CN109604912A - 一种用于材料微焊的电磁夹具 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于材料微焊的电磁夹具，包括用于承载焊接工件的支撑件，支撑件上方设置有相互连接的线圈和电容。所述电容与线圈电连接，靠近线圈的焊接工件为导电材料或非导电材料，对于非导电的焊接工件需要在其上方使用金属辅助件，辅助件在焊点处有孔使得激光束能穿过而作用于下面的焊接工件。工作时，电容放电，在线圈内形成电场和感应磁场，进而在焊接工件或金属辅助件内产生感应电场和磁场，在电磁场作用下焊接工件或辅助件与线圈产生斥力，使焊接件之间紧密贴合，控制激光束入射的时间、位置，即可完成焊接。该夹具上下料便捷、加工效率高，焊接件贴合紧密，焊接质量和稳定性高，对焊接工件的尺寸、形状无特殊要求，应用范围广。
Description
技术领域
本发明属于激光焊接技术领域，涉及一种用于固定焊接工件的夹具，具体地说涉及一种用于材料微焊的电磁夹具。
背景技术
激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，是激光材料加工技术应用的重要方面之一，可用于薄壁材料焊接，焊接过程中，激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。由于其独特的优点，已成功应用于微、小型零件的精密焊接。
对于材料的激光焊接，如无焊料的点焊，当待焊接工件厚度很薄时，容易变形，通常需要待焊接件之间紧密接触以保持一致、良好的焊接效果，目前一般通过采用专门的焊接工装及装配夹具来控制变形的发生、使工件紧密接触。由于焊接工件尺寸、形状不尽相同，很难设计一个普遍适用的夹具，并且现有夹具很难保证上下料的速度，加工效率受限。
发明专利内容
为此，本发明正是要解决上述技术问题，从而提出一种可使焊接工件紧密接触、对工件尺寸、形状限制小且上下料便捷的用于材料微焊接的电磁夹具。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：
本发明专利提供一种用于材料微焊的电磁夹具，其包括：用于承载焊接工件的支撑件，所述支撑件上方设置有相互连接的线圈和电容。
作为优选，所述焊接工件至少为两个，至少两个所述焊接工件层叠设置。
作为优选，靠近所述线圈和电容的焊接工件为导电工件。
作为优选，靠近所述线圈和电容的焊接工件为非导电焊接工件，所述非导电焊接工件顶部设置有金属辅助件，所述金属辅助件在焊点处设置有通孔。
作为优选，所述金属辅助件为金属板、金属片或金属箔。
作为优选，所述支撑件连接有驱动机构。
作为优选，所述线圈设置于所述焊接件正上方。
作为优选，所述线圈为饼式线圈。
作为优选，所述线圈为螺旋式线圈。
本发明专利的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明专利所述的用于材料微焊的电磁夹具，包括用于承载焊接工件的支撑件，所述支撑件上方设置有相互连接的线圈和电容。所述电容与线圈电连接，靠近线圈的焊接工件可为导电材料或非导电工件，对于非导电的焊接工件需要在上方使用金属辅助件，该金属辅助件在焊点处有孔使得激光束能穿过而作用于下面的焊接工件。工作时，电容放电，在线圈内形成电场和感应磁场，进而在焊接工件或辅助金属件内产生感应电场和磁场，在上述电磁场相互作用下焊接工件或辅助金属件与线圈之间产生斥力，使焊接件之间紧密贴合，然后控制激光束入射的时间、位置，即可完成焊接。所述电磁夹具上下料便捷、加工效率高，焊接件贴合紧密，焊接质量和稳定性高，同时该夹具对焊接工件的尺寸、形状无特殊要求，无需定制，应用范围广。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明专利的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明实施例1所述的用于材料微焊的电磁夹具示意图；
图2是本发明实施例2所述的用于材料微焊的电磁夹具示意图。
图中附图标记表示为：1-焊接工件；11-第一焊接工件；12-第二焊接工件；2-支撑件；3-线圈；4-电容；5-激光束。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供一种用于材料微焊的电磁夹具，所述夹具尤其适用于厚度较小的材料焊接加工。所述电磁夹具如图1所示，其包括一用于承载焊接工件1的支撑件2，所述支撑件2为表面平整的支撑平台，所述支撑件2上方设置有相互电连接的线圈3和电容4，所述电容连接有电源装置和控制装置，所述线圈3与所述支撑件2之间留有间隔，本实施例中，所述线圈3为饼式线圈。
所述焊接工件1至少为两个，本实施例中所述焊接工件1包括层叠设置的第一焊接工件11和第二焊接工件12，所述第一焊接工件11靠近所述线圈3，所述第二工件12置于所述支撑件2表面，所述线圈3位于所述焊接工件1的正上方。
靠近所述线圈3的焊接工件1为导电工件，如金属工件，靠近支撑件2侧的焊接工件1可以为导电工件也可为非导电工件。具体地，本实施例中所述第一焊接工件11为导电工件，所述第二焊接工件12为导电工件或非导电工件。
或者，作为可变换的实施方式，所述第一焊接工件11为非导电工件，所述第一焊接工件11顶部还设置有用于辅助导电的金属辅助件，所述金属辅助件为金属板、金属箔或金属片，所述金属辅助件对应于焊点的位置设置有供激光束5穿过的开孔，使得激光束能穿过而作用于下面的焊接工件。
进一步地，所述支撑件2还连接有驱动机构，所述驱动机构驱动所述支撑件2在X-Y方向移动，以完成对焊接工件1不同位置的焊接，所述驱动机构为驱动电机。
应用所述电磁夹具进行激光微焊的过程为：
S1、将第二焊接工件12、第一焊接工件11顺次放置于支撑件2上，使得第一焊接工件11层叠设置于第二焊接工件12表面。
S2、移动所述支撑件2，确定焊点位置。
S3、控制电容4放电，在线圈3内形成电场和感应磁场，从而在顶层焊接工件1或金属板内产生感应电场和磁场，在感应电磁场的作用下，焊接工件1和线圈之间产生斥力，使得第一焊接工件11和第二焊接工件12紧密贴合。
S4、发射激光束5，在焊点处完成微焊。
微焊过程中，根据焊接工件1的材料属性以及激光器的参数等特点，可调节线圈3的尺寸、位置，电容4的放电量以及放电时刻与激光束入射时刻之间的相对延迟，例如可根据需要进行先放电，间隔一定时间(如100ms)后再发射激光，或者电容放电与发射激光束同时进行，也可先发射激光束，一定时间间隔后再放电，以获得最佳的焊接效果。激光束可以以某一方向固定入射到焊接工件1上，也可通过振镜在焊接工件1上一定区域内扫描，激光束可以为连续激光也可为脉冲激光。
实施例2
本实施例提供一种用于材料微焊的电磁夹具，所述电磁夹具如图2所示，其结构与实施例1基本相同，不同之处在于，所述线圈3为螺旋式线圈。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。
Claims (9)
1.一种用于材料微焊的电磁夹具，其特征在于，包括：用于承载焊接工件的支撑件，所述支撑件上方设置有相互连接的线圈和电容。
2.根据权利要求1所述的用于材料微焊的电磁夹具，其特征在于，所述焊接工件至少为两个，至少两个所述焊接工件层叠设置。
3.根据权利要求2所述的用于材料微焊的电磁夹具，其特征在于，靠近所述线圈和电容的焊接工件为导电工件。
4.根据权利要求2所述的用于材料微焊的电磁夹具，其特征在于，靠近所述线圈和电容的焊接工件为非导电焊接工件，所述非导电焊接工件顶部设置有金属辅助件，所述金属辅助件在焊点处设置有通孔。
5.根据权利要求4所述的用于材料微焊的电磁夹具，其特征在于，所述金属辅助件为金属板、金属片或金属箔。
6.根据权利要求3-5任一项所述的用于材料微焊的电磁夹具，其特征在于，所述支撑件连接有驱动机构。
7.根据权利要求6所述的用于材料微焊的电磁夹具，其特征在于，所述线圈设置于所述焊接件正上方。
8.根据权利要求7所述的用于材料微焊的电磁夹具，其特征在于，所述线圈为饼式线圈。
9.根据权利要求7所述的用于材料微焊的电磁夹具，其特征在于，所述线圈为螺旋式线圈。
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