CN110091025A - 连续钎焊设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续钎焊设备及方法。包括输送机构、机架、温控钎焊炉，温控钎焊炉的炉体底部设置有与炉腔连通的开口滑道，开口滑道内设有若干用于夹紧捣镐的隔热滑块，捣镐的待加热钎焊部位设置于炉腔内，输送机构的传动链条上设有若干移动托盘，捣镐通过定位夹具固定在移动托盘上，通过输送机构的移动托盘带动捣镐上的隔热滑块在开口滑道内滑动，在滑动过程中，捣镐的待加热钎焊部位经过温控钎焊炉的炉膛进行局部加热并完成钎焊。本发明捣镐外侧用隔热滑块覆盖，在炉膛中仅露出需要钎焊加热的部分，提高了能源利用率，由于输送机构设于温控钎焊炉外部，有效避免了输送机构受到高温影响产生的使用寿命问题，提高了产品质量和生产效率。

Description

连续钎焊设备及方法

技术领域

本发明涉及工件表面硬钎焊连续生产设备，具体是一种连续钎焊设备及方法。

背景技术

钎焊，是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法；根据钎料熔点的不同，将钎焊分为软钎焊和硬钎焊；软钎焊：软钎焊的钎料熔点低于450°C，接头强度较低（小于70 MPa）；硬钎焊：硬钎焊的钎料熔点高于450°C，接头强度较高（大于200 MPa）；捣镐是铁路线路维修捣固车的关键零件和主要易损件，其作用是通过振动和托举轨枕下的石碴以使道床石碴层承载力更好的分配；捣镐与铁路道床的石碴直接接触，主要失效形式为镐掌破损，镐掌破损直接影响捣镐的寿命和施工质量；为提高捣镐使用寿命，需要在镐掌表面钎焊硬质合金，钎料使用银基或铜基钎料，钎焊温度分别为700摄氏度和1000摄氏度左右；目前普遍采用的是高配感应钎焊生产工艺，将多个硬质合金块一次性同时焊接在捣镐母体多个平面上，加热形式采用局部加热，由于使用感应圈加热，导致工件边角过热、温度不均、过分依赖操作人员水平和工作态度等问题，难以有效保证产品质量，同时生产效率较低，不适合批量生产；同时，操作人员长时间近距离操作，对身体健康也有一定的影响。

发明内容

本发明旨在解决现有生产工艺中工件边角过热、温度不均、过分依赖操作人员水平和工作态度以及批量生产问题，从而提供一种能够提高产品质量和生产效率，同时兼顾操作人员身体健康和节能环保的连续钎焊设备及方法。

本发明解决所述问题，采用的技术方案是：

一种连续钎焊设备，包括输送机构、机架、温控钎焊炉，温控钎焊炉的炉体底部设置有与炉腔连通的开口滑道，开口滑道内设置有若干用于夹紧捣镐的隔热滑块，捣镐的待加热钎焊部位设置于炉腔内，输送机构的传动链条上设置有若干移动托盘，捣镐通过定位夹具固定在移动托盘上，通过输送机构的移动托盘带动捣镐上的隔热滑块在开口滑道内滑动，在滑动过程中，捣镐的待加热钎焊部位经过温控钎焊炉的炉膛进行局部加热并完成钎焊。

优选地，炉体整体为积木式模块结构，包括上盖、侧炉体和侧炉底，两个侧炉底之间形成开口滑道。

优选地，隔热滑块为分体式结构，隔热滑块上设置有与捣镐相适应的夹口，隔热滑块的两侧分别通过迷宫式密封结构与两个侧炉底衔接，使隔热滑块在滑动过程中保持密封性。

优选地，开口滑道内还设置有绝热滑块，绝热滑块通过支撑架固定在对应的移动托盘上，绝热滑块的两侧分别通过迷宫式密封结构与两个侧炉底衔接，使绝热滑块在滑动过程中保持密封性。

优选地，温控钎焊炉设置在机架上，输送机构设置在温控钎焊炉的炉体外，机架的支腿内侧设置有滑轨托架，滑轨托架的上端和下端分别设置有固定滑轨，移动托盘的底部两侧分别设置有与对应固定滑轨配合的限位滑块，保证输送机构在直线段运行时不出现下垂、偏斜。

优选地，输送机构还包括驱动链轮、从动链轮、无极调速电机、升降支架、支撑座，移动托盘均匀布置在传动链条上，传动链条的两端分别连接驱动链轮和从动链轮，无极调速电机带动驱动链轮转动，驱动链轮、从动链轮分别固定在升降支架上，升降支架固定在支撑座上并且能够在支撑座上升降调节，输送机构通过两端的升降支架实现高度调节，以适应不同尺寸捣镐要求。

优选地，炉体的炉膛由炉体进口向炉体出口方向依次分为预热段、加热钎焊段、冷却段，其中加热钎焊段分为低温区、中温区、高温钎焊区。

优选地，加热钎焊段与预热段、冷却段之间分别设置有耐热隔板；耐热隔板分为平板型挡板和U型挡板；平板型挡板设置在加热钎焊段与预热段之间，作为炉门使用；U型挡板设置在加热钎焊段与冷却段之间，U型挡板与加热炉入口和出口尺寸相同，作为加热炉保温绝热层的一部分。

优选地，在预热段入口处，加热钎焊段的低温区、中温区、高温钎焊区两侧，冷却段的入口和出口均设置有隔热帘，以保证各温度区温度控制精准。

一种连续钎焊方法，使用如上所述的连续钎焊设备进行，包括如下步骤：

（一）以丙酮清洗硬质合金和捣镐焊接表面，晾干；

（二）启动输送机构，将与温控钎焊炉炉体的预热段和加热钎焊段等长度的多个绝热滑块送到开口滑道内，并在两端以耐热隔板作为炉门封闭炉腔；

（三）检查钎焊设备状态是否良好，各种原辅料是否齐备，确认各项工艺参数后对钎焊炉升温；

（四）将捣镐通过定位夹具依次放置在输送机构的移动托盘上；

（五）将隔热滑块夹紧组装在捣镐上；

（六）温控钎焊炉各分区到达目标温度后，开启温控钎焊炉的保护气氛供气系统；

（七）更换温控钎焊炉两端的耐热隔板，按照工艺要求设置输送机构的运行速度，启动输送机构的无极调速电机，开启温控钎焊炉的烟气收集系统，以输送机构的传动链条带动捣镐匀速通过保护气氛的多分区温控钎焊炉的炉膛，隔热滑块在开口滑道内滑动的过程中，对捣镐进行局部加热并完成钎焊；

（八）钎焊完成后冷却至220-280℃后放入200℃炉内保温。

采用上述技术方案的本发明，与现有技术相比，其突出的特点是：

①本发明由于输送机构设置于温控钎焊炉外部，有效避免了输送机构受到高温影响产生的使用寿命问题，因此不需要耐热材料，钎焊炉升温和降温过程中也不需要接入保护气体，可变炉腔，提高了能源利用率，降低了能源消耗，也减少了设备投资，具有良好的经济效益和社会效益，同时，操作位置远离加热区也使操作人员远离了烫伤、高温烟气等危害。

②捣镐外侧用隔热滑块覆盖，在炉体的炉膛中仅露出需要钎焊加热的部分，提高了能源利用率，本装置能够实现批量生产，生产效率是同功率感应加热电源的5-10倍，解决了现有钎焊设备中捣镐边角过热、温度不均、过分依赖操作人员水平和工作态度以及批量生产问题，同时兼顾操作人员身体健康和节能环保，提高了产品质量和生产效率。

附图说明

图1 是本发明实施例主视结构示意图；

图2 是图1中温控钎焊炉处于升温状态时的A-A剖面结构示意图；

图3 是图1中温控钎焊炉处于工作状态时的A-A剖面结构示意图；

图中：传动链条1；机架2；预热段3；耐热隔板4；加热钎焊段5；低温区6；隔热帘7；中温区8；高温钎焊区9；冷却段10；隔热滑块11；绝热滑块12；上盖13；侧炉体14；侧炉底15；支撑架16；滑轨托架17；固定滑轨18；限位滑块19；移动托盘20；升降支架21；支撑座22；捣镐23。

具体实施方式：

下面结合实施例对本发明作进一步说明，目的仅在于更好地理解本发明内容，因此，所举之例并不限制本发明的保护范围。

参见图1、图2、图3，一种连续钎焊设备，包括输送机构、机架2、温控钎焊炉，温控钎焊炉的炉体底部设置有与炉腔连通的开口滑道，开口滑道内设置有若干用于夹紧捣镐23的隔热滑块11，捣镐23的待加热钎焊部位设置于炉腔内，输送机构的传动链条1上设置有若干移动托盘20，移动托盘20为方管，两侧通过螺栓固定在传动链条1上，捣镐23通过定位夹具固定在移动托盘20上，通过输送机构的移动托盘20带动捣镐23上的隔热滑块11在开口滑道内滑动，在滑动过程中，捣镐23的待加热钎焊部位经过温控钎焊炉的炉膛进行局部加热并完成钎焊。

炉体整体为积木式模块结构，包括上盖13、侧炉体14和侧炉底15，两个侧炉底15之间形成开口滑道，炉体整体采用积木式模块结构，能够根据工件大小和实际需要通过积木搭建数量和位置设置调整温控钎焊炉炉膛空间大小。

隔热滑块11为分体式结构，隔热滑块11上设置有与捣镐23相适应的夹口，隔热滑块11的两侧分别通过迷宫式密封结构与两个侧炉底15衔接，使隔热滑块11在滑动过程中保持密封性。

开口滑道内还设置有绝热滑块12，绝热滑块12通过支撑架16固定在对应的移动托盘20上，绝热滑块12的两侧分别通过迷宫式密封结构与两个侧炉底15衔接，使绝热滑块12在滑动过程中保持密封性。

温控加热炉设置在机架2上，输送机构设置在温控钎焊炉的炉体外，机架2的支腿内侧设置有滑轨托架17，滑轨托架17的上端和下端分别设置有固定滑轨18，移动托盘20的底部两侧分别设置有与对应固定滑轨18配合的限位滑块19，保证输送机构在直线段运行时不出现下垂、偏斜。

输送机构还包括驱动链轮、从动链轮、无极调速电机、升降支架21、支撑座22，移动托盘20均匀布置在传动链条1上，传动链条1的两端分别连接驱动链轮和从动链轮，无极调速电机带动驱动链轮转动，驱动链轮、从动链轮分别固定在升降支架21上，升降支架21通过螺栓固定在支撑座22上，升降支架21上设置有调节长孔，能够在支撑座22上升降调节，输送机构通过两端的升降支架21实现高度调节，以适应不同尺寸捣镐要求。

炉体的炉膛由炉体进口向炉体出口方向依次分为预热段3、加热钎焊段5、冷却段10，其中加热钎焊段5分为低温区6、中温区8、高温钎焊区9。

加热钎焊段5与预热段3、冷却段10之间分别设置有耐热隔板4；耐热隔板4分为平板型挡板和U型挡板；平板型挡板设置在加热钎焊段5与预热段3之间，作为炉门使用；U型挡板设置在加热钎焊段5与冷却段10之间，U型挡板与温控钎焊炉入口和出口尺寸相同，作为温控钎焊炉保温绝热层的一部分。

在预热段3入口处，加热钎焊段5的低温区6、中温区8、高温钎焊区9两侧，冷却段10的入口和出口均设置有隔热帘7，以保证各温度区温度控制精准。

一种连续钎焊方法，使用如上所述的连续钎焊设备进行，包括如下步骤：

（一）以丙酮清洗硬质合金和捣镐23焊接表面，晾干。

（二）启动输送机构，将与温控钎焊炉炉体的预热段3和加热钎焊段5等长度的多个绝热滑块12送到开口滑道内，并在两端以耐热隔板4作为炉门封闭炉腔。

（三）检查钎焊设备状态是否良好，各种原辅料是否齐备，确认各项工艺参数后对钎焊炉升温。

（四）将捣镐23通过定位夹具依次放置在输送机构的移动托盘20上。

（五）将隔热滑块11夹紧组装在捣镐23上。

（六）温控钎焊炉各分区到达目标温度后，开启温控钎焊炉的保护气氛供气系统。

（七）更换温控钎焊炉两端的耐热隔板4，按照工艺要求设置输送机构的运行速度，启动输送机构的无极调速电机，开启温控钎焊炉的烟气收集系统，以输送机构的传动链条1带动捣镐23匀速通过保护气氛的多分区温控钎焊炉的炉膛，隔热滑块11在开口滑道内滑动的过程中，对捣镐23进行局部加热并完成钎焊。

（八）钎焊完成后冷却至220-280℃后放入200℃炉内保温。

通过本装置温度闭环控制和速度调节精准控制目标温度和温度区间停留时间，从而保证焊接过程符合设定的工艺参数，避免出现温度不均和其他人为因素的影响；捣镐23外侧用绝热材料做成的隔热滑块11覆盖，在炉体的炉膛中仅露出需要钎焊加热的部分，提高了能源利用率，为便于组装，隔热滑块11沿中心线分成左右对开的分体式结构；本装置能够实现批量生产，生产效率是同功率感应加热电源的5-10倍，解决了现有钎焊设备中捣镐边角过热、温度不均、过分依赖操作人员水平和工作态度以及批量生产问题，同时兼顾操作人员身体健康和节能环保，提高了产品质量和生产效率。

本发明由于输送机构设置于温控钎焊炉外部，有效避免了输送机构受到高温影响产生的使用寿命问题，因此不需要耐热材料，钎焊炉升温和降温过程中也不需要接入保护气体，可变炉腔，提高了能源利用率，降低了能源消耗，也减少了设备投资，具有良好的经济效益和社会效益，同时，操作位置远离加热区也使操作人员远离了烫伤、高温烟气等危害。

以上所述仅为本发明较佳可行的实施例而已，并非因此局限本发明的权利范围，凡运用本发明说明书及其附图内容所作的等效变化，均包含于本发明的权利范围之内。

Claims (10)

1.一种连续钎焊设备，包括输送机构、机架、温控钎焊炉，其特征在于：温控钎焊炉的炉体底部设置有与炉腔连通的开口滑道，开口滑道内设置有若干用于夹紧捣镐的隔热滑块，捣镐的待加热钎焊部位设置于炉腔内，输送机构的传动链条上设置有若干移动托盘，捣镐通过定位夹具固定在移动托盘上，通过输送机构的移动托盘带动捣镐上的隔热滑块在开口滑道内滑动，在滑动过程中，捣镐的待加热钎焊部位经过温控钎焊炉的炉膛进行局部加热并完成钎焊。

2.根据权利要求1所述的连续钎焊设备，其特征在于：炉体整体为积木式模块结构，包括上盖、侧炉体和侧炉底，两个侧炉底之间形成开口滑道。

3.根据权利要求2所述的连续钎焊设备，其特征在于：隔热滑块为分体式结构，隔热滑块上设置有与捣镐相适应的夹口，隔热滑块的两侧分别通过迷宫式密封结构与两个侧炉底衔接，使隔热滑块在滑动过程中保持密封性。

4.根据权利要求2所述的连续钎焊设备，其特征在于：开口滑道内还设置有绝热滑块，绝热滑块通过支撑架固定在对应的移动托盘上，绝热滑块的两侧分别通过迷宫式密封结构与两个侧炉底衔接，使绝热滑块在滑动过程中保持密封性。

5.根据权利要求1所述的连续钎焊设备，其特征在于：温控钎焊炉设置在机架上，输送机构设置在温控钎焊炉的炉体外，机架的支腿内侧设置有滑轨托架，滑轨托架的上端和下端分别设置有固定滑轨，移动托盘的底部两侧分别设置有与对应固定滑轨配合的限位滑块。

6.根据权利要求1所述的连续钎焊设备，其特征在于：输送机构还包括驱动链轮、从动链轮、无极调速电机、升降支架、支撑座，移动托盘均匀布置在传动链条上，传动链条的两端分别连接驱动链轮和从动链轮，无极调速电机带动驱动链轮转动，驱动链轮、从动链轮分别固定在升降支架上，升降支架固定在支撑座上并且能够在支撑座上升降调节，输送机构通过两端的升降支架实现高度调节。

7.根据权利要求1所述的连续钎焊设备，其特征在于：炉体的炉膛由炉体进口向炉体出口方向依次分为预热段、加热钎焊段、冷却段，其中加热钎焊段分为低温区、中温区、高温钎焊区。

8.根据权利要求7所述的连续钎焊设备，其特征在于：加热钎焊段与预热段、冷却段之间分别设置有耐热隔板；耐热隔板分为平板型挡板和U型挡板；平板型挡板设置在加热钎焊段与预热段之间，作为炉门使用；U型挡板设置在加热钎焊段与冷却段之间，U型挡板与加热炉入口和出口尺寸相同，作为加热炉保温绝热层的一部分。

9.根据权利要求7所述的连续钎焊设备，其特征在于：在预热段入口处，加热钎焊段的低温区、中温区、高温钎焊区两侧，冷却段的入口和出口均设置有隔热帘，以保证各温度区温度控制精准。

10.一种连续钎焊方法，使用如权利要求1-9任一项所述的连续钎焊设备进行，其特征在于，包括如下步骤：

（一）以丙酮清洗硬质合金和捣镐焊接表面，晾干；

（二）启动输送机构，将与温控钎焊炉炉体的预热段和加热钎焊段等长度的多个绝热滑块送到开口滑道内，并在两端以耐热隔板作为炉门封闭炉腔；

（三）检查钎焊设备状态是否良好，各种原辅料是否齐备，确认各项工艺参数后对钎焊炉升温；

（四）将捣镐通过定位夹具依次放置在输送机构的移动托盘上；

（五）将隔热滑块夹紧组装在捣镐上；

（六）温控钎焊炉各分区到达目标温度后，开启温控钎焊炉的保护气氛供气系统；

（七）更换温控钎焊炉两端的耐热隔板，按照工艺要求设置输送机构的运行速度，启动输送机构的无极调速电机，开启温控钎焊炉的烟气收集系统，以输送机构的传动链条带动捣镐匀速通过保护气氛的多分区温控钎焊炉的炉膛，隔热滑块在开口滑道内滑动的过程中，对捣镐进行局部加热并完成钎焊；

（八）钎焊完成后冷却至220-280℃后放入200℃炉内保温。