CN107755874A - 一种高频压焊装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高频压焊装置，其包括焊接机构、驱动机构、高频感应加热线圈及控制系统，所述高频感应加热线圈与高频发生器连接，所述控制系统分别与驱动机构、高频发生器连接；所述焊接机构包括用于承载待焊接工件的下模和用于压紧所述待焊接工件的上模，所述上模经回位机构与所述驱动机构连接以实现所述上模的下行和回位动作；所述高频感应加热线圈套接在所述下模上。该装置采用高频感应原理直接对工件及工件周边金属材料加热，加热速度更快，能耗更低；采用电子功能部件产生高频电流，设备体积更小，效率更高；不需要拥有极大电阻率的材料作为发热元件，可以采用耐高温稳定材料作为压力作用件，因此寿命更长，不需要经常更换。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及了一种高频压焊装置。
背景技术
目前压焊装置中，较常见的有高分子扩散焊机，现有高分子扩散焊机主要分为三个部分：1)高压大电流发生部件(根据机器功率不同可产生数百至数千安电流)；2)控制部分，主要通过可编程元件实现对设备的控制；3)执行部件，主要是通过压力器件产生压力，作用于工件。工作过程及原理：设定好设备参数后，将工件放置于石墨电极上，在压力元件的作用下，使上下石墨电极压紧工件。然后通以大电流(一般为数百安)，在大电流作用下，一方面因为石墨的电阻率很大，石墨会在瞬间产生很大的热量；一方面工件本身及工件与石墨之间均有电阻，也会产生一部分热量。在这几部分热量的作用下，工件会迅速升温。此时工件在高温高压下，工件之间的金属原子会产生剧烈的扩散运动。待一定时间后，可实现工件间的焊接。
但现有高分子扩散焊机具有如下缺点：1)设备主要要通过石墨产生大量热，然后传递一部分给工件，使工件温度升高。又由于石墨的比热容较大，所以升温需要的热量会更多，因此热效率低；2)设备采用传统变压器原理产生大电流，因此设备体积较大，电能损失也较大；3)采用石墨作为压力作用件，而石墨在高温高压下易被氧化和磨损，因此石墨电极为易损件，要经常更换；4)由于自身工作原理及电极材料的原因，极难对焊接精度和外观要求高的电子元件进行加工，极大影响其使用范围。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种更节能，体积更小，自动化的高频压焊装置，其采用高频感应原理直接对工件及工件周边金属材料加热，加热速度更快，能耗更低；采用电子功能部件产生高频电流，设备体积更小，效率更高；不需要拥有极大电阻率的材料作为发热元件，可以采用耐高温稳定材料作为压力作用件，因此寿命更长，不需要经常更换；可以有效降低能耗，实现自动控制、自动化生产，可对焊接精度和外观要求高的工件进行加工，进一步扩宽其使用范围。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种高频压焊装置，其包括焊接机构、驱动机构、高频感应加热线圈及控制系统，所述高频感应加热线圈与高频发生器连接，所述控制系统分别与驱动机构、高频发生器连接；所述焊接机构包括用于承载待焊接工件的下模和用于压紧所述待焊接工件的上模，所述上模经回位机构与所述驱动机构连接以实现所述上模的下行和回位动作；所述高频感应加热线圈套接在所述下模上。
进一步地，所述下模具有承载槽和/或限位台阶，所述承载槽用于承载限位待焊接工件以规范焊接后工件的尺寸，所述限位台阶用于限制所述上模下行距离及左右移动。
进一步地，所述下模两端还设置有限位块，用于防止待焊接工件伸出太长后使中间的部位拱起。
进一步地，所述回位机构包括用于固定所述上模的固定板及用于提供回位作用力的回位弹簧。
进一步地，所述驱动机构包括与所述控制系统连接的升降驱动单元及与所述升降驱动单元连接的推杆，所述推杆位于所述回位机构的上方，以推动所述回位机构下行。
进一步地，还包括冷却机构，其靠近所述下模设置，用于冷却焊接后的工件。
进一步地，还包括与所述控制系统连接的温度感应器，用于检测工件所处的实时温度环境。
进一步地，还包括与所述控制系统连接的送料机构，用于实现工件的自动送料。
进一步地，还包括隔热组件，其包括上隔热件和/或下隔热件，所述上隔热件位于所述驱动机构和回位机构之间，所述下隔热件位于所述下模的下方。
更进一步地，还包括供气系统，用于向焊接区域提供保护气体避免工件与空气接触氧化。
与现有压焊装置相比，本发明具有如下有益效果：
(1)采用高频感应原理直接对工件及工件周边金属材料加热，加热速度更快，能耗更低；
(2)采用电子功能部件产生高频电流，设备体积更小，效率更高；
(3)不需要拥有极大电阻率的材料作为发热元件，所以可以采用特种钢材作为压力作用件，因此寿命更长，不需要经常更换；
(4)可以实现对精密电子工件的扩散焊接，并满足高的外观要求，解决了现有压焊装置极难对焊接精度和外观要求高的工件进行加工；
(5)通过控制系统、送料机构等实现自动控制、自动化生产，还具有自动调控焊接工件表面温度，自动冷却等功能，进一步提高生产效率及降低生产成本，也降低生产不良率。
附图说明
图1为本发明高频压焊装置的结构示意图；
图2为图1中A处的放大示意图；
图3为图2的分解示意图；
图4为本发明高频压焊装置焊接好的工件示意图，其中，中间阴影部分为当次焊接区域。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
如图1至4所示，本发明提供了一种高频压焊装置，其包括：
机架11，用于承载所述高频压焊装置的工作部件；
焊接机构，其设置在所述机架11的顶部，用于对待焊接工件1施加高压高温，便于压焊；其具有相对设置的上模3和下模2，所述上模3用于压紧所述待焊接工件1，所述下模2用于承载所述待焊接工件1；
驱动机构4，其设置在所述焊接机构的上方，其经回位机构6与所述上模3连接，便于带动所述上模3下行以压紧所述待焊接工件1；
高频感应加热线圈5，其套接在所述下模2上，其与高频发生器连接，以经所述下模2对待焊接工件1进行加热实现压焊动作；
控制系统，其固定在所述机架11内，其分别与所述驱动机构4和高频发生器连接，用于间接控制所述下模2的下行距离及控制装置的加热功率等。
做进一步改进，所述下模2具有承载槽21和/或限位台阶22，其中，所述承载槽21用于承载及限位待焊接工件1以规范焊接后工件1的尺寸，所述限位台阶22用于限制所述上模3下行距离及左右移动。所述上模3横截面优选为倒T型，其顶部两端为与所述限位台阶22对应的凸台，限制所述上模3的下行距离防止对待焊接工件1压紧过度；所述上模3底部为压块31，用于压紧所述待焊接工件1，即向所述待焊接工件1提供高压环境；具体实现时，所述压块所压紧区域即为焊接区域，即所述压块底部横截面决定了焊接区域的大小，可根据实际需要灵活设计所述压块的大小。
做进一步改进，所述承载槽21的两端上方还设置有限位块23，用于防止待焊接工件1伸出太长后使中间的部位拱起，保证焊接质量。
值得注意的是，所述焊接机构主要是提供高压高温，则其所使用的材料为耐高温及高温稳定性较好的材料，优选为特种钢材，但不局限于此。
做进一步改进，所述回位机构6包括用于固定所述上模3的固定板61及用于提供回位作用力的回位弹簧62，其中，所述固定板61与所述上模3的顶部固定连接，所述固定板61下方连接有回位弹簧62，所述回位弹簧62优选但不限定为四组以保证工作质量及稳定性。具体实现时，当所述驱动机构4撤销压力后，则由于回位弹簧62的回位作用力使得所述上模3自动回位，松开焊接后的工件1，便于进行下一动作。
做进一步改进，所述驱动机构4包括与所述控制系统连接的升降驱动单元41及与所述升降驱动单元41连接的推杆42，所述推杆42位于所述回位机构6的固定板61的上方，以间接推动所述上模3下行及控制下行距离。优选地，所述推杆42靠近所述固定板61处套接一弹簧43，主要作用是减少推杆42下行时对所述上模3的冲击，起一个缓冲作用。优选但不限定地，所述升降驱动单元41可以是驱动电机或驱动气缸，其为现有技术，容易实现，在此不再详述。
做进一步改进，所述高频压焊装置还包括冷却机构，其包括靠近在所述下模2的冷却块7及供应冷却水的冷却水泵，用于快速冷却焊接后的工件1，提高工作效率也避免高温对周边器件的损害。优选但不限定地，所述冷却块7为铜合金，其内部加工有互连互通的孔以形成水路。所述冷却块7优选设置在所述下模2的底部。
做进一步改进，所述高频压焊装置还包括隔热组件，其包括上隔热件8和/或下隔热件9；所述上隔热件8位于所述驱动机构4和回位机构6之间即位于所述固定板61的顶部；所述下隔热件9位于所述下模2的下方，优选位于所述冷却块7的下方。所述隔热组件主要作用是隔热。如果该装置长时间工作，而且功率较高，没有隔热装置，热量就会逐渐传递到装置的其它地方，以使整机的温度升高，危害设备的非金属部件，尤其是电子器件。
做进一步改进，所述高频压焊装置还包括与所述控制系统连接的温度感应器10，用于检测工件1所处的实时温度环境。所述温度感应器10优选但不限定为红外线测温仪，可以实现根据检测到的工件1实时温度而实时调整该压焊装置的功率，使工件1温度始终处于一个合理的范围内；红外线测温仪一端直接与所述控制系统相连以完成信号的采集与传递。
做进一步改进，所述高频压焊装置还包括与所述控制系统连接的送料机构12，用于实现工件1的自动送料。优选地，还包括料盘架13，优选与所述控制系统连接。该料盘架13主要作用是使多股待焊接工件1如金属丝有序地送料，使金属丝在送料过程中不交叉不缠绕，不打结；此处除了设置极多的线盘外，还有放料电机，可以同时将多股金属丝匀速送料。而当原料为带料时，也可改变设计结构，当生产不要求自动送料，而采用人工喂料时也可以删除此处送料机构12和料盘架13。所述送料机构12和料盘架13可以采用现有技术实现，在此不再详述。
做进一步改进，所述高频压焊装置还包括供气系统，用于向焊接区域提供保护气体避免工件1与空气接触氧化。所述供气系统包括喷气嘴、气管、气源及气源控制器，所述喷气嘴设置在所述焊接区域附近，所述喷气嘴经气管与气源连接，通过气源控制器进行控制。因为待焊接工件1特别是铜合金在高温下直接与空气接触则会被氧化，而加装供气系统则可以保护焊接区域的工件1不被氧化。更优选地，在焊接区域也可以设置保护罩以减少保护气体的消耗速度。
需要说明的是，本发明所涉及到的控制系统、供气系统及冷却系统均可采用现有技术实现，在此不再详述。所述高频压焊装置所用到的机构可以设置在机架11内或外，并不仅仅是本实施例所限定的位置。
需要说明的是，所述高频压焊装置并不局限用于铜合金线与铜合金线间的焊接；还可以是铜合金与铝合金，铜合金与不锈钢，以及铝合金与不锈钢等等。
所述高频压焊装置的工作流程如下：料盘架13开始放料，以减小送料机构12送料时的拉力；送料机构12开始送料，将待焊接工件1穿过限位块23送至下模2的承载槽21；驱动机构4开始施加力于下模2，从而压紧工件1；高频发生器开始产生高频电流经高频感应加热线圈5以加热所述上模3、下模2及工件1；温度感应器10测定实时温度，并将信号传递到控制系统，以控制加热功率；保温一定时间后，高频发生器停止工作即停止加热，冷却系统开始通冷却水，驱动机构4撤消压力，上模3松开工件1，此时焊接区域已焊好；送料机构12继续送料，料盘架13也继续送料，如此循环。焊接好的工件1在一定长度时将会被剪断，然后被储存起来。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高频压焊装置，其特征在于，包括焊接机构、驱动机构、高频感应加热线圈及控制系统，所述高频感应加热线圈与高频发生器连接，所述控制系统分别与驱动机构、高频发生器连接；所述焊接机构包括用于承载待焊接工件的下模和用于压紧所述待焊接工件的上模，所述上模经回位机构与所述驱动机构连接以实现所述上模的下行和回位动作；所述高频感应加热线圈套接在所述下模上。
2.根据权利要求1所述的高频压焊装置，其特征在于，所述下模具有承载槽和/或限位台阶，所述承载槽用于承载限位待焊接工件以规范焊接后工件的尺寸，所述限位台阶用于限制所述上模下行距离及左右移动。
3.根据权利要求1或2所述的高频压焊装置，其特征在于，所述下模两端还设置有限位块，用于防止待焊接工件伸出太长后使中间的部位拱起。
4.根据权利要求1所述的高频压焊装置，其特征在于，所述回位机构包括用于固定所述上模的固定板及用于提供回位作用力的回位弹簧。
5.根据权利要求1或4所述的高频压焊装置，其特征在于，所述驱动机构包括与所述控制系统连接的升降驱动单元及与所述升降驱动单元连接的推杆，所述推杆位于所述回位机构的上方，以推动所述回位机构下行。
6.根据权利要求1所述的高频压焊装置，其特征在于，还包括冷却机构，其靠近所述下模设置，用于冷却焊接后的工件。
7.根据权利要求1所述的高频压焊装置，其特征在于，还包括与所述控制系统连接的温度感应器，用于检测工件所处的实时温度环境。
8.根据权利要求1所述的高频压焊装置，其特征在于，还包括送料机构，用于实现工件的自动送料。
9.根据权利要求1所述的高频压焊装置，其特征在于，还包括隔热组件，其包括上隔热件和/或下隔热件，所述上隔热件位于所述驱动机构和回位机构之间，所述下隔热件位于所述下模的下方。
10.根据权利要求1所述的高频压焊装置，其特征在于，还包括供气系统，用于向焊接区域提供保护气体避免工件与空气接触氧化。
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