CN107335907A - 热感应式焊接单元及丝锥加长焊接装置 - Google Patents

热感应式焊接单元及丝锥加长焊接装置 Download PDF

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Abstract

一种热感应式焊接单元，用于对待焊接的丝锥和金属直杆进行加热焊接，其特征在于，包括：电磁感应加热器；感应加热线圈，和电磁感应加热器的正极输出端、负极输出端导电连接；以及温度测量控制器，具有圆环状的温度感应探头和与该温度感应探头相连的控制电路，其中，温度感应探头与感应加热线圈同心设置，且其中空部分与丝锥、金属直杆的形状、尺寸相匹配，电磁感应加热器为高频电磁感应加热器，控制电路的输入端和温度感应探头连接，输出端和电磁感应加热器相连，控制电路接收由温度感应探头传送来的温度信号后，经过处理将对应的控制信号发送给电磁感应加热器对感应加热线圈的工作参数进行控制。还提供一种使用该热感应式焊接单元的丝锥加长焊接装置。

Description

热感应式焊接单元及丝锥加长焊接装置
技术领域
本发明涉及一种焊接装置，具体涉及一种用于焊接丝锥和金属直杆的焊接装置。
背景技术
业界，一般使用丝锥来加工螺母坯上通孔的内螺纹，经常由于市售的丝锥比较短，而且由于工厂实际加工时，夹具也有不同的规格，因而必须要根据实际情况在现购的丝锥的尾端焊接一端金属直杆来进行加长。
现有的焊接方法是使用氩弧焊或是铜钎焊，前者强度高，但较高的温度会使得焊接后的丝锥和金属圆直杆变形，从而发生中心线错位，影响后续的丝锥攻丝加工质量，焊接后需要进行矫正；后者，温度低，被焊接的丝锥和金属直杆几乎没有发生热形变因而焊接后基本不需要进行矫正，但是由于是由钎焊料来连接铁合金材质的丝锥和铁合金的直杆，相对来说强度低，特别是在使用焊接后的丝锥进行高速攻丝操作时，焊接处容易发生脆性断裂。
发明内容
本发明是为了解决上述铁合金材质的丝锥和铁合金材质的直杆，目的在于提供一种热感应式焊接单元及丝锥加长焊接装置。
本发明提供了一种热感应式焊接单元，用于对待焊接的丝锥和金属直杆进行加热焊接，其特征在于，包括：电磁感应加热器；感应加热线圈，和电磁感应加热器的正极输出端、负极输出端导电连接；以及温度测量控制器，具有圆环状的温度感应探头和与该温度感应探头相连的控制电路，其中，温度感应探头与感应加热线圈同心设置，且其中空部分与丝锥、金属直杆的形状、尺寸相匹配，电磁感应加热器为高频电磁感应加热器，控制电路的输入端和温度感应探头连接，输出端和电磁感应加热器相连，控制电路接收由温度感应探头传送来的温度信号后，经过处理将对应的控制信号发送给电磁感应加热器对感应加热线圈的工作参数进行控制。
本发明提供的热感应式焊接单元，还可以具有这样的特征：其中，电磁感应加热器为高频感应加热器。
本发明提供的热感应式焊接单元，还可以具有这样的特征：其中，感应加热线圈为铜制线圈，两端具有和电磁感应加热器的正极输出端、负极输出端螺合的外螺纹。
本发明提供的热感应式焊接单元，还可以具有这样的特征：其中，感应加热线圈为中空管，内管壁涂覆有绝缘层。
本发明提供的热感应式焊接单元，还可以具有这样的特征：其中，感应加热线圈为圆形线圈，内径为50-100mm。
本发明提供的热感应式焊接单元，还可以具有这样的特征：其中，感应加热线圈的圈数为3、5、7、9圈，绕叠成三角形且外层包裹有耐高温防护层。
本发明提供的热感应式焊接单元，还可以具有这样的特征：其中，耐高温防护层为玻璃纤维布层。
本发明还提供一种丝锥加长焊接装置，用于焊接丝锥和直杆，其特征在于，包括：底座；夹持对接单元，设置在底座上，用于夹持丝锥和金属直杆相对靠近；以及加热焊接单元，用于加热相对靠近的丝锥和金属直杆，其中，加热焊接单元为上述的热感应式焊接单元。
本发明提供的丝锥加长焊接装置，还可以具有这样的特征：其中，中，感应加热线圈的单圈管为圆形中空管，外径为5-10mm，内径为4-8mm。
本发明提供的丝锥加长焊接装置，还可以具有这样的特征：其中，电磁感应加热器的正极输出端、负极输出端为空心铜管，该空心铜管的内部套设有绝缘的冷却水管，通过冷却水管的循环来散热。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的丝锥加长焊接装置，因为使用热感应式焊接单元对待焊接的铁合金丝锥和金属直杆进行加热，由于使用的电磁感应加热器为20-500KHz的高频电磁感应加热器，电磁感应产生的热量完全集中在待焊接的丝锥和金属直杆的表面并将表面的金属层熔化，所以后续的焊接过程中是丝锥和金属直杆直接融合，强度高。而又因为是高频电磁感应加热，由于集肤效应，热量都在表面，整根丝锥和金属直杆不会发生变形，所以焊接后丝锥和直杆的同心度好，焊接后不用矫正。
进一步，由于具有温度测量控制器，对焊接过程中感应加热的丝锥和金属直杆的加热温度进行控制，保证焊接过程中温度处于最适的范围内，进一步抑制温度过高熔化变形而影响丝锥和直杆的同心度。
附图说明
图1是本发明的实施例中丝锥加长焊接装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明热感应式焊接单元及丝锥加长焊接装置作具体阐述。
丝锥加长焊接装置1000，用于焊接丝锥和直杆，具有底座100、夹持对接单元200、加热焊接单元300以及驱动夹持对接单元200移动的驱动部。
底座100，用于支撑。
夹持对接单元200，固定设置在底座100上，包括设置在底座的两侧上的两个支撑板210、连接两个支撑板的两个圆形滑杆220、穿过两个圆形滑杆的滑动座230以及分别连接在两个滑动座230上用于夹持丝锥、金属直杆的卡盘240。
驱动部400为气压缸，该气压缸的推杆和滑动座230连接，直接推动两个滑动座230做相对靠近或是相对远离的移动。也可以根据实际情况选用油压缸或是电动缸。
加热焊接单元300，用于加热相对靠近的丝锥和金属直杆，包括高频电磁感应加热310、感应加热线圈320、温度测量控制器330。
高频电磁感应加热器310，选用市售的20-500KHz高频电磁感应加热器，电流频率可调。根据待焊接的丝锥和金属直杆的尺寸进行调节。其具有的正极输出端、负极输出端为空心铜管，该空心铜管的内部套设有绝缘的冷却水管，通过冷却水管的循环来散热。
感应加热线圈320，设置在夹持对接单元200的两个卡盘240之间，为圆形磷青铜材质的圆形中空管绕成的内径为50-100mm的3、5、7或9圈的圆形圈，多圈的中空管绕叠成三角形且圆形圈的外层包裹有耐高温防护层。中空管的内管壁涂覆有绝缘层，两端作为接点端，分别具有和电磁感应加热器310的正极输出端、负极输出端螺合的外螺纹。本实施例中绝缘层为树脂和电木复合层，电木在内，树脂在外。本实施例中耐高温防护层为玻璃纤维布层。本实施例中中空管的外径为5-10mm，内径为4-8mm。
在和高频电磁感应加热器310连接时，将具有外螺纹的中空管套在正极输出端、负极输出端的空心铜管上，中空管的内管壁先除去一段绝缘层，使得金属层彼此裸露接触，然后将冷却水管(水管的外径略大于和中空管的内径)塞入中空管的绝层中，并涂覆绝缘胶，然后旋拧套在中空管外的螺母压缩空心铜管来密封固定。
温度测量控制器330，具有圆环状的温度感应探头331和与该温度感应探头相连的控制电路332。温度感应探头331与感应加热线圈320同心设置，且其中空部分为圆形，内径仅仅比丝锥、金属直杆的外径大5-10mm。控制电路的输入端和温度感应探头连接，输出端和电磁感应加热器310相连。
控制电路接收由温度感应探头传送来的温度信号后，经过处理将对应的控制信号发送给电磁感应加热器对感应加热线圈的工作参数进行控制。
以下为本发明的丝锥加长焊接装置的使用过程。
接通冷却水，并使用电阻计来检测水管的绝缘性能，合格后开启高频电磁感应加热器310。
将待焊接的丝锥和金属直杆夹持在卡盘240上，调节高频电磁感应加热器310至合适的频率，然后开启冷却水，进行焊接准备。
调节高频电磁感应加热器310的输出电流，进行电磁感应加热，开启气缸，让推杆缓慢的驱动卡盘240相互靠近，在进入感应加热线圈320后，丝锥和金属直杆的表层被迅速加热融化，然后彼此压合，完成焊接。
当由于电流过大，导致加热温度过高而被温度感应探头探测到并传送给控制电路时，控制电路就发出控制信号来控制高频电磁感应加热器310的工作参数(包括电流，加热时间，加热间隔)，直至针对焊接的丝锥、金属直杆得到合适的温度为止。
后续对于焊接同样规格的丝锥、金属直杆只需要设定相同的参数就可以进行焊接了。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的丝锥加长焊接装置，因为使用热感应式焊接单元对待焊接的铁合金丝锥和金属直杆进行加热，由于使用的电磁感应加热器为20-500KHz的高频电磁感应加热器，电磁感应产生的热量完全集中在待焊接的丝锥和金属直杆的表面并将表面的金属层熔化，所以后续的焊接过程中是丝锥和金属直杆直接融合，强度高。而又因为是高频电磁感应加热，由于集肤效应，热量都在表面，整根丝锥和金属直杆不会发生变形，所以焊接后丝锥和直杆的同心度好，焊接后不用矫正。
进一步，由于具有温度测量控制器，对焊接过程中感应加热的丝锥和金属直杆的加热温度进行控制，保证焊接过程中温度处于最适的范围内，进一步抑制温度过高熔化变形而影响丝锥和直杆的同心度。
进一步，由于感应加热线圈为磷青铜线圈，耐高温而且热变形小，不会因为热胀冷缩将绝缘层撑开而破坏绝缘层，使得绝缘层的寿命长。
由于电磁感应加热器的正极输出端、负极输出端为空心铜管，该空心铜管的内部套设有绝缘的冷却水管，通过冷却水管的循环来散热，如此的设置，解决了因为中空管的线圈大电流发热后的散热问题。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种热感应式焊接单元，用于对待焊接的丝锥和金属直杆进行加热焊接，其特征在于，包括：
电磁感应加热器；
感应加热线圈，和所述电磁感应加热器的正极输出端、负极输出端导电连接；以及
温度测量控制器，具有圆环状的温度感应探头和与该温度感应探头相连的控制电路，
其中，所述温度感应探头与所述感应加热线圈同心设置，且其中空部分与所述丝锥、所述金属直杆的形状、尺寸相匹配，
所述电磁感应加热器为高频电磁感应加热器，
所述控制电路的输入端和所述温度感应探头连接，输出端和所述电磁感应加热器相连，
所述控制电路接收由所述温度感应探头传送来的温度信号后，经过处理将对应的控制信号发送给所述电磁感应加热器对所述感应加热线圈的工作参数进行控制。
2.根据权利要求1所述的热感应式焊接单元，其特征在于：
其中，所述电磁感应加热器为高频感应加热器。
3.根据权利要求1所述的热感应式焊接单元，其特征在于：
其中，所述感应加热线圈为磷青铜线圈，两端具有和所述电磁感应加热器的正极输出端、负极输出端螺合的外螺纹。
4.根据权利要求1所述的热感应式焊接单元，其特征在于：
其中，所述感应加热线圈为中空管，内管壁涂覆有绝缘层。
5.根据权利要求1所述的热感应式焊接单元，其特征在于：
其中，所述感应加热线圈为圆形线圈，内径为50-100mm。
6.根据权利要求1所述的热感应式焊接单元，其特征在于：
其中，所述感应加热线圈的圈数为3、5、7、9圈，绕叠成三角形且外层包裹有耐高温防护层。
7.根据权利要求1所述的热感应式焊接单元，其特征在于：
其中，所述耐高温防护层为玻璃纤维布层。
8.一种丝锥加长焊接装置，用于焊接丝锥和直杆，其特征在于，包括：
底座；
夹持对接单元，设置在底座上，用于夹持所述丝锥和所述金属直杆相对靠近；以及
加热焊接单元，用于加热相对靠近的所述丝锥和所述金属直杆，
其中，所述加热焊接单元为权利要求1-7中任意一项所述的热感应式焊接单元。
9.根据权利要求8所述的丝锥加长焊接装置，其特征在于：
其中，所述感应加热线圈的单圈管为圆形中空管，外径为5-10mm，内径为4-8mm。
10.根据权利要求8所述的丝锥加长焊接装置，其特征在于：
其中，所述电磁感应加热器的正极输出端、负极输出端为空心铜管，该空心铜管的内部套设有绝缘的冷却水管。
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