CN107717155A - 一种高频感应加热设备及利用该设备焊接延伸油管的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高频感应加热设备，其包括工作台、定位夹具及数字控制高频加热装置；所述工作台上设置有升降装置，所述升降装置的底端匹配连接于工作台的上面；所述定位夹具的底端匹配固定于升降装置的顶端；所述数字控制高频加热装置的侧面伸出一根加热管，所述加热管的前端匹配设置一个加热环，所述加热环的轴心线与升降装置平行分布；所述加热环位于工作台的上面；所述定位夹具相对于加热环可以实现前后左右及上下的三坐标移动。本发明采用上述的加热设备，可以保证环形焊缝饱满均匀，既提高了工作效率，又有效提高了尺寸精度、焊缝的牢固度、饱满度和气密性。
Description
技术领域
本发明属于焊接领域，尤其涉及一种高频感应加热设备及利用该高频感应加热设备焊接延伸油管的方法。
背景技术
焊接时，零件使用气体火焰加热，焊接作业环境温度高、热量高和明火操作，容易引发烧伤、烫伤和火灾等工伤事故。可燃气体的存放与焊接工作区域需隔离，焊接作业区域占地面积大，作业区域环境要求高。另外，气体火焰加热焊接方式，加热温度和加热区域设定后，无法随意改变，加热时间人为控制，具有局限性，容易造成零件烧塌和加热不均匀现象。严重影响焊接后零件的尺寸精度、焊缝的牢固度和气密性。并且，气体火焰加热焊接方式，手工目测递送银铅锡焊料，焊接作业一人一岗，无法实现焊接作业一人多机，单件流生产。焊接过程无法实现自动化，人员利用率低，劳动生产效率低下。
其中，焊接时，零件旋转，手工目测递送银铅锡焊料，焊接的劳动强度大，焊料的有效利用率低，手持部分尾料，无法有效利用。单位零件焊料耗用量大，焊料成本高。
其中，零件焊缝为两直径圆弧相贯线，焊接时，零件旋转，手工目测递送银铅锡焊料，焊道的一致性、均匀性和相贯线焊缝的饱满度无法保证。产品外观的一致性和焊接后产品的气密性无法有效保证。产品焊接合格率低。产品质量成本高。
另外，焊接作业人员的操作技能，直接影响产品的焊接质量。高技能富有经验的焊接技工资源稀缺，培训周期长，招聘困难。产品焊接质量人为因素影响大，批量产品焊接的一致性差，焊接质量难以保证。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种让环形焊接具有高效率的高频感应加热设备，有效提高焊后的尺寸精度、焊缝的牢固度、饱满度和气密性；以及利用该高频感应加热设备焊接延伸油管的方法。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明提供一种高频感应加热设备，其包括工作台、定位夹具及数字控制高频加热装置；工作台上设置有升降装置，该升降装置的底端匹配连接于工作台的上面；定位夹具的底端匹配固定于升降装置的顶端；数字控制高频加热装置的侧面伸出一根加热管，该加热管的前端匹配设置一个加热环，该加热环的轴心线与升降装置平行分布；
加热环位于工作台的上面；定位夹具相对于加热环可以实现前后左右及上下的三坐标移动。
其中，定位夹具是固定不移动的，加热环相对于定位夹具可进行前后左右及上下的三坐标移动。
其中，加热环是固定不移动的；所述工作台带着升降装置相对于加热环可进行前后左右的平面移动，该升降装置带着定位夹具可进行上下移动。
其中，加热环是固定不移动的；工作台是固定不移动的，升降装置可在工作台上进行前后左右的平面移动，该升降装置带着定位夹具2可进行上下移动。
其中，定位夹具为带V型夹口的V型定位夹具。
其中，定位夹具的V型夹口的底端设置有限位圆孔。
一种利用高频感应加热设备焊接延伸油管的方法，其包括如下步骤：
a、把银焊环A从与之相匹配的油管A的底端套接到位，并在银焊环A周围均匀地涂抹上助焊剂；
b、将a步骤后的油管A的底端插入主体标记“IN”标识一端的孔A内，且油管A插到孔A的底部，并保证银焊环A和主体的外圆表面贴合；
c、把步骤b后的主体固定到定位夹具的V型夹口内，并保证油管A与加热环的轴心线相平行；
d、固定在定位夹具上的主体通过定位夹具的相对移动到加热环处，并使得油管A同轴套接于加热环内，且保证银焊环A与加热环相匹配对应；
e、数字控制高频加热装置利用线圈感应加热的原理通过加热环对d步骤中到位后的银焊环A进行加热处理，使得银焊环A被加热融化并均匀地填满焊缝，实现油管A与主体之间的焊接；
f、定位夹具带着焊接后的主体相对于加热环回到起始位置，并利用镊子将焊接后的主体从定位夹具上取下放入清水冷却容器中进行冷却；
g、把银焊环B从与之相匹配的油管B的底端套接到位，并在银焊环B周围均匀地涂抹上助焊剂；
h、将g步骤后的油管B的底端插入主体标记“OUT”标识一端的孔B内，且油管B插到孔B的底部，并保证银焊环B和主体的外圆表面贴合；
i、把步骤h后的主体固定到定位夹具的V型夹口内，并保证油管B与加热环的轴心线相平行；
j、固定在定位夹具上的主体通过定位夹具的相对移动到加热环处，并使得油管B同轴套接于加热环内，且保证银焊环B与加热环相匹配对应；
k、数字控制高频加热装置利用线圈感应加热的原理通过加热环对j步骤中到位后的银焊环B进行加热处理，使得银焊环B被加热融化并均匀地填满焊缝，实现油管B与主体之间的焊接；
l、定位夹具带着焊接后的主体相对于加热环回到起始位置，并利用镊子将焊接后的主体从定位夹具上取下放入清水冷却容器中进行冷却。
本实施例中，步骤e及步骤k中的加热处理依次包括加热、恒温、升温加热及停止加热。
本实施例中，加热的温度为955℃-960℃；所述恒温保持30s；所述升温加热的温度为965℃-970℃，并保持1-2s，之后停止加热。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明采用线圈高频加热的原理，可以保证环形焊缝饱满均匀，既提高了工作效率，又有效提高了尺寸精度、焊缝的牢固度、饱满度和气密性；其中，定位夹具的夹口设置成V型的结构，使得该夹具适用于各种尺寸的工件，且保证了夹具的牢固度；另外，采用本发明焊接的延伸油管，使得环形焊接可以一步到位，不仅操作简单又效率高，而且焊缝均匀又饱满。
附图说明
图1是本发明高频感应加热设备的结构示意图。
图2是本发明高频感应加热设备的结构示意俯视图。
图3是本发明延伸油管总装的结构示意剖视图。
图4是本发明体现“IN”标识一端的延伸油管总装的结构示意图。
图5是本发明体现“OUT”标识一端的延伸油管总装的结构示意图。
图6是本发明银焊环A套接油管A到位的结构示意图。
图7是本发明油管A焊接前在定位夹具上固定到位的结构示意图。
图8是本发明油管A与加热环匹配到位的结构示意图。
图9是本发明油管A焊接后移动归位的结构示意图。
图10是本发明银焊环B套接油管B到位的结构示意图。
图11是本发明油管B焊接前在定位夹具上固定到位的结构示意图。
图12是本发明油管B与加热环匹配到位的结构示意图。
图13是本发明油管B焊接后移动归位的结构示意图。
图14是本发明焊接后的延伸油管总装的结构示意爆炸图。
附图标记说明：1、工作台；2、定位夹具；3、数字控制高频加热装置；4、油管A；5、主体；6、油管B；11、升降装置；31、加热管；32、加热环；41、银焊环A；51、孔A；52、孔B；61、银焊环B；411、银焊接部A；611、银焊接部B。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
图1是本发明高频感应加热设备的结构示意图，图2是本发明高频感应加热设备的结构示意俯视图，主要体现了本高频感应加热设备是由工作台1、定位夹具2及数字控制高频加热装置3组成的，及其它们之间的固定连接关系，并反映了工作台1上的升降装置11以及数字控制高频加热装置3上的加热管31、加热环32；
图3是本发明延伸油管总装的结构示意剖视图，体现了本油管总装是由油管A4、主体5及油管B6组成的，及其它们之间的固定连接关系；图4是本发明体现“IN”标识一端的延伸油管总装的结构示意图，反映了油管A4插接于主体5标记“IN”标识一端的孔A51上；图5是本发明体现“OUT”标识一端的延伸油管总装的结构示意图，体现了油管B6插接于主体5标记“OUT”标识一端的孔B52上；
图6是本发明银焊环A套接油管A到位的结构示意图，反映了银焊环A41套接到油管A4上的视图；图7是本发明油管A焊接前在定位夹具上固定到位的结构示意图，体现了油管A4焊接前在定位夹具2上固定的视图；图8是本发明油管A与加热环匹配到位的结构示意图，反映了油管A4在加热环32上加热时的视图；图9是本发明油管A焊接后移动归位的结构示意图，体现了油管A4焊接后回归到起始位置的视图；图10是本发明银焊环B套接油管B到位的结构示意图，反映了银焊环B61套接到油管B6上的视图；图11是本发明油管B焊接前在定位夹具上固定到位的结构示意图,体现了油管B6焊接前在定位夹具2上固定的视图；图12是本发明油管B与加热环匹配到位的结构示意图,反映了油管B6在加热环32上加热时的视图；图13是本发明油管B焊接后移动归位的结构示意图,体现了油管B6焊接后回归到起始位置的视图；
图14是本发明焊接后的延伸油管总装的结构示意爆炸图，重点反映了延伸油管总装在焊接后的爆炸示意图，并体现了银焊环A41及银焊环B61在焊接熔焊凝固后的银焊接部A411及银焊接部B611。
本发明高频感应加热设备如图1及图2所示，该高频感应加热设备包括工作台1、定位夹具2及数字控制高频加热装置3；工作台1上设置有升降装置11，该升降装置11的底端匹配连接于工作台1的上面；定位夹具2的底端匹配固定于升降装置11的顶端；数字控制高频加热装置3的侧面伸出一根加热管31，该加热管31的前端匹配设置一个加热环32，该加热环32的轴心线与升降装置11平行分布；加热环32位于工作台1的上面；定位夹具2相对于加热环32可以实现前后左右及上下的三坐标移动。本发明采用上述结构，利用了线圈高频加热的原理，可以保证环形焊缝饱满均匀，既提高了工作效率，又有效提高了尺寸精度、焊缝的牢固度、饱满度和气密性。其中，本发明高频感应加热设备通过编程来实现全自动运行的模式，只需要把工件在定位夹具上装夹到位就可以实现自动定位移动并加热焊接，不仅操作简单，上手容易，而且可以有效提高工作效率，并能保证环形焊缝的均匀及饱满。
本实施例中，定位夹具2是固定不移动的，加热环32相对于定位夹具2可进行前后左右及上下的三坐标移动。
本实施例中，加热环32是固定不移动的；所述工作台1带着升降装置11相对于加热环32可进行前后左右的平面移动，该升降装置11带着定位夹具2可进行上下移动。
本实施例中，加热环32是固定不移动的；工作台1是固定不移动的，升降装置11可在工作台1上进行前后左右的平面移动，该升降装置11带着定位夹具2可进行上下移动。
如图1所示，本实施例中，定位夹具2为带V型夹口的V型定位夹具，使得该夹具适用于各种尺寸的工件，且保证了夹具的牢固度。
本实施例中，定位夹具2的V型夹口的底端设置有限位圆孔。
其中，如图3、图4及图5所示，本发明中的延伸油管总装包括油管A4、主体5及油管B6；所述主体5的侧面对称设置有孔A51及孔B52，所述孔A51处设置有“IN”标识，所述孔B52处设置有“OUT”标识；所述油管A4通过银焊环A41加热熔焊来实现与孔A51的固定焊接，所述油管B6通过银焊环B61加热熔焊来实现与孔B52的固定焊接。
本发明利用高频感应加热设备焊接延伸油管的方法如图6-13所示，该利用高频感应加热设备焊接延伸油管的方法包括如下步骤：
a、把银焊环A41从与之相匹配的油管A4的底端套接到位，并在银焊环A41周围均匀地涂抹上助焊剂；
b、将a步骤后的油管A4的底端插入主体5标记“IN”标识一端的孔A51内，且油管A4插到孔A51的底部，并保证银焊环A41和主体5的外圆表面贴合；
c、把步骤b后的主体5固定到定位夹具2的V型夹口内，并保证油管A41与加热环32的轴心线相平行；
d、固定在定位夹具2上的主体5通过定位夹具2的相对移动到加热环32处，并使得油管A4同轴套接于加热环32内，且保证银焊环A41与加热环32相匹配对应；
e、数字控制高频加热装置3利用线圈感应加热的原理通过加热环32对d步骤中到位后的银焊环A41进行加热处理，使得银焊环A41被加热融化并均匀地填满焊缝，实现油管A4与主体5之间的焊接；
f、定位夹具2带着焊接后的主体5相对于加热环32回到起始位置，并利用镊子将焊接后的主体5从定位夹具2上取下放入清水冷却容器中进行冷却；
g、把银焊环B61从与之相匹配的油管B6的底端套接到位，并在银焊环B61周围均匀地涂抹上助焊剂；
h、将g步骤后的油管B61的底端插入主体5标记“OUT”标识一端的孔B52内，且油管B6插到孔B52的底部，并保证银焊环B61和主体5的外圆表面贴合；
i、把步骤h后的主体5固定到定位夹具2的V型夹口内，并保证油管B61与加热环32的轴心线相平行；
j、固定在定位夹具2上的主体5通过定位夹具2的相对移动到加热环32处，并使得油管B6同轴套接于加热环32内，且保证银焊环B61与加热环32相匹配对应；
k、数字控制高频加热装置3利用线圈感应加热的原理通过加热环32对j步骤中到位后的银焊环B61进行加热处理，使得银焊环B61被加热融化并均匀地填满焊缝，实现油管B6与主体5之间的焊接；
l、定位夹具2带着焊接后的主体5相对于加热环32回到起始位置，并利用镊子将焊接后的主体5从定位夹具2上取下放入清水冷却容器中进行冷却。
如图14所示，银焊接部A411及银焊接部B611是银焊环A41及银焊环B61通过本发明高频感应加热设备加热熔焊后形成的焊缝结构，均匀又饱满。
本实施例中，步骤e及步骤k中的加热处理依次包括加热、恒温、升温加热及停止加热。其中，该加热、恒温、升温加热及停止加热的温度及时间都是通过数字控制高频加热装置3内的编程自动实现的。
本实施例中，加热的温度为955℃-960℃；所述恒温保持30s；所述升温加热的温度为965℃-970℃，并保持1-2s，之后停止加热。
使用高频感应加热设备，设计制作仿形加热线圈，对零件进行局部感应加热，改善焊接作业环境，降低焊接作业对区域环境的要求，缩小焊接作业区域的占地面积。
使用高频感应加热设备的温度和时间可编程序控制器，对焊接过程中的加热时间、恒温时间和加热温度进行精确设定，焊接时，加热时间、恒温时间和加热温度由设备自动控制。焊接作业员只负责零部件装配、套仿形焊环和涂抹助焊剂即可。降低了焊接作业员的技能要求。焊接作业员只要经过一般培训，就能满足焊接作业要求。保证焊接作业质量要求。
通过改善焊道结构设计，制作相贯线仿形焊环，工件无需旋转，焊接作业员无需手工目测递送银铅锡焊料。焊接前，只要将焊环按要求套在指定的部位即可，降低焊接作业的劳动强度，无手持部分尾料，单位零件焊料耗用量恒定，焊料成本可控。
使用高频感应加热设备的温度和时间可编程序控制器，对焊接过程中的加热时间、恒温时间和加热温度进行精确设定和控制。制作仿形加热线圈，对零件进行局部均匀的感应加热，避免人为的烧塌和加热不均匀现象。显著提高焊接后零件的尺寸精度、焊缝的牢固度、饱满度和气密性。
使用高频感应加热设备，制作相贯线仿形焊环，焊接作业员只负责零部件装配、套仿形焊环和涂抹助焊剂即可，焊接过程无需作业员参与，焊接过程实现自动化，可实现焊接作业一人多机，单件流生产。，人员利用率低和劳动生产效率大幅提高。
以上仅为本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种高频感应加热设备，其特征在于：所述高频感应加热设备包括工作台(1)、定位夹具(2)及数字控制高频加热装置(3)；所述工作台(1)上设置有升降装置(11)，所述升降装置(11)的底端匹配连接于工作台(1)的上面；所述定位夹具(2)的底端匹配固定于升降装置(11)的顶端；所述数字控制高频加热装置(3)的侧面伸出一根加热管(31)，所述加热管(31)的前端匹配设置一个加热环(32)，所述加热环(32)的轴心线与升降装置(11)平行分布；
所述加热环(32)位于工作台(1)的上面；所述定位夹具(2)相对于加热环(32)可以实现前后左右及上下的三坐标移动。
2.根据权利要求1所述的高频感应加热设备，其特征在于：所述定位夹具(2)是固定不移动的，所述加热环(32)相对于定位夹具(2)可进行前后左右及上下的三坐标移动。
3.根据权利要求1所述的高频感应加热设备，其特征在于：所述加热环(32)是固定不移动的；所述工作台(1)带着升降装置(11)相对于加热环(32)可进行前后左右的平面移动，该升降装置(11)带着定位夹具(2)可进行上下移动。
4.根据权利要求1所述的高频感应加热设备，其特征在于：所述加热环(32)是固定不移动的；所述工作台(1)是固定不移动的，所述升降装置(11)可在工作台(1)上进行前后左右的平面移动，该升降装置(11)带着定位夹具(2)可进行上下移动。
5.根据权利要求1-4任一项所述的高频感应加热设备，其特征在于：所述定位夹具(2)为带V型夹口的V型定位夹具。
6.根据权利要求5所述的高频感应加热设备，其特征在于：所述定位夹具(2)的V型夹口的底端设置有限位圆孔。
7.一种利用高频感应加热设备焊接延伸油管的方法，其特征在于：利用所述权利要求6中的高频感应加热设备焊接延伸油管的方法包括如下步骤：
a、把银焊环A(41)从与之相匹配的油管A(4)的底端套接到位，并在银焊环A(41)周围均匀地涂抹上助焊剂；
b、将a步骤后的油管A(4)的底端插入主体(5)标记“IN”标识一端的孔A(51)内，且油管A(4)插到孔A(51)的底部，并保证银焊环A(41)和主体(5)的外圆表面贴合；
c、把步骤b后的主体(5)固定到定位夹具(2)的V型夹口内，并保证油管A(41)与加热环(32)的轴心线相平行；
d、固定在定位夹具(2)上的主体(5)通过定位夹具(2)的相对移动到加热环(32)处，并使得油管A(4)同轴套接于加热环(32)内，且保证银焊环A(41)与加热环(32)相匹配对应；
e、数字控制高频加热装置(3)利用线圈感应加热的原理通过加热环(32)对d步骤中到位后的银焊环A(41)进行加热处理，使得银焊环A(41)被加热融化并均匀地填满焊缝，实现油管A(4)与主体(5)之间的焊接；
f、定位夹具(2)带着焊接后的主体(5)相对于加热环(32)回到起始位置，并利用镊子将焊接后的主体(5)从定位夹具(2)上取下放入清水冷却容器中进行冷却；
g、把银焊环B(61)从与之相匹配的油管B(6)的底端套接到位，并在银焊环B(61)周围均匀地涂抹上助焊剂；
h、将g步骤后的油管B(61)的底端插入主体(5)标记“OUT”标识一端的孔B(52)内，且油管B(6)插到孔B(52)的底部，并保证银焊环B(61)和主体(5)的外圆表面贴合；
i、把步骤h后的主体(5)固定到定位夹具(2)的V型夹口内，并保证油管B(61)与加热环(32)的轴心线相平行；
j、固定在定位夹具(2)上的主体(5)通过定位夹具(2)的相对移动到加热环(32)处，并使得油管B(6)同轴套接于加热环(32)内，且保证银焊环B(61)与加热环(32)相匹配对应；
k、数字控制高频加热装置(3)利用线圈感应加热的原理通过加热环(32)对j步骤中到位后的银焊环B(61)进行加热处理，使得银焊环B(61)被加热融化并均匀地填满焊缝，实现油管B(6)与主体(5)之间的焊接；
l、定位夹具(2)带着焊接后的主体(5)相对于加热环(32)回到起始位置，并利用镊子将焊接后的主体(5)从定位夹具(2)上取下放入清水冷却容器中进行冷却。
8.根据权利要求7所述的利用高频感应加热设备焊接延伸油管的方法，其特征在于：所述步骤e及步骤k中的加热处理依次包括加热、恒温、升温加热及停止加热。
9.根据权利要求8所述的利用高频感应加热设备焊接延伸油管的方法，其特征在于：所述加热的温度为955℃-960℃；所述恒温保持30s；所述升温加热的温度为965℃-970℃，并保持1-2s，之后停止加热。
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