CN103231140B - 感应钎焊电极及感应钎焊装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种感应钎焊电极具有空腔的第一电极的一端与第一连接块固定连接，第一连接块与第一驱动器的一端连接，在第一连接块与第一驱动器之间设有第一绝缘块；具有空腔的第二电极的一端与第二连接块固定连接，第二连接块与第二驱动器的一端连接，在第二连接块与第二驱动器之间设有第二绝缘块；第一电极的另一端和第二电极的另一端均设有半圆缺口，第一电极设有半圆缺口的端部和第二电极设有半圆缺口的端部吻合后，第一电极上的半圆缺口与第二电极上的半圆缺口共同组成一个圆孔。本发明不但便于装卸焊件，而且对各种焊件的形状及尺寸在焊接前装载时不会存在着局限性。

Description

感应钎焊电极及感应钎焊装置

技术领域

本发明涉及钎焊技术领域，具体涉及一种感应钎焊电极及感应钎焊装置。 

背景技术

感应钎焊是利用高频、中频或工频感应电流作为热源的焊接方法。感应钎焊时，零件的钎焊部分被置于交变磁场中，这部分母材的加热是通过它在交变磁场中产生的感应电流的电阻热来实现的。感应钎焊中必不可省的一个零件是感应圈，感应圈采用紫铜管绕制而成，感应圈的两个端部与感应电源连接上，通电后在感应圈内形成交变磁场。 

目前的感应圈是采用紫铜管绕制而成的整体式的感应圈，其两个端部通过圈体延伸后，与感应电源进行连接。然而，对于焊接直段式的焊件，采用的感应圈能顺利进行装配和焊接，但对于组合产品来说，就没办法套进去焊接了。比如一个焊件分为三段，两端的直径分别为40mm，中间段的直径是20mm，为了将焊件套进去，感应圈的内径必须大于40mm，而这时，感应圈与焊接的中间段之间出现了很大的间隙，在焊接过程中，即使将焊接参数调整到最大值，导致的结果是中间段需要焊接的部分却无法进行焊接。因此，现有技术中的感应圈存在着只能满足小部分的焊件的局限性。 

另外，当将焊件放入感应圈中时，这种感应圈由于是通过人工将焊件放置在感应圈中，因此，不但难以准确地将工件定位在感应圈的中心，导致焊件所受到的磁场的感应强度不一致；而且，由于焊件与感应圈之间的间隙在焊接前本来就很小，焊件焊接完成后，钎料熔化后将感应圈与焊件之间的间隙进行填充，焊接后将焊件脱离感应圈时，由于钎料的阻碍作用，操作起来也比较困难。 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种的感应钎焊电极，本发明不但便于装卸焊件，而且对各种焊件的形状及尺寸在焊接前装载时不会存在着局限性。 

解决上述技术问题的技术方案如下： 

感应钎焊电极，具有空腔的第一电极的一端与第一连接块固定连接，第一连接块与第一驱动器的一端连接，在第一连接块与第一驱动器之间设有第一绝缘块； 

具有空腔的第二电极的一端与第二连接块固定连接，第二连接块与第二驱动器的一端连接，在第二连接块与第二驱动器之间设有第二绝缘块； 

第一电极的另一端和第二电极的另一端均设有半圆缺口，第一电极设有半圆缺口的端部和第二电极设有半圆缺口的端部吻合后，第一电极上的半圆缺口与第二电极上的半圆缺口共同组成一个圆孔。 

采用了上述方案，在常态下，第一电极和第二电极呈分离状态，需要将焊件装载到圆孔中时，先将焊件置于指定位置，焊件的轴心线与该指定位置的中心重合，再向第一驱动器和第二驱动器施以作用力，使第一电极和第二电极相向运动，第一电极设有半圆缺口的端部和第二电极设有半圆缺口的端部吻合后，第一电极上的半圆缺口与第二电极上的半圆缺口共同组成一个圆孔，因此，焊接被装载到第一电极和第二电极的圆孔中，由于前述指定位置的中心正好是圆孔的圆心，致使焊件的中心与圆孔的圆心重合。本发明中的第一电极和第二电极可进行更换，电极上的半圆孔的半径可以根据焊件的大小进行选择，加上通过第一驱动器和第二驱动器使第一电极和第二电极闭合形成圆孔的方式来装载焊件，在装载焊件前，只需根据焊件焊接部位的外径，对第一电极和第二电极上的半圆孔的尺寸选择即可，对各种焊件的形状及尺寸在焊接前装载时不会存在着局限性，因此，对于本发明的电极来说，无论对象是直管式焊接，还是象背景技术中提到的组合式焊件，都很容易进行装载。另外，本发明的电极对焊件装载后，焊件与圆孔壁面之间的间隙均匀，间隙大小也可以根据焊件的大小来进行控制，焊接过程中，熔化的钎料将焊件与圆孔之间间隙填满的机率很小，当焊接完成后，通过对第一驱动器和第二驱动器施以作用力，带动第一电极和第二电极分离，即可将焊好的焊件移走，因此，具有卸载方便的特点。 

进一步地，所述第一驱动器和第二驱动器均为连接杆，第一驱动器和第二 驱动器铰接后组成一个叉形夹具。这种结构便于对第一电极和第二电极的动作进行控制，并且施力驱动作用力的装置只需一个简单的气缸或者油缸即可，具有结构简单的特点。 

进一步地，所述第一驱动器和第二驱动器的与第二气缸活塞杆接触的端部均设有轴承。当采用气缸的活塞杆对叉形夹具施以作用力时，气缸的活塞杆将作用力作用在轴承上，由于轴承会转动，这样降低了活塞杆与叉形夹具之间的摩擦力，利于夹形夹具保持精度。 

进一步地，所述第一连接块和第二连接块的下表面上均设有凸起，第一电极与第一连接块上的凸起连接，第二电极与第二连接块上的凸起连接。通过凸起，不但便于固定第一电极或第二电极，而且第一电极和第二电极在吻合过程中，两者会形成一个夹持力，通过凸起的作用，对第一电极和第二电极形成了限位作用，使第一电极和第二电极与分别与各自的连接块的连接更加稳固。 

进一步地，所述第一连接块上设有第一通孔，该第一通孔中设有第一绝缘圈，一个第一螺钉的一端穿过第一绝缘圈以及第一绝缘块后与第一驱动器上设置的螺纹孔螺纹连接；第二连接块上设有第二通孔，该第二通孔中设有第二绝缘圈，一个第二螺钉的一端穿过第二绝缘圈以及第二绝缘块后与第二驱动器上设置的螺纹孔螺纹连接。通过这样的使紧固第一驱动器与连接块的螺钉得到绝缘，同时使连接块、绝缘块以及驱动器三个零件紧固为一体。 

进一步地，所述第一连接块和第二连接块均呈L型。L型的连接块便于连接电极和驱动器。 

本发明的另一目的是，提供一种感应钎焊装置，本发明的感应钎焊装置配合着上述感应钎焊电极对焊接实行自动化的焊接，同时对焊件装载到电极中时能够精确地对焊件进行定位。 

解决上述技术问题的技术方案如下： 

一种感应钎焊装置，包括冷却系统、感应电源，还包括感应钎焊电极安装座、工作台架、模具安装平台、第一气缸以及控制系统，冷却系统与感应钎焊 电极通过管道连接，感应电源与感应钎焊电极电连接，感应钎焊电极安装座固定在工作台架上，感应钎焊电极连接在感应钎焊电极安装座上，模具安装平台滑动装配在工作台架上，模具安装平台位于感应钎焊电极安装座的下方，第一气缸的缸体与工作台架固定连接，第一气缸的活塞杆与模具安装平台连接，所述控制系统与冷却系统电连接，控制系统的输出端还与第一气缸连接。 

采用了上述方案，对焊件进行焊接时，将焊接件固定在模具安装平台上，通过控制系统控制第一气缸动作，使模具安装平台运动，从而带动焊件运动到指定位置，焊件被装载到感应钎焊电极的圆孔中，控制系统向感应钎焊电极中通入循环的冷却水后，向感应钎焊电极通过即可对焊件进行焊接。焊接完成后，向感应钎焊电极施以作用力，将焊件被卸载，控制系统控制第一气缸动作，使模具安装平台运动，带动焊件移动到，即可将焊好的焊件从模具安装平台卸下。本发明的这种结构通过模块化管理，针对不同产品的需求，只需调入不同的感应电极，即可实现全自动焊接作业。由于在装载焊件过程中，均是通过自动化的控制方式使焊件到达指定位置，该指定位置的中心与感应钎焊电极的圆孔的中心重合，因此，对焊件装载到电极中时能够精确地对焊件进行定位。本发明迎合了市场需求，作为企业的长期策划和深远利益，本钎焊装备的研究，能解决目前在生产过程中遇到的各种实际问题。 

进一步地，感应钎焊电极安装座上设有第二气缸，第二气缸的活塞杆的端部呈锥形，第二气缸的活塞杆的锥形端部插入到叉形夹具的第一驱动器和第二驱动器之间。通过第二气缸的活塞杆对叉形夹具施以作用力，使第一驱动器带动与其固定为一体的第一电极运动，以及使第二驱动器带动与其固定为一体的第二电极运动，这样，第一电极和第二电极就可进行吻合或分离。 

进一步地，所述控制系统包括设置焊接参数的输入模块；以及发出操作命令的操作面板；以及检测第一气缸动作位置的第一传感器；以及发出控制指令的控制模块，控制模块的输入端分别与输入模块、操作面板以及第一传感器电连接；以及电连接于控制模块输出端的冷却驱动模块；以及电连接于控制模块 输出端的气流驱动模块；以及与气流驱动模块电连接的第一电磁阀，该第一电磁阀与所述第一气缸连接。结合到控制系统，将传统手工钎焊方式转变为一种自动化生产焊接作业方式。这在国内、外，在流体管路的焊接形式上开创了先河。特别是在汽车行业的迅速发展的时代，对于产品的品质，成本，周期，都是值得考验的。本发明研究的成功，具有效率高，缩减劳动力强度，降低生产成本的同时提高产品质量，在市场竞争力中占有较强优势。 

综上所述，本发明具有以下优点： 

(1)通过互换型夹具连接平台，包括电极的模块化管理，实现焊接万能机。 

(2)电极的设计，整合了气路、水路、模具于一体。通过叉夹原理，实现电极的打开和闭合。合理安排出大量的结构空间，为产品的装夹及退料提供方案。 

(3)在焊接过程中，感应区域内的所有能感应的部位，都会产生不同程度的高温，随着时间的连续性，将不能继续生产。通过优化电极、模具的冷却系统，替换模具周边材料，腾出有效工作的空间，不再为高温所困扰。 

(4)原有的加工方式比较繁琐，对员工的素质要求高。通过自动化，将模具与设备进行连接，实现按键操作。 

(5)焊接工艺更新。通过此项目的研究，将水平展开至其他焊接形式上，提高加工效率和产品的成品率，同时降低工人的劳动强度。 

(6)本钎焊装备的研究，对现有生产配套的产品，预计可节约成本和增加效益500万，并且随着新项目的增加，时间的变化，这是可持续性。 

附图说明

图1为本发明的感应钎焊电极的立体结构示意图； 

图2为本发明的感应钎焊装置的结构示意图； 

图3为图2中控制系统的电路方框图； 

附图中，1为冷却系统、2为工作台架、3为感应电源，4为感应钎焊电极安装座，5为横架，6为第二气缸，7为连接轴，8为管道，9为控制系统，10为第一 气缸，11为模具安装平台，12为导轨； 

20为第一电极，21为第一连接块，22为半圆缺口，23为凸起，24为第一驱动器，25为第一绝缘块，26为第一绝缘圈，27为轴承； 

30为第二电极，31为第二连接块，32为半圆缺口，33为凸起，34为第二驱动器，35为第二绝缘块； 

90为输入模块，91为操作面板，92为第一传感器；93为控制模块，94为冷却驱动模块，95为气流驱动模块，96为第一电磁阀，97为第二传感器，98为第二电磁阀。 

具体实施方式

参照图1，本发明的感应钎焊电极100，具有空腔的第一电极20的一端与第一连接块21固定连接，第一电极20的另一端设有半圆缺口22，第一电极20的空腔用于通输入循环的冷却水，从而对该电极进行冷却。第一连接块21呈L型，第一连接块21下表面上设有凸起23，第一电极20与第一连接块21上的凸起连接，第一电极20与第一连接块21上的凸起通过螺钉连接。第一连接块21与第一驱动器24的一端连接，在第一连接块21与第一驱动器24之间设有第一绝缘块25。所述第一连接块21上设有第一通孔，该第一通孔可以是台阶孔。第一通孔中设有第一绝缘圈26，第一绝缘圈26间隙配合在第一通孔中。一个第一螺钉(螺钉在图中未示出)的一端穿过第一绝缘圈以及第一绝缘块后与第一驱动器上设置的螺纹孔螺纹连接。第一驱动器的另一个端部设有轴承27。 

具有空腔的第二电极30的一端与第二连接块31固定连接，第二电极30的另一端设有半圆缺口32，第二电极30的空腔用于通输入循环的冷却水，从而对该电极进行冷却。第二连接块31呈L型，第二连接块31下表面上设有凸起33，第二电极30与第二连接块31上的凸起连接，第二电极30与第二连接块31上的凸起通过螺钉连接。第二连接块31与第二驱动器34的一端连接，在第二连接块31与第二驱动器34之间设有第二绝缘块35。所述第二连接块上设有第二通孔，该第二通孔可以是台阶孔。第二通孔中设有第二绝缘圈，第二绝缘圈间隙配合在第二 通孔中。一个第二螺钉(第二螺钉在图中未示出)的一端穿过第二绝缘圈以及第二绝缘块后与第二驱动器上设置的螺纹孔螺纹连接。第二驱动器的另一个端部设有轴承27。 

第一驱动器24和第二驱动器34均为连接杆，第一驱动器24和第二驱动器铰接后组成一个叉形夹具，第一驱动器24和第二驱动器34通过连接轴铰接。第一电极20设有半圆缺口的端部和第二电极30设有半圆缺口的端部吻合后，第一电极20上的半圆缺口与第二电极30上的半圆缺口共同组成一个圆孔。 

本发明不限于上述实施例，例如，第一驱动器24和第二驱动器34还可以为气缸或油缸，通过气缸或油缸直接推动第一连接块和第二连接块移动，从而使第一电极和第二电极吻合。 

参照图1和图2，本发明的感应钎焊装置，包括冷却系统1、感应电源3，还包括感应钎焊电极安装座4、工作台架2、模具安装平台11、第一气缸10以及控制系统9。冷却系统1由水箱以及循环水泵组成，冷却系统1与感应钎焊电极100通过管道8连接。感应电源3与感应钎焊电极100电连接，感应电源3分别与感应钎焊电极100的第一电极以及第二电极电连接。感应钎焊电极安装座4固定在工作台架2上，感应钎焊电极100连接在感应钎焊电极安装座上，感应钎焊电极安装座4上设有横架5，感应钎焊电极100的第一驱动器和第二驱动器通过连接轴7铰接组成一个叉形夹具，连接轴7的一个端部固定在横架5上，这样感应钎焊电极100位于横架5的下方。工作台架2上设有导轨12，模具安装平台11滑动装配在工作台架2的导轨12上，模具安装平台位于感应钎焊电极安装座的下方。这样，感应钎焊电极安装座4与感应钎焊电极100具有高度差，便于对所需要焊接的部位装载到感应钎焊电极100中。第一气缸10的缸体与工作台架2固定连接，第一气缸10的活塞杆与模具安装平台4连接，通过第一气缸10动作来带动模具安装平台4运动。感应钎焊电极安装座4上设有第二气缸6，第二气缸6的缸体固定在横架5上。第二气缸6的活塞杆的端部呈锥形，第二气缸的活塞杆的锥形端部插入到叉形夹具的第一驱动器和第二驱动器之间，通过锥形的端部来控制第一电极 和第二电极的吻合与打开。由于第一驱动器和第二驱动器的与第二气缸活塞杆接触的端部均设有轴承，因此，当第二气缸6的活塞杆的锥形端部对夹形夹具施以作用力时，作用力将直接作用于轴承上，轴承受到挤压力时自身转动，同时带动第一驱动器和第二驱动器进行动作。所述控制系统与冷却系统电连接，控制系统9的输出端还与第一气缸10连接。 

参照图3，控制系统9包括设置焊接参数的输入模块90，输入模块90为触摸屏；以及发出操作命令的操作面板91，操作面板91上有多个操作按钮，分别启动各个气缸启动和停止，以及冷却系统、控制系统、感应电源的启动与停止；以及检测第一气缸动作位置的第一传感器92，第一传感器为光电开关；以及发出控制指令的控制模块93，控制模块93的输入端分别与输入模块、操作面板以及第一传感器电连接，控制模块93根据输入模块、操作面板以及第一传感器传来的信号，输出相应的控制指令,控制模块93为PLC或者单片机等可控制型器件；以及电连接于控制模块输出端的冷却驱动模块94，冷却驱动模块94将控制模块93输出的信号进行放大，从而驱动冷却系统1中的循环水泵工作；以及电连接于控制模块输出端的气流驱动模块95，同样地，气流驱动模块95也将控制模块93输出的信号进行放大；以及与气流驱动模块电连接的第一电磁阀96，该第一电磁阀与所述第一气缸10连接，通过第一电磁阀的开闭，使第一气缸10产生动作。以及一个检测第二气缸动作位置的第二传感器97，第二传感器连接于控制模块的输入端，第二传感器为光电开关；以及与气流驱动模块电连接的第二电磁阀98，该第二电磁阀与所述第二气缸6连接。通过第二电磁阀的开闭，使第二气缸6产生动作。 

Claims (9)

1.感应钎焊电极，其特征在于：具有空腔的第一电极的一端与第一连接块固定连接，第一连接块与第一驱动器的一端连接，在第一连接块与第一驱动器之间设有第一绝缘块；

具有空腔的第二电极的一端与第二连接块固定连接，第二连接块与第二驱动器的一端连接，在第二连接块与第二驱动器之间设有第二绝缘块；

第一电极的另一端和第二电极的另一端均设有半圆缺口，第一电极设有半圆缺口的端部和第二电极设有半圆缺口的端部吻合后，第一电极上的半圆缺口与第二电极上的半圆缺口共同组成一个圆孔；

所述第一驱动器和第二驱动器均为连接杆，第一驱动器和第二驱动器铰接后组成一个叉形夹具。

2.根据权利要求1所述的感应钎焊电极，其特征在于：所述第一驱动器和第二驱动器的另端部均设有轴承。

3.根据权利要求1所述的感应钎焊电极，其特征在于：所述第一连接块和第二连接块的下表面上均设有凸起，第一电极与第一连接块上的凸起连接，第二电极与第二连接块上的凸起连接。

4.根据权利要求1所述的感应钎焊电极，其特征在于：所述第一连接块上设有第一通孔，该第一通孔中设有第一绝缘圈，一个第一螺钉的一端穿过第一绝缘圈以及第一绝缘块后与第一驱动器上设置的螺纹孔螺纹连接；第二连接块上设有第二通孔，该第二通孔中设有第二绝缘圈，一个第二螺钉的一端穿过第二绝缘圈以及第二绝缘块后与第二驱动器上设置的螺纹孔螺纹连接。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的感应钎焊电极，其特征在于：所述第一连接块和第二连接块均呈L型。

6.一种具有上述权利要求1至5任意一项的感应钎焊电极的感应钎焊装置，包括冷却系统、感应电源，其特征在于：还包括感应钎焊电极安装座、工作台架、模具安装平台、第一气缸以及控制系统，冷却系统与感应钎焊电极通过管道连接，感应电源与感应钎焊电极电连接，感应钎焊电极安装座固定在工作台架上，感应钎焊电极连接在感应钎焊电极安装座上，模具安装平台滑动装配在工作台架上，模具安装平台位于感应钎焊电极安装座的下方，第一气缸的缸体与工作台架固定连接，第一气缸的活塞杆与模具安装平台连接，所述控制系统与冷却系统电连接，控制系统的输出端还与第一气缸连接。

7.根据权利要求6所述的感应钎焊装置，其特征在于：感应钎焊电极安装座上设有第二气缸，第二气缸的活塞杆的端部呈锥形，第二气缸的活塞杆的锥形端部插入到叉形夹具的第一驱动器和第二驱动器之间。

8.根据权利要求6或7所述的感应钎焊装置，其特征在于：所述控制系统包括设置焊接参数的输入模块；以及

发出操作命令的操作面板；以及

检测第一气缸动作位置的第一传感器；以及

发出控制指令的控制模块，控制模块的输入端分别与输入模块、操作面板以及第一传感器电连接；以及

电连接于控制模块输出端的冷却驱动模块；以及

电连接于控制模块输出端的气流驱动模块；以及

与气流驱动模块电连接的第一电磁阀，该第一电磁阀与所述第一气缸连接。

9.根据权利要求8所述的感应钎焊装置，其特征在于：还包括一个检测第二气缸动作位置的第二传感器，第二传感器连接于控制模块的输入端；以及

与气流驱动模块电连接的第二电磁阀，该第二电磁阀与所述第二气缸连接。