CN102059424A - 低压电器用触点带材复焊料的专用设备以及复焊料触点带材制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种低压电器用触点带材复焊料的专用设备以及复焊料触点带材制备方法，其设备由触点带材放卷装置、复焊料触点带材收卷装置、焊料带材放卷装置、带材表面处理装置、带材加热前滚轮电极对、复焊料气氛保护管和带材加热后滚轮电极对等机构构成，本发明具有触点带材复焊料速度快、能源利用率高、焊料层均匀稳定、焊料层与触点层接触电阻低的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种低压电器用触点带材复焊料的专用设备，以及利用该设备制造复复焊料触点带材的制造方法。
背景技术
低压电器用片状触点焊接过程中，多采用钎焊工艺进行焊接，需要在触点上添加片状焊料，添加焊料过程不论是手工焊接还是自动化焊接过程，都存在焊料添加不稳定、复杂的问题，从而大大降低了生产效率，而焊接质量也存在很大的波动性。同时市场上还有部分点是采用炉中单点复焊料方式生产的，此方式制备的复焊料触点，存在焊料层厚度不均匀，焊料铺展不均匀等现象，同时复焊料过程中存在高温阶段过程，焊料成分有变化以及焊料与触点带材有部分成分互溶现象，从而严重降低焊接面的接触电阻。采用炉中复焊料技术，也同样存在能源消耗较高的问题，需要加热炉体以及触点材料石墨料舟等，最高能源利用率只能40%。
因此，为了适应低压电器向小型化、性能更优化发展要求，以及应对越来越高的人力成本压力，业内迫切需要对触点材料的制造和加工工艺进行革新。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种使得触点带材复焊料速度快、能源利用率高、焊料层均匀稳定、焊料层与触点层接触电阻低的低压电器用触点带材复焊料的专用设备。
本发明的另一个目的是提供利用上述专用设备的复焊料触点带材制备方法。
为实现上述第一个目的，本发明的技术方案是 包括有：
间隔对应设置的触点带材放卷装置和复焊料触点带材收卷装置；
设置于触点带材放卷装置盘侧的焊料带材放卷装置；
位于在触点带材放卷装置和复焊料触点带材收卷装置之间并沿带材的输运方向依次设置有带材表面处理装置、带材加热前滚轮电极对、复焊料气氛保护管和带材加热后滚轮电极对，所述的带材加热前滚轮电极对和带材加热后滚轮电极对均由上下两个滚轮电极构成，且每一对中的至少一个滚轮电极上连接设置有气缸，该气缸构成滚轮电极朝向与其相对的滚轮电极做往复移动，所述的带材加热后滚轮电极对的上下两个滚轮电极盘侧设置有冷却水口。
进一步设置是所述的带材加热后滚轮电极对的下方设置有冷却水槽。本设置用于接住冷却水口出来的冷却水。
为实现本发明的第二个目的，本发明的技术方案是包括以下工序：
（1）制造前后滚轮电极对，该步骤根据触点带材尺寸规格、焊料带材具体材料，制造不同材料、不同直径的前后滚轮电极；当触点带材厚度大于1mm，宽度大于25mm时，滚轮电极材料一般选择铜钨合金、铜氧化铝、铜氧化铬、铜铬等铜基金属，滚轮电极直径在100mm-300mm之间；当触点带材厚度不大于1mm，宽度不大于25mm时，滚轮电极材料一般选择铍青铜、铜稀土等铜合金，滚轮电极直径在50mm-100mm之间，目的是保证带材复焊料质量稳定，能耗低；
（2）将带材放置在放卷装置上，该步骤将触点带材放置在触点带材放卷装置上，将焊料带材放置在焊料带材放卷装置上，二者同步前进输运；
（3）带材和焊料带材沿着带材收卷方向一同前进，并经带材表面处理装置进行表面处理，除去触点带材和焊料带材的表面油污和杂质；保证触点带材、焊料带材在加热过程无气体挥发、带材表面无杂质颗粒存在；
（4）触点带材、焊料带材穿过带材加热前滚轮电极对、复焊料气氛保护管和带材加热后滚轮电极对后，带材加热前滚轮电极对和带材加热后滚轮电极对的上下两个滚轮电极相对移动靠近并将带材压紧，并打开带材加热后滚轮电极对的冷却水口；
（5）对带材加热前滚轮电极对和带材加热后滚轮电极对的上下两个滚轮电极通焊料电流进行加热，并调整复焊料电流以及滚轮电极的转动速度，保证焊料带材在前、后滚轮电极对之间熔化，完成带材复焊料操作；
（6）复好焊料后带收卷
完成复焊料后带材通过后滚轮电极对的冷却水口后，迁入到复焊料触点带材收卷装置中进行收卷。
进一步设置是所述触点带材可为：AgC带材、Ag带材、FAg带材、AgNi带材、AgCdO带材、AgSnO2带材中的任一种；所述焊料带材包括：BCu80AgP带材、BAg30CuZn带材、BAg45CuZn带材、BAg50CuZn带材、BAg65CuZn带材中的任一种。
进一步设置是所述的复焊料气氛保护管内通入保护气氛，保护气氛可以是氮气、氩气等非氧化性气氛。
进一步设置是所述步骤（5）中复焊料电流在0-10000A，滚轮电极转动线速度在10mm/s-500mm/s。
本发明采用对带材施加直流电，靠材料本身的体电阻进行加热。电加热均匀、稳定，保证了能源利用率；同时电加热过程中，带材最高温度可以保证在一条线上，这样就可以保证焊料熔化在触点带材上以线性推移方式进行，焊料熔化后立刻开始凝固，焊料熔化、凝固时间最小化，这样既保证复焊料层的强度，有可以使焊料成分不发生变化，同时焊料熔化后又不对触点材料有成分的破坏，保证焊料面的接触电阻最小化。同时通过测试，确认本发明工艺最高能源利用率可达70%，与炉中复焊料技术，有明显的优势。总之，本发明采用的电加热复焊料技术有触点带材复焊料速度快、能源利用率高、焊料层均匀稳定、焊料层与触点层接触电阻低等优点，并且工艺简单，适合大批量生产。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本发明做进一步介绍。
附图说明
图1为本发明实施例的未开始复焊料前复焊料设备相对位置图；
图2为本发明实施例的开始复焊料后复焊料设备相对位置图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，该领域的技术工程师可根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。
图1所示一种触点带材复焊料的专用设备，包括有触点带材放卷装置1、焊料带材放卷装置2、带材表面处理装置3、前下滚轮电极4、前上滚轮电极5、前上滚轮电极用气缸6、复焊料气氛保护装置7、复焊料气氛保护装置进气口8、后滚轮电极对冷却水槽9、后下滚轮电极10、后上滚轮电极11、后上滚轮电极用气缸12、后下滚轮电极用冷却水口13、后上滚轮电极用冷却水口14、复焊料后带材收卷装置15、复焊料气氛保护装置出料口及出气口16、复焊料气氛保护装置进料口及出气口17。
一种低压电器用复焊料带材制备方法，步骤如下：
1）首先根据焊料带材18、触点带材19的材料性能、尺寸，制作不同的前、后滚轮电极对（4、5、10、11）；
2）加工到预订尺寸的带材（18、19）放置在放卷装置上（2、1）；
3）带材（18、19）通过带材表面处理装置3进行表面去油污、表面夹杂等处理；
4）复焊料设备处于关闭，松开状态，如附图1所示，带材穿过前滚轮电极对（4、5）、后滚轮电极对（10、11），并且后滚轮电极对冷却水（13、14）、复焊料气氛保护装置进气口8均处于关闭状态；
5）通过上滚轮电极气缸（6、12）把带材（18、19）压紧在下滚轮电极（4、10）上，如附图2所示，并且使后滚轮电极对冷却水（13、14）、复焊料气氛保护装置进气口8均处于打开状态；其中气缸压力在0-500Kg之间选择；
6）调整前后滚轮电极（4、5、10、11）的转动速度与焊接电流的大小，使焊料1带材在前（4、5）、后（10、11）滚轮电极之间熔化，并且熔化区域小于10mm；
7）触点带材19完成复焊料后,放入收卷装置15上进行收卷；
其中步骤6复焊料电流为0-10000A，滚轮电极的转动速度10mm/s-500mm/s（滚轮电极最大线速度）。
其中，触点带材2包括：AgC带材、Ag带材、FAg带材、AgNi带材、AgCdO带材、AgSnO2带材等。焊料带材1包括：Ag15CuP带材、Ag30CuZn带材、Ag45CuZn带材、Ag50CuZn带材、Ag65CuZn带材等。
其中，滚轮电极（4、5、10、11）的材料为铜钨合金、铬锆铜合金、铍钴铜、稀土铜、铜氧化铝、铜氧化铬、铜铬合金、铜钼合金及铜等。
本发明实施例1 ：
触点材料为AgCdO12,带材横截面规格为44mmX1mm；焊料带材为BCu80AgP，带材截面规格为40X0.08mm具体复焊料步骤如下：
1）制作铜钨滚轮电极，前后滚轮电极对规格均匀Φ100mmX50mm；
2）触点带材19放置在放卷装置1上，焊料带材18放置在放卷装置2上；
3）带材（18、19）通过带材表面处理装置3、前滚轮电极对（4、5）、复焊料气氛保护装置7、后滚轮电极对（10、11），并且使带材表面处理装置3、上滚轮电极用气缸（6、12）、复焊料气氛保护装置进气口8、后滚轮电极对（10、11），并且后滚轮电极对冷却水（13、14）均处于关闭及松开状态；
4）通过上滚轮电极气缸（6、12）把带材（18、19）压紧在下滚轮电极（4、10）上，并且使带材表面处理装置3、后滚轮电极对冷却水（13、14）、复焊料气氛保护装置进气口8均处于打开状态；其中气缸压力选择3kg；
5）调整前后滚轮电极（4、5、10、11）的转动最大线速度为20mm/s,焊接电流为500A，使焊料1带材在前（4、5）、后（10、11）滚轮电极之间熔化，并且熔化区域小于10mm；
6）触点带材19完成复焊料后,放入收卷装置15上进行收卷；调整收卷电流在10-15A之间。
本实例制备的AgCdO12/Ag15CuP带材生产出的各种片状触点，焊接工艺简单，焊接质量稳定，焊缝均匀稳定，适用与批量化自动化的大规模生产。
本发明实施例2 ：
触点材料为AgSnO2（12）,带材横截面规格为52mmX1.8mm；焊料带材为BAg65CuP，带材截面规格为50X0.1mm具体复焊料步骤如下：
1）制作铜钨滚轮电极，前后滚轮电极对规格均匀Φ300mmX60mm；
2）触点带材19放置在放卷装置1上，焊料带材18放置在放卷装置2上；
3）带材（18、19）通过带材表面处理装置3、前滚轮电极对（4、5）、复焊料气氛保护装置7、后滚轮电极对（10、11），并且使带材表面处理装置3、上滚轮电极用气缸（6、12）、复焊料气氛保护装置进气口8、后滚轮电极对（10、11），并且后滚轮电极对冷却水（13、14）均处于关闭及松开状态；
4）通过上滚轮电极气缸（6、12）把带材（18、19）压紧在下滚轮电极（4、10）上，并且使带材表面处理装置3、后滚轮电极对冷却水（13、14）、复焊料气氛保护装置进气口8均处于打开状态；其中气缸压力选择3kg；
5）调整前后滚轮电极（4、5、10、11）的转动最大线速度为10mm/s,焊接电流为1500A，使焊料1带材在前（4、5）、后（10、11）滚轮电极之间熔化，并且熔化区域小于10mm；
6）触点带材19完成复焊料后,放入收卷装置15上进行收卷；调整收卷电流在10-15A之间。
本实例制备的AgSnO2（12）/BAg65CuZn带材生产出的各种片状触点环保、复合欧洲Rohs标准，与铜件焊接后，焊缝均匀稳定、接触电阻低，适用于大规模批量生产。
Claims (6)
1.一种低压电器用触点带材复焊料的专用设备，其特征在于包括有：
间隔对应设置的触点带材放卷装置和复焊料触点带材收卷装置；
设置于触点带材放卷装置盘侧的焊料带材放卷装置；
位于在触点带材放卷装置和复焊料触点带材收卷装置之间并沿带材的输运方向依次设置有带材表面处理装置、带材加热前滚轮电极对、复焊料气氛保护管和带材加热后滚轮电极对，所述的带材加热前滚轮电极对和带材加热后滚轮电极对均由上下两个滚轮电极构成，且每一对中的至少一个滚轮电极上连接设置有气缸，该气缸构成滚轮电极朝向与其相对的滚轮电极做往复移动，所述的带材加热后滚轮电极对的上下两个滚轮电极盘侧设置有冷却水口。
2.根据权利要求1所述的一种低压电器用触点带材复焊料的专用设备，其特征在于：所述的带材加热后滚轮电极对的下方设置有冷却水槽。
3.一种利用如权利要求1所述的低压电器用触点带材复焊料的专用设备制备复焊料触点带材的方法，其特征在于包括以下工序：
（1）制造前后滚轮电极对，该步骤根据触点带材尺寸规格、焊料带材具体材料，制造不同材料、不同直径的前后滚轮电极；
（2）将带材放置在放卷装置上，该步骤将触点带材放置在触点带材放卷装置上，将焊料带材放置在焊料带材放卷装置上，二者同步前进输运；
（3）带材和焊料带材沿着带材收卷方向一同前进，并经带材表面处理装置进行表面处理，除去触点带材和焊料带材的表面油污和杂质；
（4）触点带材、焊料带材穿过带材加热前滚轮电极对、复焊料气氛保护管和带材加热后滚轮电极对后，带材加热前滚轮电极对和带材加热后滚轮电极对的上下两个滚轮电极相对移动靠近并将带材压紧，并打开带材加热后滚轮电极对的冷却水口，本步骤，所述的复焊料气氛保护管内通入保护气氛；
（5）对带材加热前滚轮电极对和带材加热后滚轮电极对的上下两个滚轮电极通焊料电流进行加热，并调整复焊料电流以及滚轮电极的转动速度，保证焊料带材在前、后滚轮电极对之间熔化，完成带材复焊料操作；
（6）复好焊料后带收卷
完成复焊料后带材通过后滚轮电极对的冷却水口后，迁入到复焊料触点带材收卷装置中进行收卷。
4.根据权利要求3所述的一种复焊料触点带材的制备方法，其特征在于：所述触点带材壳为：AgC带材、Ag带材、FAg带材、AgNi带材、AgCdO带材、AgSnO2带材中的任一种；所述焊料带材包括：BCu80AgP带材、BAg30CuZn带材、BAg45CuZn带材、BAg50CuZn带材、BAg65CuZn带材中的任一种。
5.根据权利要求3所述的一种复焊料触点带材的制备方法，其特征在于：所述保护气氛可以是氮气、氩气。
6.根据权利要求3所述的一种复焊料触点带材的制备方法，其特征在于：步骤（5）中复焊料电流在0-10000A，滚轮电极转动线速度在10mm/s-500mm/s。
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