CN104668865A - 热电偶焊接夹持装置 - Google Patents

Abstract

一种热电偶焊接夹持装置，由底座1、支座3、支架10、热电偶夹持组件、碳棒夹持组件组成，支架10通过支座3垂直固定在底座1上，支座3通过螺钉2固定在底座1上，热电偶夹持组件与底座1连接，碳棒夹持组件与支架10垂直活动连接，碳棒夹持组件能在支架10上移动，以调节固定在碳棒夹持组件上的碳棒11与热电偶焊接面的接触距离，克服了现有技术热电偶焊接质量受人为因素控制，质量不可控，合格率不高等问题。

Description

热电偶焊接夹持装置

技术领域

本发明涉及一种热电偶焊接夹持装置，具体涉及一种焊接合格率高、使用安全的贵金属热电偶电弧焊接夹持装置。

背景技术

热电偶是温度测量仪表中常用的测温元件，其工作原理是将所测的温度信号转换成电信号，再通过电器仪表转换成被测介质可视的温度数据以供使用。热电偶主要由热电极、绝缘套保护管和接线盒等组成。在制造和检修过程中，需要把两段异种材质的偶丝焊接在一起形成回路，用于温度测量。目前使用的焊接技术方案是采用诸如氩弧焊、碳粉焊、气焊、电解质焊和电弧焊等热量来源方式熔化热电偶丝自由端面，形成二倍线径的球状焊点，完成焊接。其中，电弧焊技术是通过将热电偶待焊端并列夹持，夹持端接入电源设备正极，另使用碳棒连接电源设备负极。焊接时，用碳棒与热电偶待焊端顶端接触起弧并瞬间产生大量热量熔化结合处实现焊接，待测量端熔成球状后迅速抽离碳棒。这种焊接方法简单、操作简便，进行贵金属热电偶焊接时焊接端不易玷污，但是不足之处是：1、热电偶夹持端和碳棒的接触时间、两者相互位置等影响焊接质量的参数难以固定，人为影响因素较大，焊接质量过多的依赖于操作者的技能水平；2、由于焊接时操作者需同时操作热电偶和碳棒以调节两者间的空间位置，难以再调节焊接电流而导致焊接时焊接电流不可控，影响焊接质量，难以保证较高的合格率；3、由于焊接时电流较大，焊接碳棒和导线通常包覆绝缘套，但是焊接时瞬时电流较大，依然存在触电等安全风险。

发明内容

本发明的目的是针对传统电弧焊接质量人为影响因素过大，难以保证较高的合格率以及存在触电等安全风险的不足之处，提供了一种结构简单、操作安全，合格率高的贵金属热电偶电弧焊接夹持装置。本发明是通过以下技术方案实现的：一种贵金属热电偶电弧焊接夹持装置，其中，热电偶13下端连接焊接设备正极，由夹块A14、夹块B15、夹套16以及绝缘胶垫片22组成的夹持组件夹持，并固定在由定位螺母19定位、拧紧螺母18固定、螺杆17支撑的热电偶支撑组件上；碳棒11上端连接焊接设备负极，由开口弹片12固定，通过与开口弹片12连接的活动横梁9上的升降旋钮6调节垂直方向位置。碳棒11下端制有较尖圆锥面，在焊接时，调节升降旋钮6以控制碳棒11与热电偶焊接面的接触距离，从而实现标准要求的二倍线径的球状焊点。

本发明相比于现有技术具有如下有益效果：

1.    焊接合格率高。本发明夹持碳棒采用的开口弹片，保证了碳棒垂直焊接待焊端，大大减少因碳棒焊接过程发生偏移和倾斜造成的焊接质量降低现象；通过调节升降旋钮可以精确控制碳棒、待焊表面的垂直位置和两者的接触间隙，同时也能在焊接过程中调节焊接电流强度，大大减少了焊接过程的人为影响因素。

2.    结构简单、操作便捷。本发明将碳棒通过开口弹片进行夹持固定，热电偶由夹块和夹套进行固定。焊接时，操作者只需调节升降旋钮6和螺杆17即可进行碳棒和热电偶待焊表面接触焊接。

3.    安全可靠。本发明将碳棒和热电偶进行了固定夹持，操作者在焊接过程中，不用接触焊接电源线或电源线夹头等带电设备，降低了安全风险。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是热电偶电弧焊接夹持装置结构示意图。

图中，1底座、2螺钉、3支座、4支架固定螺栓、5支架定位销、6升降旋钮、7滚轮、8滚轮橡胶套、9活动横梁、10支架、11碳棒、12开口弹片、13热电偶、14夹块A、15夹块B、16夹套、17螺杆、18拧紧螺母、19定位螺母、20螺杆滑槽、21底座调平螺钉、22绝缘胶垫片。

具体实施方式

如图1所示，本发明所公开的热电偶电弧焊接夹持装置，由支撑部分、夹持部分和调节部分组成。

所述支撑部分包括底座1、支座3和支架10。所述支座3与底座1连接，优先选用具有一定强度的高分子材料，但不局限于塑料材料加工成型的支座。支座3的结构特征是带有一个T型凹面，所述凹面可以保证支架10的垂直度和稳定性。支架10通过支座3由两个螺钉2固定在底座1的一端，所述支架10通过固定螺栓4和支架定位销5与支座3固定连接。支架10的具有两个平行面且横截面呈U型，其中一个表面制有刻度，其主要作用是能直观且准确的控制碳棒垂直方向位置，支架10的另一面为较光洁的平面，其主要作用是保证滚轮7在该表面滑动时的连续性，避免出现卡滞或跳动。安装时，先将支架10卡入支座3的凹槽内，同时将支架10的定位销孔对准支座3的支架定位销。所述支架定位销在弹簧的作用下会直接卡入支架10的定位销孔中，实现支架10与支座3的定位；之后将支架固定螺栓4拧入支架10和支座3的螺纹孔中，带紧支架10，实现了支架10与底座1的固定安装。

所述碳棒夹持组件包括开口弹片12、活动横梁9；热电偶夹持组件包括夹块A14、夹块B15、夹套16和绝缘橡胶垫片22。开口弹片12一端固定在活动横梁9上，另一端在自由状态时呈开口状，并制有一通孔。该孔在开口弹片12闭合时重合，不受约束时弹片会因本身的弹性围绕固定端发生周向的偏转，此时弹片上的两个孔中心在水平方向的投影发生偏移。利用开口弹片12的这一特性，进行碳棒11安装时仅需将开口弹片12捏合后，调整碳棒11高度，再松开开口弹片12即可完成夹持。夹块A14、夹块B15、夹套16和绝缘橡胶垫片22组成该装置的热电偶夹持组件。夹块A14与夹块B15的接触面制有一个一定宽度和深度的槽，该槽的尺寸由热电偶的直径决定，槽深的尺寸略小于热电偶的直径，槽宽为槽深的两倍。槽的两边安装一组绝缘橡胶垫片22，该垫片的主要作用是防止热电偶上的电流被传导至装置的其他部位，造成操作人员触电，同时也能够起到弹性调节的功用，增加夹块的适用范围。夹块A14、夹块B15与夹套16的接触面为对称的斜面，夹套16上开有V型面，当夹块A14、夹块B15将热电偶夹持后会形成一个楔形状，直接放入夹套16上的V型面中再轻微的按压一下即可完成热电偶的夹持定位。夹套16的两边为对称的带孔耳廓，将螺杆17穿入耳廓孔中，再利用螺杆17上的定位螺母19和拧紧螺母18可实现夹套的高度调整、水平调整和固定。螺杆17的头部与底座1上的螺杆滑槽20配合，当碳棒11的轴线与热电偶的待焊表面中心发生偏移时，可移动螺杆滑槽20里的螺杆17位置进行调节，直至碳棒11轴线与待焊表面中心重合。

所述调节部分包括装置水平调节、碳棒纵向位置调节和热电偶横向位置调节。所述装置水平调节由底座1下安装的四个底座调平螺钉21实现，旋转其高度即可进行水平调节，水平调节效果可在底座上表面放置水平测试仪进行水平度的检测。所述碳棒纵向位置调节由支架10及安装其上的升降旋钮6、滚轮7、滚轮橡胶套8和活动横梁9构成。升降旋钮6与滚轮7固定连接，且升降旋钮6的外径较大，能保证升降旋钮6与滚轮7同步转动，升降旋钮6的大外径会产生较大的扭矩，使升降操作更省力。滚轮7外部套有一个滚轮橡胶套8，所述橡胶套的主要功能是增加滚轮7与支架10平面的摩擦力，同时在装配过程中滚轮橡胶套8的外径与支架10具有一定的过盈配合，滚轮橡胶套8会产生较小的弹性变形，通过橡胶套的变形反作用力使得活动横梁9能够支撑在支架10上，不发生滑落但又可以在升降旋钮6的作用下发生平稳的移动。活动横梁9一端为带孔的凹面，另一端连接开口弹片12。带孔凹面的作用是保证活动横梁9沿支架10上下运动，且仅能发生上下运动。凹面端的孔保证升降组件的安装，以及确保滚轮橡胶套8和支架10具有一定的过盈配合。整个活动横梁9呈现阶梯递减的形状，这样能够降低活动横梁9的重量。活动横梁9材料优先选用具有一定强度的高分子材料，但不仅限于塑料材料加工的具有相同作用的活动横梁。所述热电偶横向位置调节由底座1上表面两侧制有的T型螺杆滑槽20和调整螺杆17构成。通过螺杆滑槽20调整螺杆17位置，可带动热电偶焊发生横向位置变化，使其焊接表面与碳棒轴向同心，确保焊后焊点居于热电偶中心位置，避免出现焊点偏心现象。

使用时，将开口弹片12捏合后放入碳棒11至合适的位置，松开开口弹片12，完成碳棒固定；再将热电偶13从夹套16底部穿入夹块A14和夹块B15组成的槽中，将装好热电偶13的夹块由上至下压入夹套16中，确保热电偶13被固定牢固。热电偶13的固定过程中应保证两根热电偶丝待焊表面平齐。其次将电源线的正负极分别夹在热电偶丝和碳棒上，完成准备工作。然后打开电源设备开关，根据热电偶的焊接参数需求，调整电源的电压至标准要求或相关工艺文件的要求值。最后调整升降旋钮6，使碳棒11与热电偶13焊接表面接触，实现热电偶的电弧焊接。焊接过程中也可以通过升价旋钮6对碳棒11的高度进行微调，以确保最终形成圆形的两倍偶丝直径的焊点。在焊接过程中应佩戴相关的必要防护用具，尤其是对双眼的防护。焊接完成后，关闭电源开关，移开电源线夹头，升起碳棒11，将夹块从夹套16中上提起，然后松开夹块，取出焊好的热电偶，完成热电偶的电弧焊接过程。

根据上述公开的贵金属热电偶焊接夹持装置，由本领域专业技术人员可轻易实现或使用本发明。并且完全理解上述公开内容后，可设计出多种变形和修改。因此本发明将不会被限制于本文所公开的具体实施例，而是要符合与夹持定位功能相一致的所有变形和修改及其等同物。

Claims (8)

1.一种热电偶焊接夹持装置，由底座（1）、螺钉（2）、支座（3）、支架（10）、热电偶夹持组件、碳棒夹持组件组成，支架（10）通过支座（3）垂直固定在底座（1）上，支座（3）通过螺钉（2）固定在底座（1）上，热电偶夹持组件与底座（1）连接，碳棒夹持组件与支架（10）垂直活动连接，碳棒夹持组件能在支架（10）上移动，以调节固定在碳棒夹持组件上的碳棒（11）与热电偶焊接面的接触距离。

2.根据权利要求1所述的热电偶焊接夹持装置，其特征在于热电偶夹持组件由夹块A（14）、夹块B（15）、夹套（16）以及绝缘胶垫片（22）组成，夹块A（14）与夹块B（15）的接触面制有一个一定宽度和深度的槽，槽深的尺寸小于热电偶的直径，槽的两边安装一组绝缘橡胶垫片（22），夹块A（14）、夹块B（15）置于夹套（16）上，夹套（16）与底座（1）连接。

3.根据权利要求2所述的热电偶焊接夹持装置，其特征在于夹块A（14）、夹块B（15）与夹套（16）的接触面为对称的斜面，夹套（16）上开有V型面，当夹块A（14）、夹块B（15）将热电偶夹持后会形成一个楔形状，直接放入夹套（16）上的V型面中即可完成热电偶的夹持定位。

4.根据根据权利要求2或3所述的热电偶焊接夹持装置，其特征在于夹套（16）通过螺杆（17）、拧紧螺母（18）、定位螺母（19）、底座（1）上的螺杆滑槽（20）与底座（1）相连接。

5.根据权利要求1所述的热电偶焊接夹持装置，其特征在于碳棒夹持组件由开口弹片（12）和与支架（10）垂直活动连接的活动横梁（9）组成，开口弹片（12）一端固定在活动横梁（9）上，另一端在自由状态时呈开口状并制有一通孔，开口弹片（12）捏合后，碳棒（11）置于开口弹片（12）的通孔中，松开开口弹片（12）即可固定碳棒（11）。

6.根据权利要求5所述的热电偶焊接夹持装置，其特征在于活动横梁（9）通过升降旋钮（6）、滚轮（7）、滚轮橡胶套（8）与支架（10）相连，升降旋钮（6）与滚轮（7）固定连接，且升降旋钮（6）的外径大于滚轮（7）的外径，滚轮（7）外部套有一个滚轮橡胶套（8），滚轮橡胶套（8）与支架（10）过盈配合使滚轮橡胶套（8）产生较一定弹性变形，形成的反作用力使活动横梁（9）能够固定在支架（10）上。

7.根据权利要求1所述的热电偶焊接夹持装置，其特征在于底座（1）下安装有四个底座调平螺钉（21）。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的热电偶焊接夹持装置，其特征在于支座（3）和活动横梁（9）由具有一定强度的高分子材料制成。