CN107538118B - 滚压焊接机及其机头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及金属轧制复合技术领域，尤其是一种滚压焊接机及其机头。该滚压焊接机头包括机头架、气缸、上电极板、下电极板、上滚头、下滚头、第一电机和第二电机，所述第一电机与上滚头的焊轮传动连接，所述第二电机与下滚头的焊轮传动连接，所述上滚头的焊轮与下滚头的焊轮位置相对应，所述机头架的一侧设置有铰接座，所述上电极板的一端铰接于铰接座上且其铰接轴垂直于焊轮所在平面，所述第一电机安装于上电极板上，所述上电极板上设置有压力传感器，所述气缸通过转动机构与压力传感器相连接。该装置通过在气缸下方设置压力传感器，将压力反馈到气缸，调整气缸压力大小，提供合适的压紧力，保证焊接的顺利进行和良好的焊接复合质量。

Description

滚压焊接机及其机头

技术领域

本发明涉及金属轧制复合技术领域，尤其是一种滚压焊接机及其机头。

背景技术

随着科学技术的发展，现代电工电子行业对新材料性能提出了更高的要求。单一材料的性能可能无法满足某些特殊工况或极端环境的需要。苛刻的工程需求促使人们不断追求材料高性能，不断研究和开发高性能材料。复合材料被认为是最有效的提高综合性能，挖掘组元材料性能潜力的材料。目前，轧制复合技术是广泛应用的大规模制备金属复合板的重要技术之一。轧制复合法可以用于同种金属，也可以用于异质金属。

轧制复合技术的缺点是复合轧制力较大，为保证异种金属的复合强度还需要在轧制过程中对基材和面材进行加热（即热轧复合法），且对轧制设备能力要求较高，结合质量和变形均匀性较难控制。并且受轧制技术限制，为保证基体与面材结合紧密，对面材厚度要求较大，而面材实际需求厚度远小于轧制厚度，因此造成了面材的浪费，尤其是面材为金、银等贵金属的轧制复合，由于其价格昂贵，必然造成生产成本的大幅增加。

申请号为201010188150.1的专利文件公开了一种生产贵重金属复合带的滚压焊接装置，该装置通过一定强度和频率的电流使面材和基材接触面的金属熔融，在气缸提供的压力下使使两者实现复合。其在复合过程中，若气缸压力过大则会造成产生轧制变形，而若压力过小，有无法保证复合质量。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于薄带与薄带（丝线）复合的带水冷装置的滚压焊接机及其机头，这种装置的滚压焊接机头使用方便，能有效地使面材与基材复合紧密保证复合强度，并且还能节省原料，在不产生轧制变形作用下实现不同金属良好的焊接复合。

本发明公开的滚压焊接机头，包括机头架、气缸、上电极板、下电极板、上滚头、下滚头、第一电机和第二电机，所述气缸设置于机头架顶部，所述上电极板安装于气缸下方，所述上滚头连接于上电极板底部，所述下电极板安装于机头架底部，所述下滚头连接于下电极板的顶部，所述上滚头和下滚头均包含有滚座套、轴承和焊轮，所述焊轮通过轴承安装于滚座套上，所述第一电机与上滚头的焊轮传动连接，所述第二电机与下滚头的焊轮传动连接，所述上滚头的焊轮与下滚头的焊轮位置相对应，所述机头架的一侧设置有铰接座，所述上电极板的一端铰接于铰接座上且其铰接轴垂直于焊轮所在平面，所述第一电机安装于上电极板上，所述上电极板上设置有压力传感器，所述气缸通过转动机构与压力传感器相连接。

优选地，所述转动机构包括依次连接的浮动接头和关节轴承。

优选地，所述第一电机通过同步轮及同步带与上滚头传动连接，所述第一电机的一侧铰接有调节螺母，所述上电极板铰接有可转动的调节螺杆，所述第一电机另一侧铰接于上电极板上且其铰接轴平行于上电极板与调节螺杆之间的铰接轴，所述调节螺杆与调节螺母螺纹连接且调节螺杆的铰接轴和调节螺母的铰接轴相平行。

优选地，所述上电极板、下电极板、上滚头的滚座套以及下滚头的滚座套内部均开设有冷却液通道，并在外部设置有与冷却液通道连通的冷却液接头。

优选地，所述上电极板和下电极板内部的冷却液通道均包括若干均匀分布的横通道，所述横通道之间通过纵通道相连接。

优选地，所述机头架两侧还设置有喷水软管。

本发明还公开了采用所述的滚压焊接机头组装而成的滚压焊接机，其包括基材上料机构、收料机构和机架，所述滚压焊接机头设置在机架上，所述机架上还设置有面材上料机构，所述基材上料机构、面材上料机构、滚压焊接机头和收料机构依次排列设置。

优选地，所述面材上料机构包括支座、面材料盘和输料导板，所述面材料盘设置于支座顶端，所述输料导板设置于支座中部，输料导板上方设置用于使面材和基材相贴合的压料机构，所述压料机构一端铰接于支座上，另一端设置有与输料导板上表面平行的压料柄。

优选地，所述收料机构包括收料座和位于收料座上的收料盘，所述收料座朝向滚压焊接机头的一侧设置有导向机构，所述导向机构包括安装板、横向导辊和竖向导杆，所述安装板连接于收料座顶部，所述安装板上并排开设有两个长条孔，两个长条孔内分别设置有所述竖向导杆，两个竖向导杆之间构成导向口，所述横向导辊设置于导向口后方。

优选地，所述收料盘包括固定盘和活动盘，所述固定盘上沿圆周方向连接有多个弧形弹片，所述活动盘通过弹力作用套接于弧形弹片上。

本发明的有益效果是：该滚压焊接机头通过在气缸下方设置压力传感器，将压力反馈到气缸，调整气缸压力大小，提供合适的压紧力，保证焊接的顺利进行和良好的焊接复合质量。

附图说明

图1是滚压焊接机头的立体示意图；

图2是滚压焊接机头的主视图；

图3是上电极板的示意图；

图4是下电极板的示意图；

图5是滚压焊接机的整体示意图；

图6是面材上料机构的示意图；

图7是收料机构的示意图。

附图标记：机头架1，气缸2，压力传感器21，浮动接头22，关节轴承23，上电极板3，下电极板30，上滚头31，下滚头310，滚座套311，焊轮312，铰接座32，冷却液接头33，冷却液通道34，横通道341，纵通道342，喷水软管35，第一电机4，调节螺母401，调节螺杆402，第二电机40，同步轮41，同步带42，联轴器43，基材上料机构5，收料机构50，收料座501，安装板502，竖向导杆503，横向导辊504，固定盘505，活动盘506，弧形弹片507，机架6，基材7，面材8，面材上料机构9，面材料盘901，支座902，输料导板903，压料机构904。

具体实施方式

下面对本发明进一步说明。

本发明公开的滚压焊接机头，包括机头架1、气缸2、上电极板3、下电极板30、上滚头31、下滚头310、第一电机4和第二电机40，所述气缸2设置于机头架1顶部，所述上电极板3安装于气缸2下方，所述上滚头31连接于上电极板3底部，所述下电极板30安装于机头架1底部，所述下滚头310连接于下电极板30的顶部，所述上滚头31和下滚头310均包含有滚座套311、轴承和焊轮312，所述焊轮312通过轴承安装于滚座套311上，所述第一电机4与上滚头31的焊轮312传动连接，所述第二电机40与下滚头310的焊轮312传动连接，所述上滚头31的焊轮312与下滚头310的焊轮312位置相对应，所述机头架1的一侧设置有铰接座32，所述上电极板3的一端铰接于铰接座32上且其铰接轴垂直于焊轮312所在平面，使上滚头31的焊轮312在气缸2压力调整后能够始终与下面的焊轮312相正对，所述第一电机4安装于上电极板3上，使其与上滚头31同步运动，保证传动的可靠性，所述上电极板3上设置有压力传感器21，所述气缸2通过转动机构与压力传感器21相连接。第一电机4和第二电机40均可采用调速电机，以调节焊轮312转动速度，进而控制复合带运行速度，保证焊缝没有漏焊和焊瘤，焊接复合良好。

滚压焊接复合时，电流通过电极板、滚座套311、轴承传递给焊轮312，焊轮312与面材8、基材7形成面接触，由于面材8、基材7本身电阻远小于接触电阻，在接触面上面材8、基材7熔化形成熔融的金属，并由气缸2施加的压紧力以及分子（原子）间的结合力将面材8与基材7复合。在此过程中，压力传感器21可收集压力数据并反馈到气缸2，气缸2通过反馈的数据进行压力调整，从而在不产生轧制变形作用下实现不同金属良好的焊接复合。上电极板3的运动轨迹是以其铰接轴为转动中心进行的圆周运动，因此，气缸2通过转动机构与压力传感器21相连接，以保证其正常提供压力。

所述转动机构可采用铰接方式，而作为优选方式，所述转动机构包括依次连接的浮动接头22和关节轴承23。浮动接头22和关节轴承23相结合可以在任意角度实现旋转和摆动。

在焊接过程中下滚头310是固定不动的，因此，第二电机40可直接通过联轴器43与其连接为其提供动力，而第一电机4固定于上电极板3上，结构上不宜采用联轴器43连接，因此，为保证传动稳定，所述第一电机4通过同步轮41和同步带42与上滚头31传动连接，所述第一电机4的一侧铰接有调节螺母401，所述上电极板3上铰接有可转动的调节螺杆402，所述第一电机4另一侧铰接于上电极板3上且其铰接轴平行于上电极板3与调节螺杆402之间的铰接轴，所述调节螺杆402与调节螺母401螺纹连接且调节螺杆402的铰接轴和调节螺母401的铰接轴相平行。通过转动调节螺杆402就可调节第一电机4轴伸端与上滚头31之间的间距，从而保证同步带42传动稳定准确。

电极板可采用导电性良好的铜制合金制成，在焊接过程，上下电极板、上下滚头由于通电和热传导原因温度会快速上升，而普通金属温度越高则电阻越大，温度上升后，电流产生的热能更多，温度会上升得更高，必须对其进行降温，因此，作为优选方式，所述上电极板3、下电极板30、上滚头31的滚座套311以及下滚头310的滚座套311内部均开设有冷却液通道34，并在外部设置有与冷却液通道34连通的冷却液接头33。通过冷却液通道34将冷却液输送至电极板和滚座套311内，可以达到良好的降温效果。就具体冷却通道的分布而言，作为优选方式，所述上电极板3和下电极板30内部的冷却液通道34均包括若干均匀分布的横通道341，所述横通道341之间通过纵通道342相连接，如此可以达到更好的冷却效果。同样，为了对所焊接的产品进行降温，所述机头架1两侧还设置有喷水软管35。喷水软管35通常可上下各设置一条，分别对复合带的上下两面进行降温。

本发明还公开了一种采用所述的滚压焊接机头组装而成的滚压焊接机，其包括基材上料机构5、收料机构50和机架6，所述滚压焊接机头设置在机架6上，所述机架6上还设置有面材上料机构9，所述基材上料机构5、面材上料机构9、滚压焊接机头和收料机构50依次排列设置。基材上料机构5和面材上料机构9分别将基材7和面材8输送至滚压焊接机头进行焊接，焊接完成后，通过收料机构50进行收集。

在基材7和面材8进入滚压焊接机头之前需要保证两者正确贴合，因此，作为优选方式，所述面材上料机构9包括支座902、面材料盘901和输料导板903，所述面材料盘901设置于支座902顶端，所述输料导板903设置于支座902中部，输料导板903上方设置用于使面材8和基材7相贴合的压料机构904，所述压料机构904一端铰接于支座902上，另一端设置有与输料导板903上表面平行的压料柄。在输料导板903上还可间隔设置送料导辊，用于输送基材7并避免基材7磨损，而面材8则绕过压料柄，在压料柄的压力作用下与基材7紧贴后，一起向着滚压焊接机头运动。

收料机构50在收料时需要保证焊接好的复合带的正确缠绕，因此，作为优选方式，所述收料机构50包括收料座501和位于收料座501上的收料盘，所述收料座501朝向滚压焊接机头的一侧设置有导向机构，所述导向机构包括安装板502、横向导辊504和竖向导杆503，所述安装板502连接于收料座501顶部，所述安装板502上并排开设有两个长条孔，两个长条孔内分别设置有所述竖向导杆503，两个竖向导杆503之间构成导向口，所述横向导辊504设置于导向口后方。竖向导杆503通过长条孔固定，可便于调节导向口宽度，使其与正在焊接的复合带相匹配。而安装板502同样可采用通过竖向的长条孔与收料座501相连接，以便于调整导向机构的高度。针对不同的复合带，收料盘的槽宽度也要进行适应性地调整，因此作为优选方式，所述收料盘包括固定盘505和活动盘506，所述固定盘505上沿圆周方向连接有多个弧形弹片507，弧形弹片507所围成略大于活动盘506内径，所述活动盘506通过弹力套接于弧形弹片507上，从而可以很方便地对收料盘槽宽度进行调整。

Claims (8)

1.滚压焊接机头，包括机头架（1）、气缸（2）、上电极板（3）、下电极板（30）、上滚头（31）、下滚头（310）、第一电机（4）和第二电机（40），所述气缸（2）设置于机头架（1）顶部，所述上电极板（3）安装于气缸（2）下方，所述上滚头（31）连接于上电极板（3）底部，所述下电极板（30）安装于机头架（1）底部，所述下滚头（310）连接于下电极板（30）的顶部，所述上滚头（31）和下滚头（310）均包含有滚座套（311）、轴承和焊轮（312），所述焊轮（312）通过轴承安装于滚座套（311）上，所述第一电机（4）与上滚头（31）的焊轮（312）传动连接，所述第二电机（40）与下滚头（310）的焊轮（312）传动连接，所述上滚头（31）的焊轮（312）与下滚头（310）的焊轮（312）位置相对应，其特征在于：

所述机头架（1）的一侧设置有铰接座（32），所述上电极板（3）的一端铰接于铰接座（32）上且其铰接轴垂直于焊轮（312）所在平面，所述第一电机（4）安装于上电极板（3）上，所述上电极板（3）上设置有压力传感器（21），所述气缸（2）通过转动机构与压力传感器（21）相连接；

所述转动机构包括依次连接的浮动接头（22）和关节轴承（23）；

所述第一电机（4）通过同步轮（41）及同步带（42）与上滚头（31）传动连接，所述第一电机（4）的一侧铰接有调节螺母（401），所述上电极板（3）上铰接有可转动的调节螺杆（402），所述第一电机（4）另一侧铰接于上电极板（3）上且其铰接轴平行于上电极板（3）与调节螺杆（402）之间的铰接轴，所述调节螺杆（402）与调节螺母（401）螺纹连接且调节螺杆（402）的铰接轴和调节螺母（401）的铰接轴相平行。

2.如权利要求1所述的滚压焊接机头，其特征在于：所述上电极板（3）、下电极板（30）、上滚头（31）的滚座套（311）以及下滚头（310）的滚座套（311）内部均开设有冷却液通道（34），并在外部设置有与冷却液通道（34）连通的冷却液接头（33）。

3.如权利要求2所述的滚压焊接机头，其特征在于：所述上电极板（3）和下电极板（30）内部的冷却液通道（34）均包括若干均匀分布的横通道（341），所述横通道（341）之间通过纵通道（342）相连接。

4.如权利要求2所述的滚压焊接机头，其特征在于：所述机头架（1）两侧还设置有喷水软管（35）。

5.采用如权利要求1-4中任一权利要求所述的滚压焊接机头组装而成的滚压焊接机，其特征在于：包括基材（7）上料机构（5）、收料机构（50）和机架（6），所述滚压焊接机头设置在机架（6）上，所述机架（6）上还设置有面材上料机构（9），所述基材（7）上料机构（5）、面材上料机构（9）、滚压焊接机头和收料机构（50）依次排列设置。

6.如权利要求5所述的滚压焊接机，其特征在于：所述面材上料机构（9）包括支座（902）、面材料盘（901）和输料导板（903），所述面材料盘（901）设置于支座（902）顶端，所述输料导板（903）设置于支座（902）中部，输料导板（903）上方设置用于使面材（8）和基材（7）相贴合的压料机构（904），所述压料机构（904）一端铰接于支座（902）上，另一端设置有与输料导板（903）上表面平行的压料柄。

7.如权利要求5所述的滚压焊接机，其特征在于：所述收料机构（50）包括收料座（501）和位于收料座（501）上的收料盘，所述收料座（501）朝向滚压焊接机头的一侧设置有导向机构，所述导向机构包括安装板（502）、横向导辊（504）和竖向导杆（503），所述安装板（502）连接于收料座（501）顶部，所述安装板（502）上并排开设有两个长条孔，两个长条孔内分别设置有所述竖向导杆（503），两个竖向导杆（503）之间构成导向口，所述横向导辊（504）设置于导向口后方。

8.如权利要求7所述的滚压焊接机，其特征在于：所述收料盘包括固定盘（505）和活动盘（506），所述固定盘（505）上沿圆周方向连接有多个弧形弹片（507），所述活动盘（506）通过弹力作用套接于弧形弹片（507）上。