CN109530847A - 一种快速响应钨铼热电偶焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种快速响应钨铼热电偶焊接装置，该装置主要包括变压器、变阻器、支座、夹具、导电体、电极板等，其中的变阻器用于调整热电偶放电电路的电阻，实现热电偶两根偶丝放电电流的一致性；导电体为镓合金，保障了热电偶焊接强度和偶结的纯度。本发明显著的优点是装置组成简单，操作方便，焊接的钨铼热电偶成偶率高，偶结体积小，响应时间短，能够满足爆炸场热效应测量快速响应的质量控制要求。

Description

一种快速响应钨铼热电偶焊接装置

技术领域

本发明属于热电偶焊接技术领域，涉及一种钨铼热电偶焊接装置，特别涉及一种快速响应钨铼热电偶焊接装置。

背景技术

随着高效毁伤技术的发展，新型高能炸药技术研究取得了多项技术成果，开发了多种配方的温压炸药产品，部分产品已应用于战斗部型号产品，并装备部队。与传统高爆炸药相比，温压炸药爆炸的后燃烧阶段，释放了大量的热量，在有限空间内产生急剧的高温效应和窒息效应，杀伤隐藏在建筑物或山洞等密闭掩体内的有生力量。因此，在温压炸药配方研究、配方的检验/检定过程中，准确测量温压炸药内爆炸高温热效应成为了温压炸药研究人员重点关注的问题之一。

目前，对于温压炸药爆炸热效应测试中，以接触法测量爆炸火球温度时，大量使用裸露型快速响应钨铼热电偶，在热电偶的制作过程中，通常采用电弧放电的焊接装置焊接偶结，如中国专利ZL20062020063.7公开的热电偶的盐水直流电弧焊接装置，该焊接装置用于焊接钨铼热电偶的过程中，经常出现不成偶，或一根偶丝被熔化，甚至被熔断，而另一根热偶丝没有熔化的现象，热电偶成偶率不高，并且焊接的偶结大小不统一，热电偶响应时间不相同，达不到爆炸热效应测量的快速响应技术指标要求，出现了热电偶偶结质量不可控制问题，造成大量的残次品，浪费问题严重。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种快速响应钨铼热电偶焊接装置，解决目前热电偶焊接过程中成偶率不高和偶结质量不可控制的问题，提高钨铼热电偶焊接成品率和质量，节约钨铼热电偶的制作成本。

为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案：

一种快速响应钨铼热电偶焊接装置，其特征在于，由控制开关、变压器、变阻器、钨铼热电偶、支座、夹具、玻璃器皿、导电体、电极板组成，其中：

所述的控制开关为触点开关，控制电源与焊接电路的通断。

所述的变压器，输出热电偶焊接需要的放电电压，其一输出端通过导线与电极板连接；另一输出端通过导线连接热电偶信号输出线中的正极导线，通过另一根导线连接变阻器的一个接线端子。

所述的变阻器，用于调整钨铼热电偶偶丝放电线路的电阻，其另一端子连接钨铼热电偶信号输出线的负极导线。

所述的钨铼热电偶，为半成品热电偶，由信号输出线、壳体结构、热电偶偶丝组成。在壳体结构内，两根热偶丝分别与对应的信号输出线中的正极导线和负极导线连接。

所述的支座，底座为圆台，圆台一端面中心伸出一圆柱杆。

所述的夹具，一端与支座上的圆柱杆连接，另一端与热电偶连接。

所述的玻璃器皿，为敞口形，放置于热电偶下方，内部盛放导电体，导电体中设有电极板。

本发明的一种快速响应钨铼热电偶焊接装置，其有益效果体现在以下几个方面：

(1)本焊接装置中，设置了变阻器，通过调整其电阻，使通过热电偶两根偶丝中的放电电路电流相等，从而避免了一般电弧放电焊接中出现的一根偶丝被加热熔化，甚至被熔断，而另一根热偶丝没有熔化的现象，提高力偶结成偶率；

(2)本焊接装置中以镓合金为导电介质，导电性比盐水强，电弧放电过程中释放的热量多，焊接的钨铼热电偶偶结牢固，偶结纯度高，热电偶产品测量精度高，并且焊接过程中不产生有毒、有害气体，损害操作者的身体健康；

(3)本焊接装置的组成简单、操作方便，节省人力、物力和时间，节约热电偶制作成本。

附图说明

图1是本发明的焊接装置组成示意图。

图2是本发明焊接的钨铼热电偶产品测量的爆炸火球温度曲线。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详述。

如图1所示，按照本发明的技术方案，本实施例给出一种快速响应钨铼热电偶焊接装置的具体组成，包括控制开关1、变压器2、变阻器3、热电偶4、支座5、夹具6、玻璃器皿7、导电体8、电极板9，其中：

所述的控制开关1为触点开关，按压后将电源的接入热电偶放电回路后又瞬时断开，其一端子通过导线与可调变压器2的输入端连接，另一端子与220V电源连接。

所述的变压器2，输出热电偶焊接电路需要的电压，并且电压大小可调整。其一输出端通过导线与电极板9连接；另一输出端一方面通过导线与接热电偶4信号输出线4-1的负极线连接，另一方面通过导线与变阻器3的一个接线端子连接。变压器2的输出电压大小，主要依据热电偶偶丝的直径或偶丝的材料性能，对于0.2mm直径的钨铼热偶丝，变压器2的输出电压等于24V。

所述的变阻器3，用于调整热电偶放电电路的电阻，其另一端子连接热电偶4信号输出线4-1的负极线。

对于以低噪声电缆为信号输出线的热电偶，其输出信号线的正负极导线的电阻不相等，导线越长差异越大。当焊接热电偶时，由于两根偶丝放电线路的电阻不相等，通过热电偶两根偶丝对接点的电流不同，电弧放电释放的热量也不同，放电电流越大，偶丝端点放热量越多，偶丝端头就能够被熔化；放电电流越小，偶丝端头放热量也越少，偶丝端头可能不能熔化，可能出现不成偶，或一根被熔断另一根没熔化的现象，因此，在热电偶的放电电路中设置了变阻器3，通过调整变阻器3接入电路的电阻，使热电偶信号输出线负极与正极的放电线路电阻相等。对于直径Φ0.2mm的5\26型钨铼热偶丝，当热电偶输出信号线4-1为长度5m的低噪声电缆5m时，变阻器接入放电线路的电阻值为2.9Ω。

所述的钨铼热电偶4，为半成品热电偶，由信号输出线4-1、壳体结构4-2、热偶丝4-3组成，在壳体结构4-2内，两根热偶丝4-3分别与对应的输出信号线4-1的正极线和负极线连接。

调整两根热偶丝端头，使热偶丝端头成圆拱型对接形式。圆拱型的对接方式，在焊接中易于形成体积较小的热电偶偶结，比偶丝铰接方式下的形成的偶结体积小，热惯性小，能够实现热电偶快速响应的要求。对于偶丝直径为(0.1～0.2)mm的钨铼热电偶丝，该方式焊接热电偶的响应时间小于2ms(水浴测量法)。

所述的支座，底座为圆台，圆台端面中心伸出一圆柱杆。

所述的夹具，一端与支座上的圆柱杆连接，另一端连接热电偶。通过调整夹具在圆柱杆上的位置使热电偶偶丝对接头靠近导电体液。

所述的玻璃器皿7为敞口形,置于热电偶4的下方，内部盛放液态导电体8，导电体8中设有电极板9。

导电体8是熔点为65℃左右的镓合金材料，镓是熔点30℃、沸点2400℃的低熔点高沸点的金属，与铟、铊、锡、铋、锌等可形成熔点在3℃-100℃范围的金属合金材料。选择常温下为固态的镓合金材料，通过热开水可以溶化。镓合金材料比盐水导电性能好，放电电流比盐水大，电弧放电释放的温度高，偶结易于成偶；并且在电弧放电过程中，高沸点的镓合金材料不易汽化，不易与熔化的偶结结合，确保了偶结材料的纯度，保障了钨铼热电偶的测量精度。同时，在电弧放电过程中，镓合金不产生有毒、有害气体，不损害操作人员的身体健康。

本实施例中，以焊接钨铼5/26型热电偶为例，说明本发明装置的操作过程。钨铼热电偶4的偶丝直径Φ0.2mm，输出信号线4-1为低噪声电缆，长度5m。钨铼热电偶的焊接过程如下：首先,将各组成放置于桌面或平台上，将盛放导电体8的玻璃器皿7放入装有开水的器皿中，待导电体8完全溶化后，取出备用；然后，按照图1所示，用导线将装置的各组成部分连接，确认无误后，调节交流变压器2的输出电压，使输出电压指示到24V；接着，测量从变压器2输出端子到热电偶4信号输出线正极导线连接的热电偶偶丝端部线路的电阻，再测量该输出端到热电偶4信号输出线负极导线连接的热电偶偶丝端部线路的电阻，当两条线路的电阻不相等时，调整变阻器3的滑块，使两条线路电阻相等；对于长度5m的低噪声热电偶信号输出线，变阻器接入电路的电阻为2.9Ω；再接着，将热电偶偶丝对接成圆拱型形式，并将热电偶4偶丝向下通过夹具6固定到支座5上；在热电偶4下方，放置盛放导电体8的玻璃器皿7，调整夹具6的高度，使热电偶丝偶丝对接点与导电体8的液面距离达到0.5mm。上述工作完成后，按压控制开关1后，电源接入放电电路，在热电偶对接点与导电体8之间产生放电电弧，电弧释放高温将热电偶对接点熔化成偶。

用于本实施例提供的快速响应钨铼热电偶焊接装置，焊接的钨铼热电偶偶结体积小、表面光滑、结构牢固，热电偶成偶率高。采用水浴法测量其响应时间小于2ms，热电偶合格率达到90％以上。

该装置焊接的钨铼热电偶已应用温压炸药内爆炸热效应测试中，取得了有效测试结果，提供于温压炸药爆炸热效应评估使用。

图2是应用该焊接装置焊接的钨铼热电偶测量的爆炸火球温度曲线,响应温度1980℃。

Claims (3)

1.一种快速响应钨铼热电偶焊接装置，其特征在于，由控制开关(1)、变压器(2)、变阻器(3)、钨铼热电偶(4)、支座(5)、夹具(6)、玻璃器皿(7)、导电体(8)、电极板(9)组成，其中:

所述的控制开关(1)，为触点开关，将电源与焊接电路连通后又瞬时断开；所述的变压器(2)为交流变压器，其一个输出端通过导线与电极板(9)连接，另一输出端一方面通过导线与钨铼热电偶(4)信号输出线(4-1)中正极线连接，另一方面通过导线与变阻器(3)一接线端子连接；所述的变阻器(3)的另一接线端子与钨铼热电偶(4)信号输出线的负极线连接；所述的钨铼热电偶(4)由壳体结构(4-2)、信号输出线(4-1)、热偶丝(4-3)组成；所述的支座(5)，底部为圆台，圆台一端面中心伸出一圆柱杆；所述的夹具(6)，一端与支座(5)上的圆柱杆连接，另一端与钨铼热电偶(4)连接；所述的玻璃器皿(7)为敞口形，内部盛放导电体(8)，导电体(8)中设有电极板(9)。

2.如权利1所述的一种快速响应钨铼热电偶焊接装置，其特征在于，所述的变阻器(3)接入钨铼热电偶的放电电路中，通过调整变阻器电阻，使钨铼热电偶(4)两根偶丝的放电电路电阻相等。

3.如权利1所述的一种快速响应钨铼热电偶焊接装置，其特征在于，所述的导电体(8)为镓合金，采用水浴法溶化。