CN109605759A - 一种高效的耳机电极熔接 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及耳机制造领域，提供一种高效的耳机电极熔接方法及装置，用于解决耳机内部元件的连接问题。本发明提供的一种高效的耳机电极熔接方法，包括：将待熔接部件用热熔丝加热至80~350℃；通过热熔丝对待熔接部件施加压力，进行冲压，完成熔接加工。冲压熔接的加工方式可以显著的提高耳机的生产效率，降低工人的操作难度，快速地将电极连接到耳机壳体上，避免工人因手持电烙铁加热而被烫伤。

Description

一种高效的耳机电极熔接
技术领域
本发明涉及耳机制造领域，具体涉及一种高效的耳机电极熔接。
背景技术
熔接，也称作焊接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。焊接通过下列三种途径达成接合的目的：
1、熔焊——加热欲接合之工件使之局部熔化形成熔池，熔池冷却凝固后便接合，必要时可加入熔填物辅助，它是适合各种金属和合金的焊接加工，不需压力。
2、压焊——焊接过程必须对焊件施加压力，属于各种金属材料和部分金属材料的加工。
3、钎焊——采用比母材熔点低的金属材料做钎料，利用液态钎料润湿母材，填充接头间隙，并与母材互相扩散实现链接焊件。适合于各种材料的焊接加工，也适合于不同金属或异类材料的焊接加工。
现代熔接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外，熔接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空。无论在何处，熔接都可能给操作者带来危险，所以在进行熔接时必须采取适当的防护措施。熔接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。
传统的耳机内的部件的熔接是用电洛铁改装，把圆头换成平头，然后工人直接用手拿着电洛铁去熔接需要的产品上面，进行加工。这样在操作的时候一方面容易烫到手，另一方面在加工熔接的时候，由于人为操作或者其它的因素，就会把产品熔接过度，造成产品的损耗。而且在操作时间上控制不到一个很精准的时间，造成生产效率不高。
发明内容
本发明解决的技术问题为耳机内部元件的连接问题，提供一种高效的耳机电极熔接。
为了解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：
一种高效的耳机电极熔接，包括： 将待熔接部件用热熔丝加热至80~350℃； 通过热熔丝对待熔接部件施加压力，进行冲压，完成熔接加工。
现在的耳机内的大部分需要加工的部件都是塑料制成的，因此通过的对部件的加热，使待熔接部件变软后加压，可以在尽可能的保护耳机内其他部件的前提下完成熔接操作，待熔接部件由圆头变为平头，其可以用于固定耳机内的电极。
冲压熔接的加工方式可以显著的提高耳机的生产效率，降低工人的操作难度，避免工人因手持电烙铁加热而被烫伤。
优选地，将待熔接部件用热熔丝加热至100~300℃。在此范围内的可以加快熔接的速度。
优选地，将待熔接部件加热至240℃。该温度可以适应大多数的耳机内部件的加工。
优选地，所述的冲压过程中，采用的压力为1.5~4.5MPa。冲压可以熔接工艺在较低的温度下完成。
优选地，所述的冲压过程中，采用的压力为2.5~4MPa。在此压力下可以有效的对耳机内部部件进行冲压熔接。
优选地，所述的冲压过程中，采用的压力为3.2MPa。此压力下的熔接效果更好，可以有效的提高生产效率。
优选地，所述的冲压过程中，冲压时间为10~25s。冲压时间不宜过长，过长可能导致耳机内其他部件融化。
优选地，所述的冲压过程中，冲压时间为15s。在此冲压时间下，可以有效的保证熔接的效果。
一种高效的耳机电极熔接装置，包括气缸、热熔丝、冲压平台、加工平台，所述的气缸上设置有伸缩杆，所述的冲压平台的顶面同伸缩杆连接，所述的冲压平台的底面同热熔丝连接，所述的加工平台在冲压平台的下方，所述的加工平台同冲压平台的距离大于热熔丝的长度。熔接时，冲压平台下降，热熔丝同待熔接部件接触，加热待熔接部件使其软化，再将冲压平台向下冲压，完成熔接。
优选地，所述的冲压平台上设置有缓冲件，所述的缓冲件包括套管和连接杆，所述的连接杆同冲压平台连接，所述的连接杆嵌套在套管内，所述的套管的一端同连接平台通过弹簧连接。缓冲件可以使冲压平台快速的从耳机表面上弹起。
优选地，所述的热熔头由以下方法制成：
1、原料预处理：以铁锭20~30质量份，锌锭10~15质量份，铜锭10~15质量份，镍锭10~20质量份，铜锭20~30质量份；上述材料在5%盐酸水溶液中进行预处理，去除表面氧化物，预处理时间为30min，酒精洗净后在烘箱中于60℃下处理烘干60min。
2、中间合金的真空感应熔炼：将经过预处理的原料进行真空感应熔炼，熔炼过程中采用CaO陶瓷坩埚，并在炉料熔清后加大功率，使熔池温度上升至1600~1700℃，保温25~35min，之后降温、充入氩气，将混合浇铸成中间合金铸锭。
3、中间合金铸锭破碎：将中间合金铸锭表面氧化皮去除，在氮气保护下低温破碎；过筛后，得到中间合金粉末。
4、机械合金化：将基体金属粉末50~60质量份、中间合金粉末30~40质量份、和纳米氧化物颗粒1~5质量份混合后进行机械合金化，基体金属粉末为Fe粉；纳米氧化物为纳米二氧化硅1~2质量份，纳米二氧化钛0.5~1质量份，纳米二氧化铈1~3质量份；将上述粉末混合后得到混合粉末，在混合粉末中另外添加0.3～0.5wt.%硬脂酸作为过程控制剂，以避免高能球磨过程中粉末结块；将上述粉末预混合均匀后在高纯氩气或氢气气氛中(99.999%)进行高能球磨，球磨机转速为340～500转/分，球磨时间为30~35h，得到机械合金化粉末。
5、烧结致密化：采用热等静压工艺对机械合金化粉末进行致密化，用低碳钢对机械合金化粉末包套，然后进行热等静压，热等静压温度为950～1150℃，压力为100～200MPa，保温时间为2h；热等静压处理后，进行固溶处理，固溶处理温度为800～1200℃，保温2～4h；。
6、铸胚：对热熔头胚料进行铸造，铸造为直径2~6mm的丝状线胚，铸造完成后，冷却，得到热熔头
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：冲压熔接的加工方式可以显著的提高耳机的生产效率，降低工人的操作难度，避免工人因手持电烙铁加热而被烫伤。
附图说明
图1为一种高效的耳机电极熔接装置的结构示意图。
图2为图1待熔接部件的结构示意图。
其中：1、气缸，2、热熔头，3、冲压平台，4、加工平台，5、伸缩杆，6、缓冲件，7、待熔接部件。
具体实施方式
以下实施列是对本发明的进一步说明，不是对本发明的限制。
实施例1
一种高效的耳机电极熔接，包括： 将待熔接部件用热熔丝加热至240℃； 通过热熔丝对待熔接部件施加压力，进行冲压，完成熔接加工。所述的冲压过程中，采用的压力为3.2MPa。所述的冲压过程中，冲压时间为15s。
现在的耳机内的大部分需要加工的部件都是塑料制成的，因此通过的对部件的加热，使待熔接部件变软后加压，可以在尽可能的保护耳机内其他部件的前提下完成熔接操作。
冲压熔接的加工方式可以显著的提高耳机的生产效率，降低工人的操作难度，避免工人因手持电烙铁加热而被烫伤。冲压可以熔接工艺在较低的温度下完成。冲压可以熔接工艺在较低的温度下完成。
实施例2
实施例2同实施例1不同之处在于，包括： 将待熔接部件用热熔丝加热至80℃； 通过热熔丝对待熔接部件施加压力，进行冲压，完成熔接加工。所述的冲压过程中，采用的压力为1.5MPa。所述的冲压过程中，冲压时间为10s。
实施例3
实施例3同实施例1不同之处在于，包括： 将待熔接部件用热熔丝加热至350℃； 通过热熔丝对待熔接部件施加压力，进行冲压，完成熔接加工。所述的冲压过程中，采用的压力为4.5MPa。所述的冲压过程中，冲压时间为10s。
实施例4
实施例4同实施例1不同之处在于，所述的热熔头由以下方法制成：
1、原料预处理：以铁锭25质量份，锌锭12质量份，铜锭13质量份，镍锭16质量份，铜锭25质量份；上述材料在5%盐酸水溶液中进行预处理，去除表面氧化物，预处理时间为30min，酒精洗净后在烘箱中于60℃下处理烘干60min。
2、中间合金的真空感应熔炼：将经过预处理的原料进行真空感应熔炼，熔炼过程中采用CaO陶瓷坩埚，并在炉料熔清后加大功率，使熔池温度上升至1650℃，保温30min，之后降温、充入氩气，将混合浇铸成中间合金铸锭。
3、中间合金铸锭破碎：将中间合金铸锭表面氧化皮去除，在氮气保护下低温破碎；过筛后，得到中间合金粉末。
4、机械合金化：将基体金属粉末55质量份、中间合金粉末35质量份、和纳米氧化物颗粒3质量份混合后进行机械合金化，基体金属粉末为Fe粉；纳米氧化物为纳米二氧化硅1.5质量份，纳米二氧化钛0.8质量份，纳米二氧化铈2质量份；将上述粉末混合后得到混合粉末，在混合粉末中另外添加0.4wt.%硬脂酸作为过程控制剂，以避免高能球磨过程中粉末结块；将上述粉末预混合均匀后在高纯氩气气氛中(99.999%)进行高能球磨，球磨机转速为400转/分，球磨时间为32h，得到机械合金化粉末。
5、烧结致密化：采用热等静压工艺对机械合金化粉末进行致密化，用低碳钢对机械合金化粉末包套，然后进行热等静压，热等静压温度为1100℃，压力为150MPa，保温时间为2h；热等静压处理后，进行固溶处理，固溶处理温度为1000℃，保温3h；。
6、铸胚：对热熔头胚料进行铸造，铸造为直径5mm的丝状线胚，铸造完成后，冷却，得到热熔头
通过上述方法制得的热熔头，可以减少加工过程中损耗，提高热熔头的使用寿命。
实施例5
实施例5同实施例4不同之处在于，所述的热熔头由以下方法制成：
以铁锭20质量份，锌锭10质量份，铜锭10质量份，镍锭10质量份，铜锭20质量份；熔池温度上升至1600℃，保温25min；将基体金属粉末50质量份、中间合金粉末30质量份、和纳米氧化物颗粒1质量份混合后进行机械合金化，基体金属粉末为Fe粉；纳米氧化物为纳米二氧化硅1质量份，纳米二氧化钛0.5质量份，纳米二氧化铈1质量份；将上述粉末混合后得到混合粉末，在混合粉末中另外添加0.3wt.%硬脂酸作为过程控制剂，球磨机转速为340转/分，球磨时间为30h，得到机械合金化粉末；热等静压温度为950℃，压力为100MPa，保温时间为2h；热等静压处理后，进行固溶处理，固溶处理温度为800℃，保温2h；铸造为直径2mm的丝状线胚，铸造完成后，冷却，得到热熔头
实施例6
实施例6同实施例4不同之处在于，所述的热熔头由以下方法制成：
以铁锭30质量份，锌锭15质量份，铜锭15质量份，镍锭20质量份，铜锭30质量份；熔池温度上升至1700℃，保温35min；将基体金属粉末60质量份、中间合金粉末40质量份、和纳米氧化物颗粒5质量份混合后进行机械合金化，基体金属粉末为Fe粉；纳米氧化物为纳米二氧化硅2质量份，纳米二氧化钛1质量份，纳米二氧化铈3质量份；将上述粉末混合后得到混合粉末，在混合粉末中另外添加0.5wt.%硬脂酸作为过程控制剂，球磨机转速为500转/分，球磨时间为35h，得到机械合金化粉末；热等静压温度为1150℃，压力为200MPa，保温时间为2h；热等静压处理后，进行固溶处理，固溶处理温度为1200℃，保温4h；铸造为直径6mm的丝状线胚，铸造完成后，冷却，得到热熔头
实施例7
一种高效的耳机电极熔接装置，包括气缸1、热熔丝2、冲压平台3、加工平台4，所述的气缸1上设置有伸缩杆5，所述的冲压平台1的顶面同伸缩杆5连接，所述的冲压平台3的底面同热熔丝2连接，所述的加工平台4在冲压平台3的下方，所述的加工平台4同冲压平台3的距离大于热熔丝2的长度。冲压可以熔接工艺在较低的温度下完成。
实施例8
一种高效的耳机电极熔接装置，包括气缸1、热熔丝2、冲压平台3、加工平台4，所述的气缸1上设置有伸缩杆5，所述的冲压平台1的顶面同伸缩杆5连接，所述的冲压平台3的底面同热熔丝2连接，所述的加工平台4在冲压平台3的下方，所述的加工平台4同冲压平台3的距离大于热熔丝2的长度。所述的冲压平台3上设置有缓冲件6，所述的缓冲件6包括套管和连接杆，所述的连接杆同冲压平台连接，所述的连接杆嵌套在套管内，所述的套管的一端同连接平台通过弹簧连接。
熔接时，冲压平台下降，热熔丝同待熔接部件接触，加热待熔接部件使其软化，再将冲压平台向下冲压，完成熔接。缓冲件可以使冲压平台快速的从耳机表面上弹起。
对比例1
对比例1同实施例1不同之处在于，包括： 将待熔接部件用热熔丝加热至60℃； 通过热熔丝对待熔接部件施加压力，进行冲压，完成熔接加工。所述的冲压过程中，采用的压力为1MPa。所述的冲压过程中，冲压时间为8s。
对比例2
对比例2同实施例1不同之处在于，包括： 将待熔接部件用热熔丝加热至400℃； 通过热熔丝对待熔接部件施加压力，进行冲压，完成熔接加工。所述的冲压过程中，采用的压力为55MPa。所述的冲压过程中，冲压时间为35s。
实验例
通过分析实施例1~3和对比例1~2中的待加工部件的成形情况，对工艺参数进行优选；以待熔接部件由圆头转换为平头的底部半径大于圆头的底部半径，平头的顶面和底面半径相差不超过10%为优；以待熔接部件由圆头转换为平头的底部半径等于圆头的底部半径，平头的顶面和底面半径相差超过10%为良；以待熔接部件由圆头转换为异形为差。
表部件成形情况
实施例1 优
实施例2 优
实施例3 优
对比例1 差
对比例2 差
由表1可知，对比例中的工艺参数范围未在本申请的技术方案所限定的范围内，待熔接部件的加工效果明显变差。
从表1可以看出，熔接过程中的温度、压力及熔接时间是较为重要的熔接参数，需要将上述参数控制在一定的范围内才能将冲压熔接技术应用到耳机领域，提高耳机的加工效果和生产效率。
实验例2
实施例1~3中的热熔头为常规热熔头，实施例4~6中的热熔头经过优选后，适用与本申请的方法和装置。下表是对热熔头的强度和硬度的分析。
表热熔头性能
硬度HB 强度MPa
实施例1 102 395
实施例2 104 392
实施例3 106 402
实施例4 255 801
实施例5 207 753
实施例6 208 726
从表2可看出，优选后的热熔头的硬度和强度得到了有效的提高，有效的提升了熔接装置的使用寿命。
实施例4~6中的热熔头在保证了一定的硬度的前提下，强度也有了相当的提升，因而热熔头的使用寿命有了较大的提高。实施例4的热熔头的强度和硬度均较高，表明通过优选热熔头的生产参数可以显著提高热熔头的物理性能。
上列详细说明是针对本发明可行实施例的具体说明，以上实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。

Claims (10)

1.一种高效的耳机电极熔接方法，其特征在于，包括： 将待熔接部件用热熔丝加热至80~350℃； 通过热熔丝对待熔接部件施加压力，进行冲压，完成熔接加工。
2.根据权利要求1所述的一种高效的耳机电极熔接方法，其特征在于，将待熔接部件用热熔丝加热至240~350℃。
3.根据权利要求1所述的一种高效的耳机电极熔接方法，其特征在于，将待熔接部件加热至240℃。
4.根据权利要求1所述的一种高效的耳机电极熔接方法，其特征在于，所述的冲压过程中，采用的压力为1.5~4.5MPa。
5.根据权利要求1所述的一种高效的耳机电极熔接方法，其特征在于，所述的冲压过程中，采用的压力为3.2~4.5MPa。
6.根据权利要求1所述的一种高效的耳机电极熔接方法，其特征在于，所述的冲压过程中，采用的压力为3.2MPa。
7.根据权利要求1所述的一种高效的耳机电极熔接方法，其特征在于，所述的冲压过程中，冲压时间为10~25s。
8.根据权利要求1所述的一种高效的耳机电极熔接方法，其特征在于，所述的冲压过程中，冲压时间为15s。
9.一种高效的耳机电极熔接装置，其特征在于，包括气缸、热熔丝、冲压平台、加工平台，所述的气缸上设置有伸缩杆，所述的冲压平台的顶面同伸缩杆连接，所述的冲压平台的底面同热熔丝连接，所述的加工平台在冲压平台的下方，所述的加工平台同冲压平台的距离大于热熔丝的长度。
10.根据权利要求1所述的一种高效的耳机电极熔接装置，其特征在于，所述的冲压平台上设置有缓冲件，所述的缓冲件包括套管和连接杆，所述的连接杆同冲压平台连接，所述的连接杆嵌套在套管内，所述的套管的一端同连接平台通过弹簧连接。
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