还包括套设于所述电极轴的电极座、设置于电极轴与电极座之间的银片，所述电极轴与电极座之间设置有压缩弹簧，电极座安装弹簧处设置有弹簧压缩量调节装置，所述电极轴的其中一端与第一电极轮或第二电极轮固接。

5.根据权利要求4所述的专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机，其特征在于：所述弹簧压缩量调节装置是可调深度的盲孔。

6.根据权利要求4所述的专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机，其特征在于：所述弹簧压缩量调节装置包括弹簧安装孔、通过螺纹连接插设于该弹簧安装孔的调节螺钉。

7.根据权利要求6所述的专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机，其特征在于：所述弹簧压缩量调节装置还包括穿设于所述弹簧的安装轴，所述调节螺钉具有套孔，所述安装轴活动插接于所述套孔内。

8.根据权利要求4所述的专用于银带与铜带进行连续电阻焊的缝焊机，其特征在于：所述电极轴设置有凸环体，凸环体的其中一个侧面为大锥面，所述电极座设置有内凸环套，该内凸环套与所述凸环体的大锥面相适配并夹紧所述银片。

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