CN103752981A - 金属蜂窝载体内芯焊料上载设备及其实施工艺 - Google Patents

Abstract

本发明为金属蜂窝载体内芯焊料上载设备及其实施工艺，设备包括高压密封储料罐、焊料定量注入器、内芯焊料填充机构、焊料清理回收机构和PLC控制机构；高压密封储料罐与焊料定量注入器相连通；焊料定量注入器与内芯焊料填充机构相连通，PLC控制器与高压密封储料罐、内芯焊料填充机构以及焊料清理回收机构控制连接。本发明能使焊料被等距离的推入载体中，提高生产一致性；在焊料回收过程中，使内芯上多余焊料被完全回收，焊料只在有效区域附着，提高了焊料有效利用率，减少了因焊料在无效区域的附着而使载体内芯箔带变脆及高温熔蚀；提高金属蜂窝载体的钎焊强度，提高载体的耐冷热耐久性，降低生产成本，适合产业化、大批量生产高品质的金属蜂窝载体。

Description

金属蜂窝载体内芯焊料上载设备及其实施工艺

技术领域

本发明涉及机动车零部件技术领域，特别涉及金属蜂窝载体内芯焊料上载设备及其实施工艺。

背景技术

目前，随着世界范围内机动车排放法规的日益严格，对于尾气催化转化器用金属蜂窝载体的要求也越来越高，金属蜂窝载体对尾气净化效率有着显著的影响。在机动车尾气净化装置中，催化剂载体目前主要有陶瓷和金属两大类，而金属载体相对于陶瓷载体来说，几何表面积大，导热性能好，热容量低，抗震性能好，在同等效率下所占体积小，因此金属蜂窝载体的总体效果要优于陶瓷载体。

金属蜂窝载体主要是由金属外壳与金属蜂窝组成，金属蜂窝主要由平带和波纹带互相叠合并卷制而成，使它具有流体可以流通的通道。金属蜂窝载体通常在内燃机排气管中经受高强度的热负荷及振动。为了避免金属蜂窝内芯在高强的热负荷及振动中与金属外壳脱离，因此需要将金属蜂窝的平带和波纹带牢固地钎焊在一起，并且与金属外壳也牢固地钎焊在一起。目前，金属蜂窝载体的钎焊中主要存在以下问题：1、金属蜂窝载体内芯上焊料过程中，焊料的上载量难以控制，造成焊料上载量控制的散差大，生产一致性无法保证，不便于工业化大规模生产，因而生产效率低下。2、焊料上载不均衡，在需要焊料的载体平带与波纹带夹角内，焊料附着少，而在无需焊料的平带和波纹带的无效区域焊料却大量附着，因而焊料的有效利用率低，既使钎焊强度不高，无效区域附着的多余焊料使内芯箔带变脆，还会使载体内芯在高温下发生熔蚀，增加了生产成本，并且导致产品品质不佳。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种金属蜂窝载体内芯焊料上载设备及其实施工艺。本发明要解决的技术问题是：金属蜂窝载体内芯上焊料过程中，焊料的上载量难以控制、焊料有效利用率低、钎焊强度不高，无效区域附着的多余焊料使内芯箔带变脆，还会使载体内芯在高温下发生熔蚀。为了实现上述技术目的，本发明的技术方案为：金属蜂窝载体内芯焊料上载设备,包括高压密封储料罐、焊料定量注入器、内芯焊料填充机构、焊料清理回收机构和PLC控制机构；所述高压密封储料罐与焊料定量注入器相连通；所述焊料定量注入器与内芯焊料填充机构相连通，所述PLC控制机构包括操作按钮和PLC控制器，所述操作按钮与PLC控制器控制连接，所述PLC控制器与高压密封储料罐、内芯焊料填充机构以及焊料清理回收机构控制连接。

上述方案中，所述焊料清理回收机构包括气流调节装置、回收焊料盛放装置和真空负压装置，所述回收焊料盛放装置和真空负压装置相连通，所述气流调节装置设置于回收焊料盛放装置的上方，所述PLC控制器分别与气流调节装置、真空负压装置控制连接。

上述方案中，所述气流调节装置为驱动可调气流调节杆，所述驱动可调气流调节杆的杆头设置有缓冲头；所述回收焊料盛放装置包括主回收料桶和副回收缓冲料桶，所述主回收料桶的开口端设有清焊料载体放置装置，所述清焊料载体放置装置与主回收料桶可拆卸密封连接，所述副回收缓冲料桶与主回收料桶相连通，所述真空负压装置与副回收缓冲料桶相连通；所述驱动可调气流调节杆设置于主回收料桶的上方。可以根据载体的尺寸更换相匹配的清焊料载体放置装置。

驱动可调气流调节杆用于清理载体内芯多余焊料时，作为堵头调节载体内气流流向，当其上的缓冲头放置于距离载体内芯一段距离，或者覆盖于载体内芯上时，都可以改变气流在载体内芯通过的部位和强度，因此能够使内芯所有部位通过的气流强度均匀，使各个部位多余的焊料都能被清除。

主回收料桶内的负压与外部的压差将载体内芯上的多余焊料回收至主回收桶内，为了避免吸出的少量焊料被吸入抽风管道甚至被吸入真空负压装置，在主回收料桶和抽真空设备之间设置副回收缓冲料桶，使吸入的焊料可以在副回收缓冲料桶中得到缓冲，避免被吸入抽风管道或者真空负压装置，使清理下来的焊料得以完全回收。

上述方案中，所述高压密封储料罐上设有压缩气体进气口和焊料出口，所述高压密封储料罐上还设有压力表，所述PLC控制器分别与压力表、压缩气体进气口阀门和焊料出口阀门控制连接。

上述方案中，所述焊料定量注入器包括焊料流量控制器和送料打料装置，所述送料打料装置的进料口与高压密封储料罐上的焊料出口相连通；所述焊料流量控制器与送料打料装置的出料阀门控制连接。焊料流量控制器通过脉冲信号控制送料打料装置的出料阀门的开合以及开合的大小，从而控制送料打料装置注入焊料的量。

上述方案中，所述内芯焊料填充机构包括驱动可调固定杆、焊料注入装置；所述驱动可调固定杆的杆头设有缓冲头，所述驱动可调固定杆设置于焊料注入装置的上方；所述焊料注入装置包括焊料注入腔、驱动可调推杆、上焊料载体放置装置，所述焊料注入腔设有上、下开口，所述驱动可调推杆的杆头设有推料头，所述推料头从焊料注入腔下开口进入焊料注入腔内与所述焊料注入腔形成活塞腔体结构，所述上焊料载体放置装置设置于焊料注入腔的上开口上，所述上焊料载体放置装置与焊料注入腔可拆卸密封连接；所述焊料注入腔与送料打料装置的出料口相连通；所述PLC控制器分别与驱动可调固定杆和驱动可调推杆控制连接。可以根据载体不同的尺寸更换相匹配的上焊料载体放置装置。

驱动可调固定杆向下压紧载体，可以避免在焊料上载过程中，载体受焊料上推力的影响而造成的位移。当操作者按下操作按钮后，PLC控制器控制驱动可调固定杆向下，使驱动可调固定杆缓冲头向下压紧载体，然后控制驱动可调推杆向上推动，使推料头向上将焊料推入金属蜂窝载体内；然后PLC控制器控制驱动可调固定杆向上复位，驱动可调推杆向下复位。

上述方案中，所述驱动可调固定杆缓冲头的截面积大于或等于金属蜂窝载体的截面积；所述驱动可调气流调节杆缓冲头的截面积小于载体的截面积。驱动可调固定杆缓冲头的截面积大于或等于金属蜂窝载体的截面积能够更加稳定、牢固地将金属蜂窝载体固定在焊料注入装置上；气流从载体内芯中通过时，中央部位的气流较大，而边缘部位的气流较小，因而载体内芯中边缘部位的吸力较小，多余焊料的清除可能没有中央部位那么彻底。因此，驱动可调气流调节杆缓冲头的截面积小于载体的截面积，能够使载体内芯的边缘部分的孔径不被阻挡，从而使气流从边缘部分通过，能够更好的清除载体内芯各个部位的多余焊料，是多余焊料的清除更加彻底、均衡。

本发明还公开了上载设备实施金属蜂窝载体内芯焊料上载的工艺，包括以下步骤：

A.将调配好比例的焊料加入高压密封储料罐中，设定压力表的压力值，启动操作按钮，向高压密封储料罐中输入压缩气体，使高压密封储料罐中的压力达到设定值后PLC控制器控制关闭高压密封储料罐的压缩气体的进气口阀门；高压密封储料罐内的焊料在罐内压力的作用下进入送料打料装置，当高压密封储料罐内的焊料减少、压力降低后，PLC控制器控制开启压缩气体的进气口阀门，再次向高压密封储料罐内输入压缩气体；送料打料装置内的焊料在焊料流量控制器的控制下加入焊料注入腔内；

B.将金属蜂窝载体安装于上焊料载体放置装置上，启动操作按钮，PLC控制器控制驱动可调固定杆上的缓冲头向下压紧金属蜂窝载体，将金属蜂窝载体牢固地固定于上焊料载体放置装置上；然后，控制驱动可调推杆向上推动，使推料头向上将焊料推入金属蜂窝载体内；最后，驱动可调推杆向下复位，同时驱动可调固定杆向上复位；将已上载了焊料的金属蜂窝载体从上焊料载体放置装置上取下；

C.将已上载了焊料的金属蜂窝载体安装于清焊料载体放置装置上，开启操作按钮，PLC控制器开启真空负压装置使之抽吸出副回收缓冲料桶和主回收料桶里的空气，使回收料桶内形成负压，金属蜂窝载体内多余的焊料在回收料桶内外的压力差下被吸入主回收料桶和副回收缓冲料桶内；最后将多余焊料都清理完成的金属蜂窝载体从清焊料载体放置装置上取下。

上述方案中，所述步骤C中，已上载了焊料的金属蜂窝载体安装于清焊料载体放置装置上的方向为与上载焊料时的同向放置，或者与上载焊料时的反向放置。采用反向放置方式，可对短规格载体进行满焊，且焊料使用量较少，大大降低了焊料成本且提高了载体的钎焊强度。

上述方案中，所述步骤C中，同时开启操作按钮，控制驱动可调气流调节杆向下，使驱动可调气流调节杆缓冲头接触金属蜂窝载体内芯上端面，或者使驱动可调气流调节杆缓冲头距离金属蜂窝载体内芯一定距离，从而调节金属蜂窝载体内气流通过的部位和强度。气流从载体内芯中通过时，中央部位的气流较大，而边缘部位的气流较小，因而载体内芯中边缘部位的吸力较小，多余焊料的清除可能没有中央部位那么彻底。因此，采用调节气流的方式，可以使载体内芯中央部位的气流通过强度降低或者没有气流通过，从而使载体内芯边缘部位的气流强度增加，能够更好的清除载体内芯各个部位的多余焊料，使多余焊料的清除更加彻底、均衡。

本发明的优点和有益效果在于：本发明提供一种种金属蜂窝载体内芯焊料上载设备及其实施工艺。本发明设备能够在焊料上载过程中，焊料被等距离的推入载体中，提高生产一致性；在焊料回收过程中，采用直流和调节气流的方式，使平带与波纹带上多余焊料被完全回收至料桶，焊料只在平带与波纹带夹角中附着，提高了焊料有效利用率，减少了因焊料在无效区域的附着从而给载体内芯带来的侵蚀；因而能提高金属蜂窝载体的钎焊强度，提高焊料利用率，提高载体的耐冷热耐久性，降低生产成本，且适合产业化、大批量生产高品质的金属蜂窝载体。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明设备实施例的结构示意图。

图2为本发明设备实施例焊料注入装置放大结构示意图

图3～5为本发明设备实施例焊料注入装置工作过程示意图

图6为上载焊料前金属蜂窝载体平带和波纹带结构示意图

图7为上载焊料后金属蜂窝载体平带和波纹带结构示意图

图中：1、驱动可调固定杆2、驱动可调固定杆缓冲头3、送料打料装置4、焊料注入装置5、上焊料载体放置装置6、驱动可调推杆推料头7、驱动可调推杆8、压缩气体进气口9、压力表10、焊料出口11、高压密封储料罐12、焊料流量控制器13、驱动可调气流调节杆14、驱动可调气流调节杆缓冲头15、清焊料载体放置装置16、主回收料桶17、副回收缓冲料桶18、抽真空设备19、焊料注入腔内的焊料20、平带21、波纹带22、金属蜂窝载体内芯上载的焊料23、焊料注入腔24、金属蜂窝载体25、PLC控制装置的操作按钮

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明是一种金属蜂窝载体内芯焊料上载设备，包括高压密封储料罐11、焊料定量注入器、内芯焊料填充机构和焊料清理回收机构，以及PLC控制机构，PLC控制机构包括操作按钮25和PLC控制器（图未示出）；

高压密封储料罐11上设有压缩气体进气口8和焊料出口10，还设有压力表9；焊料定量注入器包括焊料流量控制器12和送料打料装置3，送料打料装置3的进料口与高压密封储料罐上的焊料出口10相连通；

焊料流量控制器12与送料打料装置3的出料阀门控制连接，焊料流量控制器12通过脉冲信号控制送料打料装置3的出料阀门的开合以及开合的大小，从而控制送料打料装置打出焊料的量；

内芯焊料填充机构包括驱动可调固定杆1、焊料注入装置4，驱动可调固定杆1的杆头设有缓冲头2，驱动可调固定杆1设置于焊料注入装置4的上方，焊料注入装置4包括焊料注入腔23、驱动可调推杆7、上焊料载体放置装置5，焊料注入腔23设有上、下开口，驱动可调推杆7的杆头设有推料头6，推料头6从焊料注入腔23的下开口进入焊料注入腔内与焊料注入腔23形成活塞腔体结构，上焊料载体放置装置5设置于焊料注入腔的上开口上；焊料注入腔23与送料打料装置3的出料口相连通；驱动可调固定杆缓冲头2的截面积可以大于或等于金属蜂窝载体24的截面积，本实施例中是大于金属蜂窝载体24的截面积；焊料清理回收机构包括驱动可调气流调节杆13、主回收料桶16、副回收缓冲料桶17和真空负压装置18，主回收料桶16的开口端设置有清焊料载体放置装置15，副回收缓冲料桶17与主回收料桶相16连通，真空负压装置18与副回收缓冲料桶17相连通；驱动可调气流调节杆13设置于主回收料桶16的上方，驱动可调气流调节杆13的杆头设置有缓冲头14，驱动可调气流调节杆缓冲头14的截面积小于金属蜂窝载体24的截面积。

操作按钮25与PLC控制器控制连接，PLC控制器分别与高压密封储料罐上的压缩气体进气口8阀门、焊料出口10阀门、压力表9、驱动可调固定杆1、驱动可调推杆7、驱动可调气流调节杆13、真空负压装置18控制连接。

使用本发明设备实施金属蜂窝载体内芯焊料上载：将调配好比例的焊料加入高压密封储料罐11中，设置好压力表9的压力值，启动操作按钮，PLC控制器控制开启压缩气体进气口8的阀门，向高压密封储料罐11中输入压缩气体，使高压密封储料罐1中的压力达到设定值后PLC控制器控制关闭高压密封储料罐的压缩气体的进气口8阀门；高压密封储料罐内的焊料在罐内压力的作用下进入送料打料装置3，当高压密封储料罐内的焊料减少、压力降低后，PLC控制器控制开启压缩气体的进气口阀门，再次向高压密封储料罐内输入压缩气体；送料打料装置3内的焊料在焊料流量控制器12的控制下加入焊料注入腔23内；

然后，将金属蜂窝载体24安装于上焊料载体放置装置5上，按下操作按钮25，PLC控制器控制驱动可调固定杆1向下，使其上的缓冲头2压紧金属蜂窝载体24，将金属蜂窝载体24牢固地固定于上焊料载体放置装置5上；然后控制驱动可调推杆7向上推动，使推料头6向上将焊料19推入金属蜂窝载体24内；焊料上载完成后，PLC控制器控制驱动可调推杆7向下复位，同时控制驱动可调固定杆1向上复位；将已上载了焊料的金属蜂窝载体24从上焊料载体放置装置5上取下；参见附图，其中图3为焊料19被注入焊料注入腔23内；图4为焊料注入腔23内的焊料19被推料头6推入金属蜂窝载体24内；图5为驱动可调推杆7带动推料头6复位；

将已上载了焊料的金属蜂窝载体安装于清焊料载体放置装置15上，安装的方向与上载焊料时的方向相反，开启操作按钮，PLC控制器控制开启真空负压装置18使之抽吸出副回收缓冲料桶17和主回收料桶16里的空气，使两个回收料桶内成为负压，金属蜂窝载体内多余的焊料在回收料桶内外的压力差下被吸入主回收料桶和副回收缓冲料桶内；同时，PLC控制器控制驱动可调气流调节杆13作为堵头调节金属蜂窝载体内气流流向，驱动可调气流调节杆13向下，使其上的缓冲头14放置于距离载体内芯一段距离，或者覆盖于载体内芯上时，都可以改变气流在载体内芯通过的部位和强度，因此能够使内芯所有部位通过的气流强度均匀，使各个部位多余的焊料都能被清除。最后将多余焊料都清理完成的金属蜂窝载体从清焊料载体放置装置15上取下。

金属蜂窝载体内芯焊料上载前金属蜂窝载体平带和波纹带结构示意图如图6所示，上载焊料完成后，金属蜂窝载体平带和波纹带结构如图7所示。焊料22仅在平带20和波纹带21的夹角处附着，其它无效区域的焊料均被清除干净。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.金属蜂窝载体内芯焊料上载设备,包括高压密封储料罐、焊料定量注入器、内芯焊料填充机构、焊料清理回收机构和PLC控制机构；所述高压密封储料罐与焊料定量注入器相连通；所述焊料定量注入器与内芯焊料填充机构相连通，所述PLC控制机构包括操作按钮和PLC控制器，所述操作按钮与PLC控制器控制连接，所述PLC控制器与高压密封储料罐、内芯焊料填充机构以及焊料清理回收机构控制连接。

2.根据权利要求1所述的金属蜂窝载体内芯焊料上载设备，其特征在于，所述焊料清理回收机构包括气流调节装置、回收焊料盛放装置和真空负压装置，所述回收焊料盛放装置和真空负压装置相连通，所述气流调节装置设置于回收焊料盛放装置的上方，所述PLC控制器分别与气流调节装置、真空负压装置控制连接。

3.根据权利要求2所述的金属蜂窝载体内芯焊料上载设备，其特征在于，所述气流调节装置为驱动可调气流调节杆，所述驱动可调气流调节杆的杆头设置有缓冲头；所述回收焊料盛放装置包括主回收料桶和副回收缓冲料桶，所述主回收料桶的开口端设有清焊料载体放置装置，所述清焊料载体放置装置与主回收料桶可拆卸密封连接，所述副回收缓冲料桶与主回收料桶相连通，所述真空负压装置与副回收缓冲料桶相连通；所述驱动可调气流调节杆设置于主回收料桶的上方。

4.根据权利要求3所述的金属蜂窝载体内芯焊料上载设备，其特征在于，所述高压密封储料罐上设有压缩气体进气口和焊料出口，所述高压密封储料罐上还设有压力表，所述PLC控制器分别与压力表、压缩气体进气口阀门和焊料出口阀门控制连接。

5.根据权利要求4所述的金属蜂窝载体内芯焊料上载设备，其特征在于，所述焊料定量注入器包括焊料流量控制器和送料打料装置，所述送料打料装置的进料口与高压密封储料罐上的焊料出口相连通；所述焊料流量控制器与送料打料装置的出料阀门控制连接。

6.根据权利要求5所述的金属蜂窝载体内芯焊料上载设备，其特征在于，所述内芯焊料填充机构包括驱动可调固定杆、焊料注入装置；所述驱动可调固定杆的杆头设有缓冲头，所述驱动可调固定杆设置于焊料注入装置的上方；所述焊料注入装置包括焊料注入腔、驱动可调推杆、上焊料载体放置装置，所述焊料注入腔设有上、下开口，所述驱动可调推杆的杆头设有推料头，所述推料头从焊料注入腔下开口进入焊料注入腔内与所述焊料注入腔形成活塞腔体结构，所述上焊料载体放置装置设置于焊料注入腔的上开口上，所述上焊料载体放置装置与焊料注入腔可拆卸密封连接；所述焊料注入腔与送料打料装置的出料口相连通；所述PLC控制器分别与驱动可调固定杆和驱动可调推杆控制连接。

7.根据权利要求6所述的金属蜂窝载体内芯焊料上载设备，其特征在于，所述驱动可调固定杆缓冲头的截面积大于或等于金属蜂窝载体的截面积；所述驱动可调气流调节杆缓冲头的截面积小于载体的截面积。

8.利用权利要求7所述上载设备实施金属蜂窝载体内芯焊料上载的工艺，其特征在于，包括以下步骤：

A.将调配好比例的焊料加入高压密封储料罐中，设定压力表的压力值，启动操作按钮，向高压密封储料罐中输入压缩气体，使高压密封储料罐中的压力达到设定值后PLC控制器控制关闭高压密封储料罐的压缩气体的进气口阀门；高压密封储料罐内的焊料在罐内压力的作用下进入送料打料装置，当高压密封储料罐内的焊料减少、压力降低后，PLC控制器控制开启压缩气体的进气口阀门，再次向高压密封储料罐内输入压缩气体；送料打料装置内的焊料在焊料流量控制器的控制下加入焊料注入腔内；

B.将金属蜂窝载体安装于上焊料载体放置装置上，启动操作按钮，PLC控制器控制驱动可调固定杆上的缓冲头向下压紧金属蜂窝载体，将金属蜂窝载体牢固地固定于上焊料载体放置装置上；然后，控制驱动可调推杆向上推动，使推料头向上将焊料推入金属蜂窝载体内；最后，驱动可调推杆向下复位，同时驱动可调固定杆向上复位；将已上载了焊料的金属蜂窝载体从上焊料载体放置装置上取下；

C.将已上载了焊料的金属蜂窝载体安装于清焊料载体放置装置上，开启操作按钮，PLC控制器开启真空负压装置使之抽吸出副回收缓冲料桶和主回收料桶里的空气，使回收料桶内形成负压，金属蜂窝载体内多余的焊料在回收料桶内外的压力差下被吸入主回收料桶和副回收缓冲料桶内；最后将多余焊料都清理完成的金属蜂窝载体从清焊料载体放置装置上取下。

9.根据权利要求8所述的实施金属蜂窝载体内芯焊料上载的工艺，其特征在于，所述步骤C中，已上载了焊料的金属蜂窝载体安装于清焊料载体放置装置上的方向为与上载焊料时的同向放置，或者与上载焊料时的反向放置。

10.根据权利要求8或9任一所述的实施金属蜂窝载体内芯焊料上载的工艺，其特征在于，所述步骤C中，同时开启操作按钮，控制驱动可调气流调节杆向下，使驱动可调气流调节杆缓冲头接触金属蜂窝载体内芯上端面，或者使驱动可调气流调节杆缓冲头距离金属蜂窝载体内芯一定距离，从而调节金属蜂窝载体内气流通过的部位和强度。

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