CN103862130A - 感应加热器、制造方法及焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种感应加热器、制造方法及焊接机，感应加热器包括感应加热线圈，所述感应加热线圈形成有加热待钎焊工件的焊缝的感应加热区和引导所述待钎焊工件进入所述感应加热区的半封闭开口。本发明感应加热器利用高频感应电源输出低电压高电流作用在待钎焊工件的焊缝，在焊缝表面产生高频电子进行移动，形成涡流，而这些高频电子的移动产生热量，使焊缝本体表面温度上升到焊接温度，熔化焊环，实现工件上焊料流动填充的目的，消除了手工火焰钎焊的缺陷；而采用具有半封闭开口的半封闭线圈结构，能够将形状复杂的待钎焊工件引导到感应加热区进行加热，因此扩大了感应加热钎焊的适用范围。

Description

感应加热器、制造方法及焊接机

技术领域

本发明涉及焊接领域，尤其涉及一种感应加热器、制造方法及焊接机。

背景技术

在空调管路钎焊领域，目前普通管路组件的钎焊均采用火焰钎焊的方式进行加热，这种手工火焰钎焊的方式存在着一系列的缺陷，包括钎焊参数不受控、产生的噪音和光亮强烈、存在烧伤或爆炸的安全隐患，以及钎焊工人技能要求较高等。为了解决这些手工火焰钎焊的问题，目前已出现了通过感应加热的方式进行钎焊加热的传统感应加热器，这些传统感应加热器能够有效地解决手工火焰钎焊的上述问题。

传统感应加热器目前通常为封闭环形，如图1所示，只适合长度方向的截面尺寸相近、结构简单的“I”型管接头组件、管路组件等工件进行感应钎焊，而不适合外形较复杂的工件的批量钎焊。从图1可以看到，“I”型工件a1在长度方向上的各个截面的尺寸相同，因此能够从封闭式传统感应加热器a2的中心进入感应加热区a3。如果待钎焊的工件在长度方向上尺寸不一致，例如两边宽而较窄的中间部位为焊缝的情形，则难以将其待焊接的部位准确的放到感应加热区。除此之外，其它形状例如环形工件、多弯形状的工件等也难以采用传统感应加热器进行加热。另外，在传统感应加热器对工件进行感应加热时通常需要操作人员通过一段夹持工件来进行钎焊，这就会导致工件的定位不准，传统感应加热器对其加热不均匀，进而导致钎焊质量不稳定的现象。

发明内容

本发明的目的是提出一种感应加热器及焊接机，能够替代手工火焰钎焊，并且适合于外形较复杂的工件的批量钎焊。

本发明的另一目的是提出一种感应加热器的制造方法，能够实现替代手工火焰钎焊，并且适合于外形较复杂的工件的批量钎焊的感应加热器的制造。

为实现上述目的，本发明提供了一种感应加热器，包括感应加热线圈，其中，所述感应加热线圈形成有加热待钎焊工件的焊缝的感应加热区和引导所述待钎焊工件进入所述感应加热区的半封闭开口。

进一步的，还包括所述待钎焊工件的定位结构，所述定位结构设置在所述感应加热线圈上，位于感应加热区的一侧，且在所述感应加热线圈对所述待钎焊工件感应加热的状态下与所述待钎焊工件表面接触，用于使所述待钎焊工件在所述感应加热区位于居中的位置。

进一步的，所述定位结构包括至少一个第一定位块和至少一个第二定位块，所述第一定位块固定设置在所述感应加热线圈的外侧，所述第二定位块固定设置在所述感应加热线圈的内侧，所述第一定位块和第二定位块的定位平面一致，在所述感应加热线圈对所述待钎焊工件感应加热的状态下共同对所述待钎焊工件进行支撑和定位。

进一步的，所述第一定位块和第二定位块均采用高温耐火材料。

进一步的，在所述感应加热线圈中对应于所述感应加热区的位置还固定设置有导磁体。

进一步的，所述感应加热线圈的感应加热区和半封闭开口形成U型结构、V型结构或L型结构。

进一步的，所述感应加热线圈为多段线圈焊接而成的单一线圈或一体制造而成的单一线圈。

为实现上述目的，本发明还提供了一种焊接机，包括高频感应电源，其中，还包括与所述高频感应电源电连接的前述感应加热器。

为实现上述目的，本发明提供了一种感应加热器的制造方法，包括以下步骤：

加工感应加热线圈，使所述感应加热线圈形成有加热待钎焊工件的焊缝的感应加热区和引导所述待钎焊工件进入所述感应加热区的半封闭开口。

进一步的，还包括在所述感应加热线圈上位于感应加热区的一侧设置所述待钎焊工件的定位结构的步骤，使所述定位结构在所述感应加热线圈对所述待钎焊工件感应加热时与所述待钎焊工件表面接触，以使所述待钎焊工件在所述感应加热区位于居中的位置。

进一步的，所述定位结构包括至少一个第一定位块和至少一个第二定位块，在设置所述定位结构的过程中，将所述第一定位块固定设置在所述感应加热线圈的外侧，将所述第二定位块固定设置在所述感应加热线圈的内侧，使所述第一定位块和第二定位块的定位平面保持一致，以便所述第一定位块和第二定位块在所述感应加热线圈对所述待钎焊工件感应加热时共同对所述待钎焊工件进行支撑和定位。

进一步的，还包括在所述感应加热线圈中对应于所述感应加热区的位置固定设置导磁体的步骤。

进一步的，在使所述感应加热线圈形成有加热待钎焊工件的焊缝的感应加热区和引导所述待钎焊工件进入所述感应加热区的半封闭开口的过程中，使所述感应加热线圈的感应加热区和半封闭开口形成U型结构、V型结构或L型结构。

进一步的，还包括由多段线圈焊接而成的单一线圈或一体制造而成的单一线圈形成所述感应加热线圈的步骤。

基于上述技术方案，本发明感应加热器利用高频感应电源输出低电压高电流作用在待钎焊工件的焊缝，在焊缝表面产生高频电子进行移动，形成涡流，而这些高频电子的移动产生热量（通过集肤效应和邻近效应），使焊缝本体表面温度上升到焊接温度，熔化焊环，实现工件上焊料流动填充的目的，消除了手工火焰钎焊的缺陷；而采用具有半封闭开口的半封闭线圈结构，能够将形状复杂的待钎焊工件引导到感应加热区进行加热，因此扩大了感应加热钎焊的适用范围。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为封闭式传统感应加热器的结构示意图。

图2A-2C分别为本发明感应加热器的第一实施例的正视图、俯视图和左视图。

图3A-3C分别为本发明感应加热器的第二实施例的正视图、俯视图和左视图。

图4A-4C分别为本发明感应加热器的第二实施例的工作示意图。

图5为本发明感应加热器的第二实施例中的第一定位块的结构示意图。

图6为本发明感应加热器的第二实施例中的第二定位块的结构示意图。

图7为本发明感应加热器的第三实施例的结构示意图。

图8为本发明感应加热器的第四实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

如图2A-2C所示，分别为本发明感应加热器的第一实施例的正视图、俯视图和左视图。在本实施例中，感应加热器包括与高频感应电源（图中未示出）电连接的感应加热线圈1，感应加热线圈1形成有加热待钎焊工件的焊缝的感应加热区A和引导待钎焊工件进入感应加热区A的半封闭开口B。

本实施例的感应加热器利用高频感应电源输出低电压高电流来作用在待钎焊工件的焊缝，在焊缝表面产生高频电子进行移动，形成涡流，而这些高频电子的移动产生热量（通过集肤效应和邻近效应），使焊缝本体表面温度上升到焊接温度，熔化焊环，实现工件上焊料流动填充的目的，消除了手工火焰钎焊的缺陷。

在本发明中，感应加热区是指感应加热线圈对待钎焊工件进行感应加热的空间，通常是指待钎焊工件的焊缝所在的空间位置。半封闭开口是指工件从感应加热线圈的外部到感应加热区所需经过的凹入结构的开口部分，以待钎焊工件的焊缝所在平面来看，半封闭开口和感应加热区在该平面共同形成了凹入结构，该半封闭开口能够适合待钎焊工件的尺寸以方便待钎焊工件的放入和钎焊后工件的取出。

在图2A所示的实施例中，感应加热线圈1包括四个线圈段，分别为线圈段11、线圈段12、线圈段13和线圈段14。感应加热线圈1的多段线圈可以通过焊接形成单一线圈，也可以为一体制造而成的单一线圈。而线圈段11和线圈段12组成半封闭的U型结构，感应加热区A就设置在U型结构靠近底部的位置，而作为U型结构的两个侧边的线圈段11形成了半封闭开口B。

当需要使用本发明感应加热器对待钎焊工件进行加热时，可以从半封闭开口B指向感应加热区A的方向上，先使待钎焊工件进入半封闭开口B直至到达感应加热区A，该方向基本与待钎焊工件的焊缝所在平面平行。传统的封闭式的感应加热器所加热的工件只能在工件焊缝所在平面的垂直方向上通过封闭线圈所包围的空腔进入，因此只适合“I”型的工件，如果是其他形状，例如局部较粗大的工件或椭圆形工件等，则可能会出现无法将待钎焊的焊缝引导到感应加热区的情况，而本实施例中的半封闭开口可以很方便的使这些形状比较复杂的工件的待钎焊的焊缝引导到感应加热区，即便是“I”型工件，其通过半封闭开口引导进入感应加热区也比封闭式感应线圈的引导方式更为方便，因此本实施例适用范围更广，使用也更方便。

如图3A-3C所示，分别为本发明感应加热器的第二实施例的正视图、俯视图和左视图。结合图4A-4C的工作示意图，与上一实施例相比，本实施例还包括待钎焊工件的定位结构，定位结构设置在感应加热线圈1上，位于感应加热区A的一侧，当需要对待钎焊工件4进行感应加热时，先将待钎焊工件从半封闭开口B沿图中箭头所示方向引导进入感应加热区A。在感应加热线圈1对待钎焊工件4感应加热的状态下与待钎焊工件4表面接触，用于使待钎焊工件4在感应加热区A位于居中的位置。定位结构的使用可以确保工件在加热时处于居中位置，避免因加热位置偏差而导致温度偏差，进而确保工件的焊缝周围加热均匀一致，提升焊缝质量。在另一个实施例中，也可以在感应加热器中不专门设置定位结构，而是由工件附近的其他外部定位结构来定位工件。

在图3A-3C中，定位结构包括至少一个第一定位块2和至少一个第二定位块3，第一定位块2固定设置在感应加热线圈1的外侧，第二定位块3固定设置在感应加热线圈1的内侧，这里的外侧和内侧是相对于感应加热线圈1的整体而言的外侧和内侧。第一定位块2和第二定位块3的定位平面一致，在感应加热线圈1对待钎焊工件4感应加热的状态下共同对待钎焊工件4进行支撑和定位。图5和图6分别为第一定位块2和第二定位块3的结构示意图。从图中可以看到，第一定位块2包括呈V字型的定位平面21和固定平面22（即从纸背向纸面方向的平面），通过固定平面22固定在感应加热线圈1的外侧，从图中可以看到第一定位块2的轮廓尺寸与感应加热线圈1的部分尺寸一致，因此能够使固定平面22与感应加热线圈1之间形成更大面积的接触，进而获得更牢固和稳定的固定效果。而第二定位块3也包括呈V字型的定位平面31和固定平面32，固定平面32与线圈段14的上下部分所形成的空间相配合，第二定位块3通过固定平面32固定在线圈段14的上下部分所形成的空间内，而第一定位块2的定位平面21与第二定位块3的定位平面31共同对待钎焊工件4进行支撑和定位。从图中可以看到V字型的定位平面较适合于圆形轮廓的工件的定位，而对于其他形状轮廓的工件来说，还可以选择其它适合的定位平面形状。

在材料的选择上，由于第一定位块和第二定位块均临近感应加热区，因此优选采用高温耐火材料，例如石棉、蛭石、氧化铝、耐火纤维等。在第一定位块和第二定位块的使用上，考虑到不同工件的结构、形状存在差异，并不仅限于本实施例中所采用的单一的第一定位块和单一的第二定位块的定位结构。为适应更多种类的工件，定位结构中的第一定位块和第二定位块可以分别包括至少一个，例如设置两个第一定位块和三个第二定位块等，第一定位块和第二定位块还可以根据需要选择合适的数量进行装卸。

如图7所示，为本发明感应加热器的第三实施例的结构示意图。与上一实施例相比，本实施例在感应加热线圈1中（参考图2B所示位置C）、对应于感应加热区A的位置还固定设置有导磁体5，导磁体5可以通过耐高温胶进行粘接固定。导磁体5的作用是强化临近工件表面的磁场分布，提升感应钎焊加热效果和加热的均匀性。

在上述各实施例中，本发明感应加热器的感应加热线圈的感应加热区和半封闭开口形成为U型结构，实际上按照此发明思路，V型结构或L型结构均可适用于本发明，图8所示的本发明感应加热器的第四实施例中，感应加热线圈1’的线圈段12’较短，因此感应加热区和半封闭开口就形成为V型结构。这里的U型结构中U型开口、V型结构中的V型开口以及L型结构中的L型开口均为半封闭开口。

本发明感应加热器可适用于各类管路钎焊工作，尤其适合应用在钎焊效率、质量和可靠性较高的空调管路组件的钎焊工作。而本发明感应加热器几乎可适合所有空调管路组件的钎焊工作，适用范围非常广泛，而且使用起来方便灵活，不容易受工件位置或规格的限制，加热过程无需操作人员手动操作，对操作人员的要求较低，这进一步提高了适用范围。

本发明的上述感应加热器实施例可适用于各类包括高频感应电源的焊接机，高频感应电源与感应加热器电连接，为感应加热器提供低电压高电流，以便感应加热器的感应加热线圈作用在待钎焊工件的焊缝上，在焊缝表面产生高频电子进行移动，形成涡流，而这些高频电子的移动产生热量（通过集肤效应和邻近效应），使焊缝本体表面温度上升到焊接温度，熔化焊环，实现工件上焊料流动填充的目的，消除了手工火焰钎焊的缺陷。本发明的焊接机可制造成便携式焊接机，以方便操作人员灵活使用。

对于上述的各个感应加热器实施例，本发明还提供了感应加热器的制造方法，包括以下步骤：加工感应加热线圈，使所述感应加热线圈形成有加热待钎焊工件的焊缝的感应加热区和引导所述待钎焊工件进入所述感应加热区的半封闭开口。

对于设置有定位结构的感应加热器实施例，则制造方法还可以进一步包括在所述感应加热线圈上位于感应加热区的一侧设置所述待钎焊工件的定位结构的步骤，使所述定位结构在所述感应加热线圈对所述待钎焊工件感应加热时与所述待钎焊工件表面接触，以使所述待钎焊工件在所述感应加热区位于居中的位置。

对于定位结构包括至少一个第一定位块和至少一个第二定位块的感应加热器实施例，制造方法还可以在设置所述定位结构的过程中，将所述第一定位块固定设置在所述感应加热线圈的外侧，将所述第二定位块固定设置在所述感应加热线圈的内侧，使所述第一定位块和第二定位块的定位平面保持一致，以便所述第一定位块和第二定位块在所述感应加热线圈对所述待钎焊工件感应加热时共同对所述待钎焊工件进行支撑和定位。

对于设置有导磁体的感应加热器实施例，制造方法还可以进一步包括在所述感应加热线圈中对应于所述感应加热区的位置固定设置导磁体的步骤。

对于感应加热区和半封闭开口形成有特别形状的感应加热器实施例，制造方法还包括在使所述感应加热线圈形成有加热待钎焊工件的焊缝的感应加热区和引导所述待钎焊工件进入所述感应加热区的半封闭开口的过程中，使所述感应加热线圈的感应加热区和半封闭开口形成U型结构、V型结构或L型结构。

在另一个感应加热器实施例中，还可以进一步包括由多段线圈焊接而成的单一线圈或一体制造而成的单一线圈形成所述感应加热线圈的步骤。

上述各感应加热器的制造方法实施例所产生的技术效果均可参考前述感应加热器实施例所产生的技术效果，这里不再赘述。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (14)

1.一种感应加热器，包括感应加热线圈，其特征在于，所述感应加热线圈形成有加热待钎焊工件的焊缝的感应加热区和引导所述待钎焊工件进入所述感应加热区的半封闭开口。

2.根据权利要求1所述的感应加热器，其特征在于，还包括所述待钎焊工件的定位结构，所述定位结构设置在所述感应加热线圈上，位于感应加热区的一侧，且在所述感应加热线圈对所述待钎焊工件感应加热的状态下与所述待钎焊工件表面接触，用于使所述待钎焊工件在所述感应加热区位于居中的位置。

3.根据权利要求2所述的感应加热器，其特征在于，所述定位结构包括至少一个第一定位块和至少一个第二定位块，所述第一定位块固定设置在所述感应加热线圈的外侧，所述第二定位块固定设置在所述感应加热线圈的内侧，所述第一定位块和第二定位块的定位平面一致，在所述感应加热线圈对所述待钎焊工件感应加热的状态下共同对所述待钎焊工件进行支撑和定位。

4.根据权利要求3所述的感应加热器，其特征在于，所述第一定位块和第二定位块均采用高温耐火材料。

5.根据权利要求1～4任一所述的感应加热器，其特征在于，在所述感应加热线圈中对应于所述感应加热区的位置还固定设置有导磁体。

6.根据权利要求1所述的感应加热器，其特征在于，所述感应加热线圈的感应加热区和半封闭开口形成U型结构、V型结构或L型结构。

7.根据权利要求1所述的感应加热器，其特征在于，所述感应加热线圈为多段线圈焊接而成的单一线圈或一体制造而成的单一线圈。

8.一种焊接机，包括高频感应电源，其特征在于，还包括与所述高频感应电源电连接的权利要求1～7任一所述的感应加热器。

9.一种感应加热器的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

加工感应加热线圈，使所述感应加热线圈形成有加热待钎焊工件的焊缝的感应加热区和引导所述待钎焊工件进入所述感应加热区的半封闭开口。

10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，还包括在所述感应加热线圈上位于感应加热区的一侧设置所述待钎焊工件的定位结构的步骤，使所述定位结构在所述感应加热线圈对所述待钎焊工件感应加热时与所述待钎焊工件表面接触，以使所述待钎焊工件在所述感应加热区位于居中的位置。

11.根据权利要求10所述的制造方法，其特征在于，所述定位结构包括至少一个第一定位块和至少一个第二定位块，在设置所述定位结构的过程中，将所述第一定位块固定设置在所述感应加热线圈的外侧，将所述第二定位块固定设置在所述感应加热线圈的内侧，使所述第一定位块和第二定位块的定位平面保持一致，以便所述第一定位块和第二定位块在所述感应加热线圈对所述待钎焊工件感应加热时共同对所述待钎焊工件进行支撑和定位。

12.根据权利要求9-11任一所述的制造方法，其特征在于，还包括在所述感应加热线圈中对应于所述感应加热区的位置固定设置导磁体的步骤。

13.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在使所述感应加热线圈形成有加热待钎焊工件的焊缝的感应加热区和引导所述待钎焊工件进入所述感应加热区的半封闭开口的过程中，使所述感应加热线圈的感应加热区和半封闭开口形成U型结构、V型结构或L型结构。

14.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，还包括由多段线圈焊接而成的单一线圈或一体制造而成的单一线圈形成所述感应加热线圈的步骤。

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