CN109317771A - 一种高压瓷封部件焊接工装及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高压瓷封部件焊接工装及其使用方法，包括设有凹槽的保护箱体和设有A通孔的保护盖板，所述凹槽底部一体成型有带有B通孔的圆柱，所述保护盖板可分离安装在保护箱体的凹槽内且A通孔与B通孔同轴心线，所述保护盖板上设置有缺口，所述缺口与A通孔连通，在对安装在该工装内的高压瓷封部件进行焊接的同时，持续向保护箱体内加入清水，通过清水的挥发将焊接过程中的热能散发从而冷却高压瓷封部件，解决瓷部件常规焊接时受高低温度冲击，致使瓷部件损伤。

Description

一种高压瓷封部件焊接工装及其使用方法

技术领域

本发明涉及焊接工装技术领域，具体的说，是一种高压瓷封部件焊接工装领域及其使用方法。

背景技术

高压瓷封部件耐高压、绝缘性能好，在耐高压绝缘产品中应用广泛。高压瓷封部件装配时通常采用以下方法，对穿过瓷部件的导线和放在瓷部件上的金属块采用高温钎焊进行焊接，焊接温度高约800度，焊接时间几十秒。为防止瓷部件内导线绝缘层受高温熔化，焊接完成后，迅速将高压瓷封部件放进水里冷却。高温钎焊时使与金属块接触的瓷部件温度短时间内升高，随后的水冷却又使其温度骤然降低，温度冲击易导致瓷部件损伤，出现裂纹。产品放置一段时间后，应力释放导致瓷部件裂纹继续扩散，使瓷部件裂纹变大，可以在瓷部件外表面观察到明显裂纹。通常装配方法装配，高压瓷封部件装配合格率不高，在高压时易击穿造成短路，严重影响产品质量。

中国专利 CN201110176784.X 公开了一种低应力低温陶瓷钎焊方法，包括如下方法：一、将两片钎料缩片中夹一片铝基复合材料箱片，形成“三明治”结构的填充材料：二、将填充材料填充到陶瓷的两个待焊面之间，加热至钎料箱片完全熔化，超声波处理，对焊缝施加垂直于待焊面的压力，保温，之后随炉冷却至室温，即完成低应力低温陶瓷钎焊。本发明采用超声波辅助的方法实现了陶瓷的钎焊连接，在大气条件下即可完成钎焊过程：钎焊温度低，陶瓷钎焊接头强度高，钎焊接头残余应力低，应用于陶瓷钎焊领域，但该方法使用超声波设备处理钎料，焊接成本昂贵且整个焊接过程中需保温，处理时间过长降低了生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高压瓷封部件焊接工装及其使用方法，解决高压瓷封部件钎焊过程中温度过高或受温度冲击导致的瓷封部件损伤而出现裂纹，高压瓷封部件的装配合格率低，产品质量差的问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种高压瓷封部件焊接工装，包括设有凹槽的保护箱体和设有A通孔的保护盖板，所述凹槽底部一体成型有带有B通孔的圆柱，所述保护盖板盖装在保护箱体的凹槽内且A通孔与B通孔同轴心线，所述保护盖板上设置有缺口，所述缺口与A通孔连通。

优选地，所述圆柱两端之间的距离小于凹槽的槽口与凹槽的槽底之间的距离，所述A通孔的直径小于B通孔靠近保护盖板一端的直径。

优选地，所述B通孔由A部和B部组成且呈阶梯状，所述A部靠近保护盖板且直径小于B部的直径。

优选地，所述圆柱由C部和D部组成且呈阶梯状，所述C部靠近保护盖板且直径小于D部的直径。

优选地，所述凹槽呈圆柱型，所述圆柱与凹槽同轴心线。

优选地，所述保护箱体与保护盖板均由铝合金材料制作而成。

优选地，所述缺口呈扇形。

一种高压瓷封部件焊接工装的使用方法，包括以下步骤：

步骤S1、根据高压瓷封部件的外形及尺寸设计B通孔的形状及尺寸；

步骤S2、向保护箱体的凹槽内加入清水，直至清水液面与圆柱等高；

步骤S3、将高压瓷封部件装入B通孔,盖上保护盖板令高压瓷封部件的导线芯穿过A通孔；

步骤S4、在保护盖板上绕高压瓷封部件的导线芯放上金属块；

步骤S5、加入焊料，然后开始高温钎焊，同时保持向保护箱体（1）的凹槽（11）内加入清水；

步骤S6、焊接完成后，令高压瓷封部件的导线芯从保护盖板的缺口内脱离保护盖板，将保护盖板从保护箱体内取出，然后将焊接好金属块的高压瓷封部件从B通孔内取出，整个钎焊过程结束。

优选地，所述步骤S5具体包括以下步骤：

步骤S51、向保护箱体的凹槽内加入清水，直至清水盖过保护盖板，此时向金属块与高压瓷封部件的导线芯之间加入焊料。

步骤S52、开始高温钎焊，同时保持向保护箱体的凹槽内加入清水，保证整个焊接过程中清水始终盖过保护盖板。

本发明首先根据高压瓷封部件的形状和尺寸，设计保护箱体内的B通孔的形状和尺寸；B通孔形状与高压瓷封部件的形状相同；而通孔的孔径略大于高压瓷封部件的外径，但其形成台阶的两段通孔的深度应略短于高压瓷封部件形成台阶的两段圆柱体的长度；将高压瓷封部件安装进B通孔时，使高压瓷封部件的台阶处与B通孔的台阶处保持一个大于圆柱与槽口距离的间距，而此时瓷封部件的端面与圆柱的端面平齐导线芯支出B通孔；然后将保护盖板安装在保护箱体的凹槽内，此时导线芯穿过A通孔且高于保护盖板，而保护盖板略低于安装槽的槽口或与槽口平齐；安装槽内的清水可在安装高压瓷封部件前装入也可将高压瓷封部件装入后但未盖上保护盖板时装入，而盖上保护盖板时因使清水液面与圆柱高度平齐此时盖上保护盖板后，保护盖板才能与清水接触在钎焊时，利用清水受热汽化对高温瓷封部件进行散热，而在将金属块绕导线芯放置在保护盖板上进行钎焊时，需一直向保护箱体的凹槽内加入清水，保持清水液面盖过保护盖板；因钎焊时温度较高，清水一直挥发若不持续向保护箱体的凹槽内加水以保证清水始终盖过保护盖板，则在焊接后期由于清水挥发过多无法对保护盖板进行降温或降温效果下降，融化后的钎料以较高的温度与瓷封部件接触，导致瓷封部件内导线绝缘层受高温而融化，且瓷封部件受高温后再冷却也易出现裂纹，故需要持续向保护箱体的凹槽内加入清水对保护盖板进行降温，通过保护盖板对高温钎料降温，使得金属块即能焊接在瓷封部件上又使钎料以较低的温度与瓷封部件接触，保护了瓷封部件内部的导线绝缘层和瓷封部件；由于瓷封部件台阶处与B通孔的台阶处存在一个距离，且该距离大于圆柱端面与槽口之间的间距，故当焊接完成后，将瓷封部件向上顶起，即可令保护盖板与保护箱体脱离，然后再将保护盖板顺着缺口方向令导线芯与保护盖板分离，此时无保护盖板的限制瓷封部件再沿B通孔退入通孔内即可将焊接完成的瓷封部件取出，整个焊接完成。

本发明的有益效果为：该工装设计储水结构在对瓷封部件进行焊接时，通过水的挥发对融化后的钎料进行降温使钎料能够低温焊接在瓷封部件上，由于钎料与瓷封部件接触时温度较低，故保护了瓷封部件内的绝缘层不被融化且瓷封部件也不会因焊接钎料的高温产生裂纹。

附图说明

图1为本发明焊接工装的工作结构示意图；

图2为本发明保护箱体的结构示意图；

图3为本发明保护箱体的剖视图；

图4为本发明的保护盖板的结构示意图；

其中1-保护箱体；11-凹槽；2-保护盖板；21-A通孔；22-缺口；3-圆柱；31-B通孔；4-高压瓷封部件；5-金属块；6-导线芯。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1：

结合附图1-4所示，一种高压瓷封部件4焊接工装，包括设有凹槽11的保护箱体1和设有A通孔21的保护盖板2，所述凹槽11底部一体成型有带有B通孔31的圆柱3，所述保护盖板2盖装在保护箱体1的凹槽11内且A通孔21与B通孔31同轴心线，所述保护盖板2上设置有缺口22，所述缺口22与A通孔21连通。

本发明是一种新型的高压瓷封部件4焊接工装，保护箱体1内的圆柱3用于支撑保护盖板2，而凹槽11则是用于存储焊接时降温的清水，而圆柱3内需设置B通孔31用于安装高压瓷封部件4；保护盖板2上的A通孔21在保护盖板2安装在安装槽内后需与B通孔31同心，以保证高压瓷封部件4的导线芯6能够穿过保护盖板2与放置在保护盖板2上的金属块5接触，方便将金属块5焊接在高压瓷封部件4上；而保护盖板2上的缺口的设置，方便焊接完成后能将保护盖板2从高压瓷封部件4上拆卸下。

实施例2：

本实施例在上述实施例的基础上，结合附图2和3所述，进一步的限定，所述圆柱3两端之间的距离小于凹槽11的槽口与凹槽11的槽底之间的距离，所述A通孔21的直径小于B通孔31靠近保护盖板2一端的直径。其中设置圆柱3低于凹槽11的槽口，在保护盖板2安装在保护箱体1内后，保护盖板2能与凹槽11内的清水保持接触，进行高温钎焊时，利用水的挥发产生蒸汽对保护盖板2以及融化后钎料进行降温，使温度不高于一百度；有利用保护高压瓷封部件4及高压瓷封部件4内的绝缘层。

值得说明的是：本实施例中，所述A通孔21的直径小于B通孔31靠近凹槽11槽口的直径，但比高压瓷封部件4安装导线芯6的通孔略大；当使用此工装进行焊接时，能保证在向凹槽11内加注清水时，保护盖板2上的清水能够缓慢的沿A通孔21和缺口22流入凹槽11，保证保护盖板2表面附有一层厚度不大的清水，即能对保护盖板2进行降温又不影响钎焊保证焊接质量。

本实施例的其它部分与上述实施例相同，故不在此赘述。

实施例3：

本实施例在上述实施例的基础上，结合附图2和3所示，进一步的限定，所述B通孔31由A部和B部组成且呈阶梯状，所述A部靠近保护盖板2且直径小于B部的直径。其中设置阶梯状B通孔31，使得阶梯状的高压瓷封部件4的各段与B通孔31的侧壁更加贴近；由于与B通孔31的内壁更加贴近故其自身的热量快速的被B通孔31内壁吸走，不会在通孔内集结，导致高压瓷封部件4内的绝缘层因高温导致融化。

本实施例的其它部分与上述实施例相同，故不在此赘述。

实施例4：

本实施例在上述实施例的基础上，结合附图2和3所示，所述圆柱3由C部和D部组成且呈阶梯状，所述C部靠近保护盖板2且直径小于D部的直径。其中圆柱3呈阶梯状，令靠近凹槽11槽口段的圆柱3壁厚变薄，在清水挥发时由于壁较薄，故B通孔31内的热量能快速的被带走，散热更快。

本实施例的其它部分与上述实施例相同，故不在此赘述。

实施例5：

本实施例在上述实施例的基础上，结合附图2和3所示，所述凹槽11呈圆柱3型，所述圆柱3与凹槽11同轴心线。其中圆柱3与凹槽11同轴线使清水均匀装载在圆柱3周围，使得清水对圆柱3散热时更加均匀，不会使圆柱3周围的清水出现温差，影响散热。

优选地，所述保护箱体1与保护盖板2均由铝合金材料制作而成。其中铝合金材料质轻、易加工、价格低廉，且具有高度的散热性。

优选地，所述缺口呈扇形。

实施例6：

本实施例在上述任一实施例的基础上，结合附图1-4所示，一种高压瓷封部件4焊接工装的使用方法，包括以下步骤：

步骤S1、根据高压瓷封部件4的外形及尺寸设计B通孔31的形状及尺寸；

步骤S2、向保护箱体1的凹槽11内加入清水，直至清水液面与圆柱3等高；

步骤S3、将高压瓷封部件4装入B通孔31,盖上保护盖板2令高压瓷封部件4的导线芯6穿过A通孔21；

步骤S4、在保护盖板2上绕高压瓷封部件4的导线芯6放上金属块5；

步骤S5、加入焊料，然后开始高温钎焊，同时保持向保护箱体1的凹槽11内加入清水；

步骤S6、焊接完成后，令高压瓷封部件4的导线芯6从保护盖板2的缺口22内脱离保护盖板2，将保护盖板2从保护箱体1内取出，然后将焊接好金属块5的高压瓷封部件4从B通孔31内取出，整个钎焊过程结束。

优选地，所述步骤S5具体包括以下步骤：

步骤S51、向保护箱体1的凹槽11内加入清水，直至清水盖过保护盖板2，此时向金属块5与高压瓷封部件4的导线芯6之间加入焊料。

步骤S52、开始高温钎焊，同时保持向保护箱体1的凹槽11内加入清水，保证整个焊接过程中清水始终盖过保护盖板2。

值得说明的是：实施例2-5任一实施例的步骤S3中，安装高压瓷封部件4时其台阶处与B通孔31的台阶处保持一间距，该间距大于圆柱3的端面距离凹槽11槽口的距离；该间距在高压瓷封部件4焊接好金属块5时，能将保护盖板2顶出保护箱体1，使保护盖板2能够从高压瓷封部件4上取下，若无此距离则保护盖板2无法与保护箱体1分离，导致保护盖板2无法取下，进而高压瓷封部件4无法从保护箱体1内取出。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高压瓷封部件焊接工装，其特征在于，包括设有凹槽（11）的保护箱体（1）和设有A通孔（21）的保护盖板（2），所述凹槽（11）底部一体成型有带有B通孔（31）的圆柱（3），所述保护盖板（2）盖装在保护箱体（1）的凹槽（11）内且A通孔（21）与B通孔（31）同轴心线，所述保护盖板（2）上设置有缺口（22），所述缺口（22）与A通孔（21）连通。

2.根据权利要求1所述的一种高压瓷封部件焊接工装，其特征在于，所述圆柱（3）两端之间的距离小于凹槽（11）的槽口与凹槽（11）的槽底之间的距离，所述A通孔（21）的直径小于B通孔（31）靠近保护盖板（2）一端的直径。

3.根据权利要求1或2所述的一种高压瓷封部件焊接工装，其特征在于，所述B通孔（31）由A部和B部组成且呈阶梯状，所述A部靠近保护盖板（2）且直径小于B部的直径。

4.根据权利要求3所述的一种高压瓷封部件焊接工装，其特征在于，所述圆柱（3）由C部和D部组成且呈阶梯状，所述C部靠近保护盖板（2）且直径小于D部的直径。

5.根据权利要求4所述的一种高压瓷封部件焊接工装，其特征在于，所述凹槽（11）呈圆柱型，所述圆柱（3）与凹槽（11）同轴心线。

6.根据权利要求5所述的一种高压瓷封部件焊接工装，其特征在于，所述保护箱体（1）与保护盖板（2）均由铝合金材料制作而成。

7.根据权利要求6所述的一种高压瓷封部件焊接工装，其特征在于，所述缺口（22）呈扇形。

8.根据权利要求7的一种高压瓷封部件焊接工装的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、根据高压瓷封部件（4）的外形及尺寸设计B通孔（31）的形状及尺寸；

步骤S2、向保护箱体（1）的凹槽（11）内加入清水，直至清水液面与圆柱（3）等高；

步骤S3、将高压瓷封部件（4）装入B通孔（31）,盖上保护盖板（2）令高压瓷封部件（4）的导线芯（6）穿过A通孔（21）；

步骤S4、在保护盖板（2）上绕高压瓷封部件（4）的导线芯（6）放上金属块（5）；

步骤S5、加入焊料，然后开始高温钎焊，同时保持向保护箱体（1）的凹槽（11）内加入清水；

步骤S6、焊接完成后，令高压瓷封部件（4）的导线芯从保护盖板（2）的缺口（22）内脱离保护盖板（2），将保护盖板（2）从保护箱体（1）内取出，然后将焊接好金属块（5）的高压瓷封部件（4）从B通孔（31）内取出，整个钎焊过程结束。

9.根据权利要求7所述的一种高压瓷封部件焊接工装的使用方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括以下步骤：

步骤S51、向保护箱体（1）的凹槽（11）内加入清水，直至清水盖过保护盖板（2），此时向金属块（5）与高压瓷封部件（4）的导线芯（6）之间加入焊料；

步骤S52、开始高温钎焊，同时保持向保护箱体（1）的凹槽（11）内加入清水，保证整个焊接过程中清水始终盖过保护盖板（2）。