CN104139233B - 一种集束线电阻焊接机及其焊接方法 - Google Patents

一种集束线电阻焊接机及其焊接方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种集束线电阻焊接机，包括集束线固定压紧装置、集束线滑动压紧进给装置、焊接套模具和机箱平台。集束线固定压紧装置包括固定压紧装置压力臂、固定压紧装置压力气缸和固定压紧装置承压底座。集束线滑动压紧进给装置包括滑动压紧进给装置压力臂、滑动压紧进给装置压力气缸、滑动压紧进给装置进给气缸和滑动压紧进给装置承压底座。本发明还包括集束线电阻焊接机的焊接方法，包括准备、试机和取线等步骤。本发明采用固定焊接端，单边进给的方案，配合焊接套模具的使用，提高了集束线电阻焊的工艺质量和工作效率。

Description

一种集束线电阻焊接机及其焊接方法
技术领域
本发明涉及一种电阻焊接机及其焊接方法，特别涉及一种多股线电阻焊接机及其焊接方法，属于电焊设备领域。
背景技术
电阻焊是使工件处在一定电极压力作用下并利用电流通过工件时所产生的电阻热将两工件之间的接触表面熔化而实现连接的焊接方法。早期的电阻焊工艺通常只能加工单根的工件，在加工多股线间的焊接时，采用逐根焊接的方法，工作效率低，而且每根焊接后形状均不相同，导致多股线松散，难以并拢。为了解决上述问题，现有的多股线焊接工艺将多股线绞合形成集束，然后进行对焊，但是导线截面通常是圆形，多股线截断后，截断部比较松散，在对焊时不宜定形，从而在焊后产生局部突起和毛刺等质量问题，而且还需消耗较多的焊接添料。公开号是CN101299358A的专利文件公开了一种电缆绞合导体焊接方法，采用紧压模具和金属包带将多股线端头固定然后对焊，这种工艺在实际操作过程中存在诸多问题，其一，在实际操作中两端焊头较难对准压紧，通常会发生对偏，影响焊接质量；其二，绞合电缆截断部没有进行必要的修整切平加工，在对焊过程中两端头不能充分接触，容易产生电弧放电，产生不良影响；其三，即便是采用了紧压模具和金属包带也不能完全克服对焊接头部松散及其带来的不良效果；最后这篇专利文件没有公开任何完整解决多股线焊接的设备方案，实际操作中难以完成多股线焊接工艺。
发明内容
本发明集束线电阻焊接机及其焊接方法公开了新的方案，采用了固定和滑动夹具进行单边进给对焊，解决了焊接端对偏的问题，在准备工序中进行焊接端修整切平加工及设置相应的剪头装置，解决了焊接端不能压紧对头的问题，采用了在两端焊接头外设置焊接套模具的方案彻底克服了焊接头部松散对焊接质量造成的不良影响。
本发明集束线电阻焊接机包括集束线固定压紧装置、集束线滑动压紧进给装置、焊接套模具300和机箱平台。集束线固定压紧装置和集束线滑动压紧进给装置设置在机箱平台上。
集束线固定压紧装置包括固定压紧装置压力臂110、固定压紧装置压力气缸120和固定压紧装置承压底座130，固定压紧装置压力臂110一端与固定压紧装置压力气缸120传动连接，固定压紧装置压力臂110另一端上设有固定压紧装置上压块111，固定压紧装置压力臂110中部与固定压紧装置承压底座130活动铰接，固定压紧装置承压底座130上设有固定压紧装置下压块131，固定压紧装置压力气缸120通过活动铰接推动固定压紧装置上压块111与固定压紧装置下压块131配合将一端集束线固定压紧。
集束线滑动压紧进给装置包括滑动压紧进给装置压力臂210、滑动压紧进给装置压力气缸220、滑动压紧进给装置进给气缸230和滑动压紧进给装置承压底座240，滑动压紧进给装置压力臂210一端与滑动压紧进给装置压力气缸220传动连接，滑动压紧进给装置压力臂210另一端上设有滑动压紧进给装置上压块211，滑动压紧进给装置压力臂210中部与滑动压紧进给装置承压底座240活动铰接，滑动压紧进给装置承压底座240上设有滑动压紧进给装置下压块241，滑动压紧进给装置压力气缸220通过活动铰接推动滑动压紧进给装置上压块211与滑动压紧进给装置下压块241配合将另一端集束线固定压紧，滑动压紧进给装置进给气缸230推动集束线滑动压紧进给装置带动上述另一端集束线与上述一端集束线对头压紧焊接，对头压紧焊接部设置在焊接套模具300内。
本发明还包括集束线电阻焊接机的焊接方法，包括步骤：(1)将焊接机电源和气源接通备用，将待焊接集束线焊接端修整切平，将经修整切平的两股集束线焊接端分别插入焊接套模具两端；(2)将上述两股集束线中一股压紧固定在固定压紧装置上压块与固定压紧装置下压块间，将上述两股集束线中另一股压紧固定在滑动压紧进给装置上压块与滑动压紧进给装置下压块间，开启滑动压紧进给装置进给气缸，推动集束线滑动压紧进给装置运动，使得两股集束线焊接端在焊接套模具内结合压紧，接通焊接电流，完成焊接步骤；(3)关闭焊接电流，取下焊好的集束线，除去焊接套模具，完成焊接工艺。
本发明集束线电阻焊接机及其焊接方法采用固定焊接端，单边进给的方案，配合焊接套模具的使用，提高了集束线电阻焊的工艺质量和工作效率。
附图说明
图1是本发明集束线电阻焊接机主视示意图。
图2是本发明集束线电阻焊接机左视示意图。
图3是图1主视图A-A剖视示意图。
图1～3中，300是焊接套模具，110是固定压紧装置压力臂，111是固定压紧装置上压块，120是固定压紧装置压力气缸，130是固定压紧装置承压底座，131是固定压紧装置下压块，140是进给导杆，210是滑动压紧进给装置压力臂，211是滑动压紧进给装置上压块，220是滑动压紧进给装置压力气缸，230是滑动压紧进给装置进给气缸，240是滑动压紧进给装置承压底座，241是滑动压紧进给装置下压块，251是行程调节螺栓，252是行程调节基座，510是控制面板，600是集束线剪头预处理装置，710是支架，720是防护板，721是观察窗。
具体实施方式
以下结合附图，对本发明作进一步说明。
如图1～3所示，本发明集束线电阻焊接机示意图。集束线电阻焊接机包括集束线固定压紧装置、集束线滑动压紧进给装置、焊接套模具300和机箱平台。集束线固定压紧装置和集束线滑动压紧进给装置设置在机箱平台上。
集束线固定压紧装置包括固定压紧装置压力臂110、固定压紧装置压力气缸120和固定压紧装置承压底座130，固定压紧装置压力臂110一端与固定压紧装置压力气缸120传动连接，固定压紧装置压力臂110另一端上设有固定压紧装置上压块111，固定压紧装置压力臂110中部与固定压紧装置承压底座130活动铰接，固定压紧装置承压底座130上设有固定压紧装置下压块131，固定压紧装置压力气缸120通过活动铰接推动固定压紧装置上压块111与固定压紧装置下压块131配合将一端集束线固定压紧。
集束线滑动压紧进给装置包括滑动压紧进给装置压力臂210、滑动压紧进给装置压力气缸220、滑动压紧进给装置进给气缸230和滑动压紧进给装置承压底座240，滑动压紧进给装置压力臂210一端与滑动压紧进给装置压力气缸220传动连接，滑动压紧进给装置压力臂210另一端上设有滑动压紧进给装置上压块211，滑动压紧进给装置压力臂210中部与滑动压紧进给装置承压底座240活动铰接，滑动压紧进给装置承压底座240上设有滑动压紧进给装置下压块241，滑动压紧进给装置压力气缸220通过活动铰接推动滑动压紧进给装置上压块211与滑动压紧进给装置下压块241配合将另一端集束线固定压紧，滑动压紧进给装置进给气缸230推动集束线滑动压紧进给装置带动上述另一端集束线与上述一端集束线对头压紧焊接，对头压紧焊接部设置在焊接套模具300内。焊接套模具300优选是圆柱筒形结构，上述一端集束线与上述另一端集束线在圆柱筒形结构内对头压紧焊接，本方案的焊接套模具并不限于圆柱筒形结构，还可以是棱柱筒型结构，而且其内径应当满足两端集束线刚好能顺利插入并且自由移动，这样既满足对头压焊的要求，又避免了熔融的金属液过分外溢，影响焊接质量。焊接套模具300的材质应当是耐高温材料，例如硅酸盐中的石英等。
为了提高焊机的自动化水平，减少人为手动操作步骤，提高生产效率，减少手工操作引起的失误和误差，本方案的集束线电阻焊接机还可以包括智能自控系统，智能自控系统包括控制面板510、焊接电流控制模块、焊接压力控制模块和焊接时间控制模块，控制面板510上设有电流操控界面、压力操控界面、时间操控界面和启动开关，电流操控界面将接收的电流设定指令信号传送给焊接电流控制模块，焊接电流控制模块根据接收到的信号控制输出电流，压力操控界面将接收的压力设定指令信号传送给焊接压力控制模块，焊接压力控制模块根据接收到的信号控制进给气缸的输出压力，时间操控界面将接收的时间设定指令信号传送给焊接时间控制模块，焊接时间控制模块根据接收到的信号控制输出电流的时间。以上方案涉及的电路、模块和电气元件及其设计方案可以选择本领域惯用的选择和方案，也可以根据特殊的要求采用配套的选用和方案。
在进行电阻焊时，被焊工件焊端的表面质量对于获得稳定的焊接质量是至关重要的，因此，焊前必须将两股集束线焊接端的接触表面进行清理。为了满足以上要求，本方案的集束线电阻焊接机还包括集束线剪头预处理装置600，集束线剪头预处理装置600包括夹紧部件、切刀部件和驱动气缸，驱动气缸推动切刀部件将固定在夹紧部件内的集束线焊接端剪头修平。具体是，驱动气缸输出端固定连接切刀部件，待剪头修平的集束线截断部设置在切刀部件的进给方向上，开动驱动气缸，切刀部件将集束线剪头修平。
为了保证滑动压紧进给装置在进给气缸的推动下准确地将两股集束线对头压紧，本方案的集束线固定压紧装置还包括进给导杆140，进给导杆140一端固定在固定压紧装置承压底座130底部，滑动压紧进给装置承压底座240滑动套设在进给导杆140另一端上，滑动压紧进给装置进给气缸230推动集束线滑动压紧进给装置沿进给导杆140带动上述另一端集束线与上述一端集束线对头压紧。为了进一步保证滑动压紧进给装置在设定的行程上运动，本方案的集束线滑动压紧进给装置在上述方案的基础上还可以进一步包括进给行程调节装置，进给行程调节装置包括行程调节螺栓251和行程调节基座252，行程调节基座252固定设置在进给导杆140另一端向外延伸的方向上，行程调节螺栓251与行程调节基座252内外螺纹连接，行程调节螺栓251穿出行程调节基座252的一端阻止滑动压紧进给装置承压底座240向外滑出进给导杆140另一端。
在实际生产实践中，集束线的粗细程度相差较大，为了满足紧固各种通径集束线的要求，本方案在固定压紧装置上压块111和固定压紧装置下压块131的压紧配合面上设有若干集束线卡槽，上述一端集束线夹紧固定在上述集束线卡槽内；滑动压紧进给装置上压块211和滑动压紧进给装置下压块241的压紧配合面上设有若干集束线卡槽，上述另一端集束线夹紧固定在上述述集束线卡槽内。卡槽的通径应当根据经常需要加工的集束线通径设定，满足压实夹紧固定即可。
电阻焊通常采用大电流将集束线熔化进行连接，作业环境时常伴有电弧放电和电火花喷溅等情况发生，为了维护操作人员的安全，减少事故的发生，本方案的集束线电阻焊接机还包括安全防护装置，所述安全防护装置包括支架710和防护板720，支架710一端固定在机箱平台上，防护板720与支架710另一端活动铰接，防护板720上设有观察窗721，操作人员通过观察窗721监视焊接加工部位。防护板720和观察窗721的大小可以根据实际需要设定，其设置的位置应当保证在保护操作人员安全的前提下方便其实施监视焊接作业的进展情况，例如，防护板720在防护状态时应当延伸至机箱平台面以下，观察窗721在防护状态时应当对准集束线的焊接部位。在实际操作中，由于防护装置的引入影响了监视部位的照明度，为了解决这个问题，可以在机箱平台上设置照明探灯，从而增加观察部位的照明度。
为了满足不同用户对焊机适用范围以及占用场地大小等多种要求的差异性，本方案提供了5种不同的机型，具体是：
机型一
集束线焊接面范围是0.5mm2～8mm2，额定电压是220V/50HZ，最大功率是3KVA，焊机长、宽和高是600mm*570mm*1150mm。
机型二
集束线焊接面范围是16mm2～120mm2，额定电压是380V/50HZ，最大功率是40KVA，焊机长、宽和高是1100mm*500mm*1200mm。
机型三
集束线焊接面范围是20mm2～200mm2，额定电压是380V/50HZ，最大功率是80KVA，焊机长、宽和高是1130mm*710mm*1220mm。
机型四
集束线焊接面范围是95mm2～300mm2，额定电压是380V/50HZ，最大功率是200KVA，焊机长、宽和高是1050mm*950mm*1620mm。
机型五
集束线焊接面范围是300mm2～630mm2，额定电压是380V/50HZ，最大功率是300KVA，焊机长、宽和高是800mm*950mm*1300mm。
本发明集束线电阻焊接机的焊接方法，包括步骤：
将焊接机电源和气源接通备用，将待焊接集束线焊接端修整切平，将经修整切平的两股集束线焊接端分别插入焊接套模具两端。具体是，检查电源是否接通，气源是否就位，找出与被焊导体匹配的焊接套模具备用，将焊接部修整切平，插入焊接套模具，保证集束线在焊接套模具内可正常活动，调节好与待焊集束线匹配的电流设定和焊接距离以及焊接压力。
将上述两股集束线中一股压紧固定在固定压紧装置上压块与固定压紧装置下压块间，将上述两股集束线中另一股压紧固定在滑动压紧进给装置上压块与滑动压紧进给装置下压块间，开启滑动压紧进给装置进给气缸，推动集束线滑动压紧进给装置运动，使得两股集束线焊接端在焊接套模具内结合压紧，接通焊接电流，完成焊接步骤。为了保证操作人员的安全，在进行焊接操作时，可以在集束线焊接部的外侧设置安全防护装置，操作人员通过安全防护装置监视焊接过程。
关闭焊接电流，取下焊好的集束线，除去焊接套模具，完成焊接工艺。完成焊接后，打开压块部件，将套设在焊接部的焊接套模具击碎，清理干净，得到焊好的整股集束线。
检查焊接部是否完整，有无明显的大气孔、裂纹、错位以及焊接部外表的光滑平整度。利用砂纸或锉刀打磨焊接部，去除小毛刺和多余焊斑，对焊接部作强度、抗弯、延展、扭曲和电阻测试等工作。
最后对焊机进行清理工作，扫清加工遗留的焊屑及其它颗粒物，上油润滑以及检查焊机各部位有无明显磨损等。
本方案的集束线电阻焊接机及其焊接方法采用了单边进给的电阻焊方案并披露了实施方案的设备方案，在焊接准备过程中利用焊机自带的剪头切平装置对焊接端进行加工，在焊接进行过程中利用焊接套模具规范焊接部的形状以及表面质量，解决了现有集束线焊机加工工艺复杂，不规范以及加工质量参差不齐，效率不高的问题，具有突出的实质性特点和显著的进步。
本方案的集束线电阻焊接机及其焊接方法并不限于实施例公开的内容，实施例中出现的技术方案可以单独存在，也可以相互包含，本领域技术人员根据本方案结合现有技术作出的简单替换方案也属于本方案的范围。

Claims (10)

1.一种集束线电阻焊接机，其特征是包括集束线固定压紧装置、集束线滑动压紧进给装置、焊接套模具(300)和机箱平台，所述集束线固定压紧装置和集束线滑动压紧进给装置设置在所述机箱平台上；
所述集束线固定压紧装置包括固定压紧装置压力臂(110)、固定压紧装置压力气缸(120)和固定压紧装置承压底座(130)，固定压紧装置压力臂(110)一端与固定压紧装置压力气缸(120)传动连接，固定压紧装置压力臂(110)另一端上设有固定压紧装置上压块(111)，固定压紧装置压力臂(110)中部与固定压紧装置承压底座(130)活动铰接，固定压紧装置承压底座(130)上设有固定压紧装置下压块(131)，固定压紧装置压力气缸(120)通过所述活动铰接推动固定压紧装置上压块(111)与固定压紧装置下压块(131)配合将一端集束线固定压紧；
所述集束线滑动压紧进给装置包括滑动压紧进给装置压力臂(210)、滑动压紧进给装置压力气缸(220)、滑动压紧进给装置进给气缸(230)和滑动压紧进给装置承压底座(240)，滑动压紧进给装置压力臂(210)一端与滑动压紧进给装置压力气缸(220)传动连接，滑动压紧进给装置压力臂(210)另一端上设有滑动压紧进给装置上压块(211)，滑动压紧进给装置压力臂(210)中部与滑动压紧进给装置承压底座(240)活动铰接，滑动压紧进给装置承压底座(240)上设有滑动压紧进给装置下压块(241)，滑动压紧进给装置压力气缸(220)通过所述活动铰接推动滑动压紧进给装置上压块(211)与滑动压紧进给装置下压块(241)配合将另一端集束线固定压紧，滑动压紧进给装置进给气缸(230)推动所述集束线滑动压紧进给装置带动所述另一端集束线与所述一端集束线对头压紧焊接，所述对头压紧焊接部设置在焊接套模具(300)内。
2.根据权利要求1所述的集束线电阻焊接机，其特征在于，所述集束线电阻焊接机还包括智能自控系统，所述智能自控系统包括控制面板(510)、焊接电流控制模块、焊接压力控制模块和焊接时间控制模块，控制面板(510)上设有电流操控界面、压力操控界面、时间操控界面和启动开关，所述电流操控界面将接收的电流设定指令信号传送给所述焊接电流控制模块，所述焊接电流控制模块根据接收到的信号控制输出电流，所述压力操控界面将接收的压力设定指令信号传送给所述焊接压力控制模块，所述焊接压力控制模块根据接收到的信号控制进给气缸的输出压力，所述时间操控界面将接收的时间设定指令信号传送给所述焊接时间控制模块，所述焊接时间控制模块根据接收到的信号控制输出电流的时间。
3.根据权利要求1或2所述的集束线电阻焊接机，其特征在于，所述集束线电阻焊接机还包括集束线剪头预处理装置(600)，集束线剪头预处理装置(600)包括夹紧部件、切刀部件和驱动气缸，所述驱动气缸推动所述切刀部件将固定在所述夹紧部件内的集束线焊接端剪头修平。
4.根据权利要求3所述的集束线电阻焊接机，其特征在于，所述集束线固定压紧装置还包括进给导杆(140)，进给导杆(140)一端固定在固定压紧装置承压底座(130)底部，滑动压紧进给装置承压底座(240)滑动套设在进给导杆(140)另一端上，滑动压紧进给装置进给气缸(230)推动所述集束线滑动压紧进给装置沿进给导杆(140)带动所述另一端集束线与所述一端集束线对头压紧。
5.根据权利要求4所述的集束线电阻焊接机，其特征在于，所述集束线滑动压紧进给装置还包括进给行程调节装置，所述进给行程调节装置包括行程调节螺栓(251)和行程调节基座(252)，行程调节基座(252)固定设置在所述进给导杆(140)另一端向外延伸的方向上，行程调节螺栓(251)与行程调节基座(252)内外螺纹连接，行程调节螺栓(251)穿出行程调节基座(252)的一端阻止滑动压紧进给装置承压底座(240)向外滑出所述进给导杆(140)另一端。
6.根据权利要求3所述的集束线电阻焊接机，其特征在于，固定压紧装置上压块(111)和固定压紧装置下压块(131)的压紧配合面上设有若干集束线卡槽，所述一端集束线夹紧固定在所述集束线卡槽内；滑动压紧进给装置上压块(211)和滑动压紧进给装置下压块(241)的压紧配合面上设有若干集束线卡槽，所述另一端集束线夹紧固定在所述集束线卡槽内。
7.根据权利要求3所述的集束线电阻焊接机，其特征在于，所述集束线电阻焊接机还包括安全防护装置，所述安全防护装置包括支架(710)和防护板(720)，支架(710)一端固定在所述机箱平台上，防护板(720)与支架(710)另一端活动铰接，防护板(720)上设有观察窗(721)，操作人员通过观察窗(721)监视焊接加工部位。
8.根据权利要求1所述的集束线电阻焊接机，其特征在于，焊接套模具(300)是圆柱筒形结构，所述一端集束线与所述另一端集束线在所述圆柱筒形结构内对头压紧焊接。
9.一种根据权利要求3所述集束线电阻焊接机的焊接方法，其特征是包括步骤：
(1)将焊接机电源和气源接通备用，将待焊接集束线焊接端修整切平，将经修整切平的两股集束线焊接端分别插入焊接套模具两端；
(2)将上述两股集束线中一股压紧固定在固定压紧装置上压块与固定压紧装置下压块间，将上述两股集束线中另一股压紧固定在滑动压紧进给装置上压块与滑动压紧进给装置下压块间，开启滑动压紧进给装置进给气缸，推动集束线滑动压紧进给装置运动，使得两股集束线焊接端在焊接套模具内结合压紧，接通焊接电流，完成焊接步骤；
(3)关闭焊接电流，取下焊好的集束线，除去焊接套模具，完成焊接工艺。
10.根据权利要求9所述的焊接方法，其特征在于，步骤(2)中，在集束线焊接部的外侧设置安全防护装置，操作人员通过所述安全防护装置监视焊接过程。
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