CN104284751B - 用于热焊的点火装置及其模具和包括该模具及装置的热焊设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于热焊的点火装置，所述点火装置包括导电性金属衬套(1)，所述金属衬套(1)可以封装与衬套(1)的内部腔室的内壁电连接的第一焊接材料的颗粒，提供有电绝缘盖和具有开口的底部基板，当第一放热反应已被引发时，所述第一焊接材料通过所述开口以炽热态落向封装在焊接模具(7)中的所述第二焊接材料；电极，所述电极穿过所述金属衬套(1)的盖并包括可连接至远程电点火装置(10)的能量输出(24b)的顶部触点和细丝形式的、可与第一焊接材料的颗粒电连接的底部触点，所述细丝由熔化温度高于所述焊接材料的点火温度的材料制成；以及连接确保性部件，所述连接确保性部件元件被引导进入底部基板与第一焊接材料的颗粒之间的内部腔室。

Description

用于热焊的点火装置及其模具和包括该模具及装置的热焊 设备

技术领域

本发明涉及用于例如那些使用在防止射线与地面连接的装置中的诸如焊条和电缆的焊接导体的热焊体系技术领域。

发明背景

热焊，特别是铜基热焊，是基于通过金属铝还原铜氧化物。该还原反应是高度放热的，其释放的大量热量能够使温度达到高于1000℃。这些条件允许将材料熔化以被焊接，即通过放热反应生成的热量接合在一起。

尽管该反应为化学铝热反应，但被熟知的是，热焊通常是通过初始反应物来提供足够的能量以激活反应过程产生的，它在模具内快速且安全地发生，优选的，在为每一元素和焊接类型而具体设计的石墨模具中，例如为设计有T-型、线性、并行的焊接导体。

热焊具有许多优势，这是由于热焊过程会产生分子变化，并且不只是与待焊接材料的机械连接，不仅可确保铜电缆之间的连接，而且确保焊接金属条和由黄铜、不锈钢、铜包钢接地棒等制成的部件之间的连接。在这些情况中，由此形成的焊接点具有比导体自身更高的导电性，这些焊接点不会随时间而侵蚀、生锈或降解；它们可抵抗电流耦合、能够经受重复的放电、它们的阻抗永远不会增加、它们比导体自身更耐机械力和耐压力，并提供对于形成的任何接地连接实现长期和可靠结果都特别重要的低电阻连接。

在热焊中使用的焊接材料通常是铜和铝粉氧化物及能够与待焊接元素相兼容的金属合金形成元素(metallic alloy-forming elements)的混合物。虽然焊接材料的反应不会自发发生，但一旦开始，该过程在全程中无需供给大量能量就可被引发，并得到熔融铜和熔渣。

为了给引发放热反应供给必要的能量，通常使用初始反应物粉末(初始材料)。所述初始反应物粉末，具有与焊接材料相似但略有不同的组分，特别是所用的铝，材料，比焊接材料更加精细且更具有反应活性，需要最小的能量源以发生反应，并随后转移给焊接材料所必需的能量以开始该反应，所述反应为金属氧化物与主体反应中所存在的铝之间的反应。应用于导体之间的焊接的传统热焊的已知顺序包括以下步骤：

1、一旦焊接的导体干净又干燥，就将其置于模具中。

2、在反应前，闭合模具以防止材料泄露，并放置支撑板以容纳该焊接材料。

3、浇注该焊接材料。

4、浇注初始反应物，以便大约50％的初始反应物通过焊接材料被分散在表面上，而为了促进点火则将另一半以融合的形式由模具的边缘浇注至焊接材料。

5、用点火器或手枪火花点火器点火来提供足够的能量，以引起初始反应物的反应。

6、通过这种反应物生成的能量引发主体反应，该主体反应被维持直到所有的焊接材料均反应完成，熔化支撑板，生成落入被封装导体的熔融铜，通过热焊产生分子键和彼此融合的导体。

7、为了安全起见，等候几秒后打开该模具并得到该焊接点，清理该模具以形成适宜地新连接。

用于热焊的传统方法具有一些期望被减小或消除的缺点。因此，根据使用条件或何时模具被蚀薄和料斗变宽，支撑板和浇注的焊接材料粉末会存在问题。这扰乱了平板稳定性和焊接材料以粉末的形式进入焊接腔室，在焊接腔室中，焊接材料的反应会产生与熔融铜不能够得到分离的熔渣。此外,坩埚料斗或焊接模具料斗中的初始材料和焊接材料的适当安排需要相对长的准备时间。

由于环境条件(空气、温度、湿度)影响初始反应物的点火，初始反应物还可将使用和运输中的问题合理得消除，但是由于它的化学特性，其运输受限于一些情况和进口国。在本发明中，将上述提及的初始反应物粉末(初始材料)进一步替换为新的致密颗粒形的、并具有优选特征物化参数的第一焊接材料，消除所讨论过的缺点，以最佳的方式促进并且保证在那些主要在所述第二焊接材料也是固体颗粒形的情况下第二焊接材料的放热反应。这种颗粒具有这样的优势，即保持反应物的整个固定量的浓度以防止与通过焊接材料成分的分子量不同所引起的浓度不同的相关问题。

已作了包括由完全地或部分地可替代材料制作的容器作为放置在焊接模具坩埚或料斗中的反应容器来克服上述所表明的任意缺点的尝试。这一包含焊接材料粉末的容器构成了消除粉末初始物用途的点火系统。因此，EP1472037描述了包括仅在其底部具有可熔融侧壁的容器的点火器，在该容器内具有热焊材料，点火器延展到该容器用于为放热的材料点火，且附着在该容器上的盖或帽密封顶部开口以由此防止污染物进入焊接材料，其特征在于材料耐热材料沿着容器的侧壁排列，其中，耐热材料为石墨膜(箔)，其为插入容器侧壁内的单独的衬里，且其中所述的容器侧壁具有圆锥形并包含金属。

由于容器具有与料斗相同的形状，使得上述类型的容器和相应的点火系统可在熔渣中或者甚至最后一道焊接中产生不必要的燃烧和剩余物，并会大大增加产物的体积。生成的熔渣也会增加，因为如果容器没有被充满，则熔渣变为残渣，如果容器被充满，则熔渣变为焊接的一部分，该焊接具有改变初始混合物的熔料组成问题，会引起附加问题。反之，如果不振摇容器，随着时间的推移，混合物的较重成分将会聚集在容器的底部，这导致影响主体反应的焊接材料的部分组成发生变化。

鉴于其本质，热焊伴随着释放大量的能量会产生非常高的温度，这有时候可引起高温熔料和/或熔渣以火花溅出焊接模具。这对焊接过程本身存在固有的职业危害,因此，远程引爆或点火所述过程大大地降低了焊接操作的操作者和技术人员的受灼伤的风险。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述热焊点火装置、用于点火装置的热焊模具，以及用于热焊的包含所述模具和所述装置的设备的缺点。

热焊点火装置包括在焊接模具中至少部分可封装的金属容器，所述金属容器包括由盖闭合的顶部基板、底部基板和用于封装具有点火温度的第一焊接材料的内部腔室，所述第一放热反应用来随后在第二焊接材料中引发第二放热反应，和用于在所述第一焊接材料中开始并引发第一放热反应的点火构件，其目的在于随后在第二焊接材料中引发第二放热反应，其中，

所述金属容器为导电性金属衬套，所述导电性金属衬套预期为可连接电压发生器的能量输出的第一电极；

所述金属衬套的盖由优选不会发生热变形的电绝缘材料制成，如聚酯薄膜材料(DM)；

所述金属衬套的底部基板具有开口，当放热反应已被引发时，通过所述开口第一焊接初始材料以炽热态落向封装在焊接模具内的第二焊接材料，在第二焊接材料中引发第二放热反应；

所述金属衬套的内部腔室包括大小用于封装固体颗粒形的第一焊接材料的内壁，所述内壁适用于放置第一焊接材料的颗粒与内部腔室的内壁电连接。所述内壁的内部周边优选与第一焊接材料的颗粒的外部周边互补；

所述点火构件包括电极，所述电极穿过所述金属衬套的盖并包括顶部触点，所述顶部触点可连接至电压发生器的能量输出的第二电极，优选由黄铜或锡材料制成，和细丝形式的底部触点，所述底部触点可与第一焊接材料的颗粒电连接，所述顶部触点和底部触点均能够通过有细丝出现的连接区被连接；

所述细丝由具有焊接温度高于第一焊接材料的点火温度的材料制成，而且有可能的是，细丝自身可连接至预设的所述电压发生器的能量输出的第二电极；

当所述颗粒在放热反应之前被封装在所述金属衬套的内部腔室内时，一确保性部件被支撑在所述内部腔室的内部周边内的金属衬套的底部基板上、并处于所述第一焊接材料颗粒的下方，以确保所述颗粒与细丝良好连接部件。

所述确保性部件可由由于放热反应而完全熔化或部分熔化的材料制成，所述确保性部件可以是螺旋弹簧，其被引导进入所述金属衬套的内部腔室，并通过第一焊接材料的颗粒被压缩，当所述颗粒优选通过所述金属衬套底部的中心开口以逐渐进入炽热的状态落向所述焊接模具的底部时被释放。

当足够引发炽热并熔化电极细丝的电流强度被施加给这一点火装置时，所述细丝达到高于引发第一焊接材料的颗粒内的第一放热反应所必要的点火温度的温度时，第一焊接材料的颗粒发生反应并落在第二焊接材料的上面引发第二焊接材料的点火。所产生的熔融材料落下并形成分子水平的与待焊接的材料的连接。当细丝熔化时，所述电极与所述金属衬套之间的电通量被截断。

一般来讲，颗粒形的第一焊接材料具有作为初始材料用于开始第二焊接材料反应的功能，所述第二焊接材料可以是粉末形，优选颗粒形。

在上一例子中，两种材料都是颗粒形，并给出了第一焊接材料的单独初始功能。所述第一焊接材料的尺寸要小于第二焊接材料的尺寸，但也要足够的大以便一旦熔化后允许第二焊接材料的反应。如果所述第一焊接材料不存在且没有给出两种颗粒之间的不同尺寸，则所述细丝将不能够熔化与所述第二焊接材料相应的颗粒。

为了那个目的，所述第一焊接材料和第二焊接材料的颗粒优选它们具有与传统焊接材料的必要成分实质上相同的组成，但比例不同，以便为了焊接材料中的一个或两个都具有理想的压实功能，优选地，所述反应性金属氧化物必须从初始金属粉末中获得，如铜，更优选地为具有优选的物化特性的电镀铜，所述物化特性为粒度分布不大于1000微米、表观密度在1.25-1.9g/cm³之间和纯度不低于99.5％。一旦获得这一氧化物，它包括了40-60％的所述焊接材料的最终混合物。

除所述氧化物之外，优选提供大量的具有与那些物化特性相似特性的初始金属，构成不超过20-25％的总组成。

反应的剩余材料和合金元素部件优选其直径不超过1毫米，但是，所述通量粒度尺寸必须与初始金属粒度尺寸相适应，不超过最终混合物的重量的10％。

上述材料可通过已知方法制造，例如，通过压缩和塑性所述焊接材料的预先均一化的各成分粉末，最后添加不会消极影响放热反应的粘接剂的方法进行制造。如此，颗粒具有这样的优势，即维持反应物的整个固定量的浓度以防止与由焊接材料各成分的分子量不同而引起的浓度不同相关的问题。

所述细丝的材料从第六族过渡金属、它们的合金及至少一种过渡金属与至少另一种非过渡金属元素的合金中选择。所述细丝的材料优选为具有熔化温度在2500℃至4000℃之间的材料，更优选地，熔化温度为3500±200℃。特别地，细丝的材料可以从钨和包括钨的合金中选择，其中，优选钨-铜合金以为细丝提供一定的弹性。所述细丝优选由这样的材料制成，即当向其施加优选短于10秒的4到10安培的电流时，该材料达到其熔化温度。所述电极的连接区可包括可安装在底部触点的上方部分的盲孔。

所述金属衬套可以是圆柱形的，圆形的内部腔室及所述金属衬套的圆形开口。所述金属衬套优选至少部分的安装在所述焊接模具中，所述模具具有自己的盖或具有构件的独立的盖，以用于与模具的上方开口相适应。所述金属衬套的顶部基板包括边缘支撑法兰。

可制作具有其成分的所述金属衬套造，尤其，用铝、铜或它们的组合，或者甚至是像预装有第一焊接材料颗粒的衬芯一样的至少部分可替代的容器制作。所述衬芯包含对于第一放热反应的初始过程所必需的最少量的第一焊接材料，当反应被引发时，所述第一焊接材料以熔融的熔滴形式落在第二焊接材料上，与待焊接的材料形成实际的热焊。

根据本发明，用于热焊的模具包括：

顶部外壳区，用于至少部分的封装含有第一焊接材料的用于热焊的点火装置的金属容器；

底部外壳区，用于封装第二焊接材料并与顶部外壳相连接以接收在点火装置引发第一放热反应后的炽热态的第一焊接材料，以便炽热的第一焊接材料在第二焊接材料中引发第二放热反应；

底部焊接区，其设计为用于通过热焊的方式提供待焊接的导体；

连接具有底部焊接区的底部外壳区的底部垂直通道允许由第二放热反应熔化的焊接材料落在待焊接的导体上；

已设想的是，顶部外壳区设计为用于至少部分地封装包含上述点火装置特征的用于热焊的点火装置的金属容器。

在一优选实施例中，模具的底部外壳区也被设计为用于封装固体颗粒形的第二焊接材料，但尺寸要大于第一焊接材料的颗粒。在这一例子中，底部外壳区可以包括底部圆形支撑基板，在所述底部圆形支撑基板上支撑有第二焊接材料颗粒，并优选的包括开向所述底部外壳区的底部垂直通道的中心开口。优选地，所述模具还包括导电性顶盖，设计为用于环绕和连接所述点火装置的金属衬套，并可与电压发生器的能量输出的第一电极连接。

根据本发明的用于热焊的设备包括根据本发明所述的点火装置和所述模具，以及目的在于施加引发第一放热反应所必需的电能量的点火构件。所述点火构件可以包括整合于电压发生器的远程电点火装置，其中，通过第一导体电缆将通过所述第一电极可连接的能量输出连接至金属衬套，并通过第二导体电缆连接至所述电极的顶部触点，所述电压装置能够供给充足时间的充足电流强度以熔化所述细丝。如此，远程电点火装置可以包括具有额定电压为3-12伏的电池，优选为6伏，所述电池具有可连接至电压发生器的能量输出的第一电极的负极触点和可连接至能量输出的第二电极的正极触点以及连接在电池的正极触点与所述能量输出的第二电极之间的电阻器，以及可连接至外部电源的充电装置和在电池的正极触点、电阻器及充电设备之间的继电器，以用于选择性地连接电池的正极触点至充电装置(用于为电池充电)或连接至能量输出的第二电极，以用于为细丝供给能量。这一电点火装置还包括被连接至电池的正极触点、充电装置和用于控制电池的电量和通过能量输出所剩下能量的继电器的微控制器。这一微控制器进一步包括定时器，以用于在充足时间的维持能量输出的能量供给以成功地熔化所述细丝并引发第一焊接材料的放热反应。

优选地，所述电点火装置还包括连接至电池的正极触点和微控制器的开/关按钮，以用于选择性转换电点火装置的开、关，以及至少还包括一个连接至电池的正极触点和微控制器的激活按钮，以用于选择性激活能量输出的能量供给。只有当被并行连接的两个激活按钮同时被按下时，它们才可以激活能量输出的能量供给。

为了提供关于电点火装置的操作状态的信息，所述装置可提供有一个或更多个指示器灯，所述指示器灯选自当电点火装置打开时，连接至微控制器亮灯的等候指示器灯；当能量输出的能量供给被激活时，连接至微控制器亮灯的激活指示器灯；当充电装置为电池充电时，连接至充电装置亮灯的充电指示器灯；当微控制器检测到电池的电量低于预定的电量阈值时，连接至微控制器亮灯的电量状态指示器灯。优选地，所述指示器灯均为发光二级管(LED)。

为了预防或至少降低焊接人员的风险，所述电点火装置优选包括至少一个警报器，所述警报器选自灯信号警报器、原声警报器和它们的组合，所述警报器连接至微控制器，当能量输出的能量供给开始时并直到第一焊接材料的放热反应已完成至少部分保持激活时，所述警报器被激活。在第一放热反应完成后，可选地，也在第二放热反应完成后，所述微控制器可被程序化以使被激活的所述警报器保持一段安全时间，相当于模具直到冷却至不会牵涉靠近焊接模具人员的损伤风险的安全温度所需的冷却时间。所述微控制器可以择一地或额外地被程序化以保持警报器被激活直到在放热反应完成后温度传感器检测到不会牵涉靠近焊接模具人员的损伤风险的安全模具温度。

正如以上所述，本发明以有效、安全且简单的方式克服了用于热焊过程的系统的缺点。

附图说明

基于以下示意图描述本发明的实施例及各方面，其中:

图1为根据本发明的点火装置的实施例的局部截面的俯视图；

图2为如图1所示的点火装置的局部截面的侧视图；

图3为如图1和2所示的点火装置的局部截面的仰视图；

图4为如图1至4所示的包含在点火装置中的电极的实施例的详细视图；

图5为根据本发明的焊接模具的实施例的局部截面的俯视图；

图6为如图5所示的焊接模具的截面的侧视图；

图7为合并如图1-4所示的点火装置及如图5-6所示的焊接模具的根据本发明的设备的实施例的示意图；

图8为远程电力点火装置的实施例的布线图。

可在这些附图中看出识别下述部件的附图标记部件：

1 金属衬套

1a 金属衬套的顶部基板

1b 金属衬套的底部基板

1c 内部腔室

1d 衬套的开口

2 衬套的盖

3 螺旋弹簧

4 第一焊接材料(引发剂)

4a 第二焊接材料

5 电极

5a 顶部触点

5b 细丝

5c 连接区

5d 盲孔

6 边缘支撑法兰

7 焊接模具

7b 底部基板

7c 顶部外壳区

7d 底部外壳区

7e 底部焊接区

7f 底部垂直通道

7g 底部圆形支撑基板

7h 模具的开口

7i 插入区

8 盖的连接器

8a 电极的夹钳

9a 第一导体电缆

9b 第二导体电缆

10 远程电点火装置

11 电阻器

12 充电装置

13 外部电源

14 外部电源连接器

15 等候指示器灯

16 电量状态指示器灯

17 充电指示器灯

18 激活指示器灯

19 原声警报器

20 开/关按钮

21a,21b 激活按钮

22 微控制器

23 继电器

24 能量输出

24a 能量输出的第一电极

24b 能量输出的第二电极

25 电池

25a 负极触点

25b 正极触点

26 待焊接的导体

27 导电性顶盖

本发明具体实施例

如图1-4所示的实施例，该点火装置包括圆筒形导电性金属衬套1，该金属衬套1包括顶部基板1a、底部基板1b和圆形的内部腔室1c，该顶部基板1a具有由电力绝缘材料制成的盖2闭合的边缘支撑法兰6，该圆形的内部腔室1c内含有固体颗粒形或致密颗粒形的第一焊接材料4。金属衬套1的底部基板1b具有中心圆形的开口1d,通过该中心圆形的开口1d，当第一放热反应被引发时，第一焊接材料4可朝着焊接模具7进入炽热状态中。

该内部腔室1c包括大小用于封装固体颗粒形的第一焊接材料4的内壁，并具有互补于第一焊接材料4颗粒的外部周边的内部周边材料颗粒，所述第一焊接材料4颗粒的外部周边用于安置第一焊接材料4的颗粒与内部腔室1c的内壁电连接。

螺旋弹簧3被支撑在金属衬套1的底部1b上,所述螺旋弹簧被导入内部腔室1c的内部周边并在放热反应前通过封装在金属衬套1的内部腔室1c内的第一焊接材料4的颗粒被压缩。当第一焊接材料垂直地通过由螺旋弹簧的螺旋限定的通道、通过金属衬套1的底部1b的开口1d朝着第二焊接材料4a逐渐进入炽热状态材料(图5,6)时，螺旋弹簧3被释放，并当螺旋弹簧3被释放材料时，它向上刮擦金属衬套1的内部腔室1c的内壁进行伸展。

该点火装置进一步包括包含电极5的点火器件，所述电极5穿过金属衬套1的盖2，并包括顶部触点5a和细丝5b形式的底部触点，所述细丝与焊接材料的颗粒电连接。顶部触点5a和细丝5b通过连接区5c相连接，且细丝5b被安装在连接区5c的盲孔5d中，并从连接区5c中显露出来。

细丝5b由其熔化温度高于第一焊接材料4的点火温度的材料制成，例如其熔化温度为3422℃的钨，当向其施加4到10安培之间的电流至少2至5秒时，达到熔化温度。

如图5和6所示的用于焊接的模具7包括具有由导电性材料制成的导电性顶盖27及底部基板7b的平行六面体。导电性顶盖27包括位于中部且呈圆柱的上方开口(没有描述)，通过该开口插入上述参照附图1-4所述的点火装置的金属衬套1，以便该金属衬套1的至少部分处于模具的顶部外壳区7c中，并具有模具的导电性盖27上的边缘支撑法兰6。第一焊接材料4的颗粒被安装在金属衬套1的内侧。

用于封装第二焊接材料4a的颗粒的底部外壳区7d处于模具顶部外壳区7c的下方，所述底部外壳区7d与顶部外壳区7c相连接以用于接收在点火装置引发第一放热反应后处于炽热态的第一焊接材料4材料，以便炽热态的第一焊接材料4在第二焊接材料4a中引发第二放热反应。该底部外壳区7d被设计为用于封装立方形颗粒的第二焊接材料4a，所述材料立方形颗粒的直径大于第一焊接材料4的颗粒的直径，且该底部外壳区7d包括支撑第二焊接材料4a的立方形颗粒的底部圆形支撑基板7g，并包括开向底部外壳区7d的底部垂直通道7f的开口7h。该底部垂直通道7f与具有焊接区的底部外壳区相连接以允许焊接材料4、4a通过第二放热反应熔化以落入到待焊接的导体26必须通过热焊的方式被焊接的连接区上的底部焊接区7e。待焊接的导体26在模具7的底部基板7b上方的插入区7i以传统方式被固定。

该导电性顶盖27环绕并接触点火装置的金属衬套1，并提供有通过第一导体电缆9a连接至整合于电压发生器的远程点火装置的能量输出24的第一电极24a的连接器8(图7)。依次，电极5的顶部触点5a通过夹钳8a和第二导体电缆9b的方式被连接至远程电点火装置10的能量输出24的第二电极24b(图7)。该远程电点火装置10能够提供足够的能量以熔化细丝5b，例如提供4到10安培的电流至少2至5秒钟。

图8示出了远程电点火装置10的实施例，所述装置包括整合在一个盒内的电池25，例如通过外部电源连接器14可连接至外部电源13的充电装置12的6V电池；继电器23、电阻器11和微控制器22。电池25具有可连接至第一电极24a的负极触点25a和可连接至能量输出24的第二电极24b的正极触点25b。电阻器11在正极触点25b和所述第二电极24b之间相互连通，而继电器23在电池25的正极触点25b、电阻器11和充电装置12之间相互连通，以用于选择性地连接电池25的正极触点25b至用于为电池25充电的充电装置12，或者连接电池25的正极触点25b至为细丝5b供应能量的能量输出24的第二电极24b。依次，微控制器22被连接至电池25的正极触点25b、充电装置12和继电器23，以用于控制电池25的电量和通过能量输出24所剩下的能量。该微控制器22还包括定时器，以用于在充足的时间维持能量输出的能量供给以成功地熔化细丝5b并引发第一焊接材料4的放热反应。

该远程电点火装置10进一步包括被连接至电池25的正极触点25b和微控制器22的开/关按钮20，以用于选择性地开关电力点火装置，还包括在电池25的正极触点25b和微控制器之间并行连接的两个激活按钮21a和21b，以用于当其被同时按压时选择性激活能量输出24的能量供给。该远程电点火装置10此外还包括：

连接至微控制器22的等候指示器灯15，当电点火装置打开时该灯亮；

连接至微控制器22的激活指示器灯18，当能量输出24的能量供给被激活时该灯亮；

连接至充电装置12的充电指示器灯17，当充电装置12为电池25充电时该灯亮；和

连接至微控制器22的电量状态指示器灯16，当微控制器22检测到电池25的电量低于预定的电量阈值时该灯亮。

这些指示器灯优选为发出不同颜色光亮的发光二极管(LED)。

该远程电点火装置10还包括连接至微控制器22的原声警报器19，当能量输出24的能量供给已开始且直到第一焊接材料4的放热反应已经结束时至少部分保持激活时，此时原声警报器19被激活，并且考虑到放热反应结束后的安全时间，相当于所述模具直到冷却至不会牵涉靠近焊接模具的人员的损伤风险的安全温度所需的冷却时间。为了该目的，微控制器22可具有定时器和/或在放热反应结束后检测到靠近模具的人员不会涉及到损伤风险的安全模具温度的温度传感器。

Claims (16)

1.一种用于热焊的点火装置，所述点火装置包括至少部分可封装在焊接模具中的金属容器，所述金属容器包括由盖闭合的顶部基板、底部基板、用于封装具有点火温度的第一焊接材料的内部腔室，以及用于引发第一焊接材料的第一放热反应、以为了引发封装在焊接模具中的第二焊接材料的第二放热反应的点火构件，其特征在于：

所述金属容器为可封装在所述焊接模具的导电性顶盖(27)中的导电性金属衬套(1)，其设计为用于环绕并连接所述点火装置的所述金属衬套(1)，并可连接至电压发生器的能量输出(24)的第一电极(24a)；

所述金属衬套(1)的盖(2)由电绝缘材料制成；

所述金属衬套(1)的底部基板(1b)具有开口(1d)，当所述第一放热反应被引发时，所述第一焊接材料(4)通过所述开口(1d)以炽热态落向封装在焊接模具(7)中的所述第二焊接材料(4a)；

所述内部腔室(1c)包括大小用于封装固体颗粒形的第一焊接材料(4)的内壁，并适用于将放置的第一焊接材料(4)的颗粒与所述内部腔室(1c)的内壁电连接；

所述点火构件包括穿过所述金属衬套(1)的盖(2)的电极(5)，所述电极(5)包括可连接至电压发生器的能量输出(24)的第二电极(24b)的顶部触点(5a)和可与所述第一焊接材料(4)的颗粒电连接的、细丝(5b)形式的底部触点；

所述细丝(5b)形式的底部触点由熔化温度大于所述第一焊接材料(4)的点火温度的材料制成；

确保所述第一焊接材料(4)的颗粒与所述细丝(5b)形式的底部触点连接的连接确保性部件被支撑在所述金属衬套(1)的底部基板(1b)上；

所述连接确保性部件包括螺旋弹簧(3)，所述螺旋弹簧(3)被引导进入所述内部腔室(1c)的内部周边，且当所述第一焊接材料(4)的颗粒在放热反应之前被封装在所述金属衬套(1)的所述内部腔室(1c)内时，所述螺旋弹簧(3)被所述第一焊接材料(4)的颗粒压缩；并当所述第一焊接材料(4)逐渐以炽热态通过所述金属衬套(1)的所述底部基板(1b)的所述开口(1d)落向所述焊接模具(7)时，所述螺旋弹簧(3)被释放。

2.根据权利要求1所述的点火装置，其特征在于，所述第二焊接材料(4a)是固体颗粒形式。

3.根据前述任一项权利要求所述的点火装置，其特征在于，所述第一焊接材料(4)和/或所述第二焊接材料(4a)的组份包括40-60％之间的从粒度分布不大于1000微米、表观密度在1.25-1.9g/cm³之间和纯度不低于99.5％，且适于压实的初始金属粉末中获得的反应性金属氧化物。

4.根据权利要求3所述的点火装置，其特征在于，所述初始金属粉末为铜。

5.根据权利要求4所述的点火装置，其特征在于，所述初始金属粉末为电镀铜。

6.根据权利要求3所述的点火装置，其特征在于，所述反应性金属氧化物还包括一定量的初始金属，所述初始金属不超过所述第一焊接材料(4)和/或所述第二焊接材料(4a)的总组成的20-25％。

7.根据权利要求3所述的点火装置，其特征在于，所述第一焊接材料(4)和/或所述第二焊接材料(4a)的组分包括适于引发反应的材料和直径优选不超过1毫米，且其通量粒度尺寸必须适于所述初始金属粉末的通量粒度尺寸的合金形成元素，且通量不超过最终混合物重量的10％。

8.根据权利要求1所述的点火装置，其特征在于，所述金属衬套(1)为圆柱形的。

9.根据权利要求1所述的点火装置，其特征在于，所述内部腔室(1c)为圆形的。

10.根据权利要求1所述的点火装置，其特征在于，所述金属衬套(1)的顶部基板(1a)包括边缘支撑法兰(6)。

11.根据权利要求1所述的点火装置，其特征在于，所述细丝(5b)形式的底部触点的材料选自第6族过渡金属、它们的合金和至少一种过渡金属和至少另一种非过渡金属元素的合金。

12.根据权利要求1所述的点火装置，其特征在于，所述细丝(5b)形式的底部触点的材料具有2500℃-4000℃之间的熔化温度。

13.根据权利要求1所述的点火装置，其特征在于，所述细丝(5b)形式的底部触点由当向其施加4-10安培之间的电流时达到其熔化温度的材料制成。

14.一种用于热焊的模具，所述模具包括：

顶部外壳区(7c)，用于至少部分封装包含第一焊接材料(4)的用于热焊的点火装置的金属容器；

底部外壳区(7d),用于封装第二焊接材料(4a)，并与顶部外壳区(7c)相连，以接收在点火装置已引发第一放热反应后炽热态的所述第一焊接材料(4)，以便当炽热态的所述第一焊接材料(4)落在所述第二焊接材料(4a)上时引发第二放热反应；

底部焊接区(7e)，设计为用于通过热焊的方式提供待焊接的导体(26)；

连接所述底部外壳与所述底部焊接区(7e)的底部垂直通道(7f)允许由第二放热反应熔化的所述第一焊接材料(4)和所述第二焊接材料(4a)落在所述待焊接的导体(26)上；

其特征在于，所述顶部外壳区(7c)设计为用于至少部分地封装权利要求1-13中任一项所述的点火装置的所述金属容器(1)。

15.根据权利要求14所述的用于热焊的模具，其特征在于，所述模具包括导电性顶盖(27)，设计为用于环绕并连接所述点火装置的所述金属衬套(1)，且所述导电性顶盖(27)可连接至所述电压发生器的能量输出(24)的第一电极(24a)。

16.一种包括模具和点火装置的用于热焊的设备，其特征在于，

所述模具为权利要求14-15任一项所限定的用于热焊的焊接模具(7)；

所述点火装置为权利要求1-13任一项所限定的用于热焊的点火装置，

并进一步包括：

整合于所述电压发生器的远程电点火装置(10)，其中，将通过所述第一电极(24a)可连接的能量输出(24)凭借第一导体电缆(9a)通过所述焊接模具的所述导电性顶盖(27)连接至所述金属衬套(1)，通过第二导体电缆(9b)连接至所述电极(5)的顶部触点(5a)，所述远程电点火装置(10)设计为用于能够以充足的时间提供充足的电流强度以熔化所述点火装置的所述细丝(5b)形式的底部触点。