CN111054989B - 一种铜铝tig压钎焊设备及工艺 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种铜铝TIG压钎焊设备，属于焊接技术领域，包括底板、压板、顶升机构、顶升板、安装板、支撑垫块、传热垫块和加热机构。本设备能够实现铜铝异种金属连接，设备结构简单，能降低生产成本。本发明还提供了一种铜铝TIG压钎焊工艺，包括焊前处理，焊件布置，焊件预热，焊件加压加温和焊后处理。本工艺解决了铜铝异种金属连接的问题，能够得到良好的焊接接头。且应用本工艺时，设备投入小，能够降低生产成本。利用简单的设备方法提出解决铜铝异种金属连接技术难题的方案，在后期工艺的延续开发方面具有可持续性的优势。

Description

一种铜铝TIG压钎焊设备及工艺

技术领域

本发明属于焊接技术领域，更具体地说，是涉及一种铜铝TIG压钎焊设备及工艺。

背景技术

目前针对铜铝异种金属连接，国内外主要使用的连接方法有冷压焊、扩散焊、摩擦焊、搅拌摩擦焊、超声波焊、爆炸焊、电容储能焊等方法。然而通过以上许多焊接方法仍停留在试验阶段，同时这些方法设备投入大，会大幅提高生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铜铝TIG压钎焊设备，旨在解决铜铝异种金属连接时，设备投入大，会大幅提高生产成本的问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种铜铝TIG压钎焊设备，包括：

底板，所述底板的上方设有压板；

顶升机构，设于所述底板的上端面，所述顶升机构上设有顶升板，所述顶升板上端面可拆卸的安装有安装板，所述安装板上依次设有用于分别放置铜板的支撑垫块和用于放置铝板的传热垫块，所述支撑垫块的高度大于传热垫块的高度；

所述顶升机构顶升所述支撑垫块和所述传热垫块，通过所述压板用于将铜板和铝板之间放置的钎料压紧；

加热机构，通过加热所述传热垫块，用于熔化所述铜板和所述铝板之间的钎料。

作为本申请另一实施例，所述支撑垫块为铁材质，所述传热垫块为铜材质。

作为本申请另一实施例，所述安装板端部的两侧设有向下延展折板，所述安装板借助所述折板可拆卸安装于所述顶升板上。

作为本申请另一实施例，所述底板的上方设有顶板，所述顶板通过四个纵向设置的支撑梁固设于所述底板上，相对的两个所述支撑梁之间设有连接板，所述连接板和所述顶板之间构成用于容纳所述压板的容纳空间。

作为本申请另一实施例，所述顶升机构为千斤顶，所述加热机构为焊枪。

本发明提供的一种铜铝TIG压钎焊设备的有益效果在于：与现有技术相比，本发明一种铜铝TIG压钎焊设备，使用本设备时，先将铜板和铝板分别放置于安装板上的支撑垫块和传热垫块上，将安装板放置于顶升板上，铜板和铝板相对的面之间并排放好多个钎料。启动顶升机构，顶升机构通过顶升板带动安装板上的支撑垫块和传热垫块上升，将铜板或铝板压紧在压板的下端，从而使得铜板和铝板压紧二者之间的多个钎料，使用加热机构加热传热垫块，传热垫块向其上部的铜板或铝板传热，熔化钎料，钎料在压力下熔化，完成铜板和铝板的焊接固定，本工装夹具能够实现铜铝异种金属连接，设备结构简单，能降低生产成本。

本发明还提供了一种铜铝TIG压钎焊工艺，包括所述的一种铜铝TIG压钎焊设备，还包括以下步骤：

S1：焊前处理：对焊件的接头处进行表面处理，使接头处保持洁净；

S2：焊件布置：将铝板放置于所述传热垫块上，将钎料放置于铝板上表面的接头处，将铜板放置于所述支撑垫块上，铜板的接头处压接在钎料上；

S3：焊件预热：使用所述加热机构对所述传热垫块加热，通过所述传热垫块用于预热铝板和铜板，至钎料熔化；

S4：焊件加压加温：使用所述加热机构持续加热所述传热垫块，所述顶升机构通过所述支撑垫块和所述传热垫块顶升铜板和铝板，对钎料施加压力，完成焊接；

S5：焊后处理：移除所述加热机构，保持所述顶升机构持续施压，直至焊件冷却至室温后，再卸载压力。

作为本申请另一实施例，在步骤S1中，先使用不锈钢钢丝刷、粗砂纸打磨焊接的接头处，再使用有机溶剂丙酮擦洗接头处，最后使用风机干燥接头处表面。

作为本申请另一实施例，在步骤S3和步骤S4中，使用保护气体对焊接区进行持续保护。

作为本申请另一实施例，钎料为长12mm直径2mm的丝状，数量为8根，相互贴合依次排布，放置于铝板上表面的接头处。

作为本申请另一实施例，铜板和铝板厚度均为2mm，所述接头处的宽度为12mm，长度为20mm。

本发明提供了一种铜铝TIG压钎焊工艺，与现有技术相比，先清洁焊件接头处，再将铝板放置于传热垫块上，将钎料放置于铝板上表面的接头处，将铜板放置于支撑垫块上，铜板的接头处压接在钎料上；使用加热机构对传热垫块加热，通过传热垫块用于预热铝板和铜板，至钎料熔化；使用加热机构持续加热传热垫块，顶升机构通过支撑垫块和传热垫块顶升铜板和铝板，对钎料施加压力，完成焊接；移除加热机构，保持顶升机构持续施压，直至焊件冷却至室温后，再卸载压力。本工艺解决了铜铝异种金属连接的问题，能够得到良好的焊接接头。且应用本工艺时，设备投入小，能够降低生产成本。利用简单的设备方法提出解决铜铝异种金属连接技术难题的方案，在后期工艺的延续开发方面具有可持续性的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种铜铝TIG压钎焊设备的主视图；

图2为本发明实施例提供的一种铜铝TIG压钎焊设备的侧视图；

图3为本发明实施例提供的一种铜铝TIG压钎焊方法的流程图。

图中：1、底板；2、压板；3、顶升机构；4、顶升板；5、安装板；6、铜板；7、铝板；8、支撑垫块；9、传热垫块；10、钎料；11、加热机构；12、折板；13、顶板；14、支撑梁；15、容纳空间；16、手柄；17、连接板。

具体实施方式

为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1及图2，现对本发明提供的一种铜铝TIG压钎焊设备进行说明。一种铜铝TIG压钎焊设备，包括底板1、压板2、顶升机构3、顶升板4、安装板5、支撑垫块8、传热垫块9和加热机构11。

底板1的上方设有压板2；顶升机构3设于底板1的上端面，顶升机构3上设有顶升板4，顶升板4上端面可拆卸的安装有安装板5，安装板5上依次设有用于分别放置铜板6的支撑垫块8和用于放置铝板7的传热垫块9，支撑垫块8的高度大于传热垫块9的高度；顶升机构3顶升支撑垫块8和传热垫块9，通过压板2用于将铜板6和铝板7之间放置的钎料10压紧；加热机构11通过加热传热垫块9，用于熔化铜板6和铝板7之间的钎料10。

本发明提供的一种铜铝TIG压钎焊设备，与现有技术相比，使用本设备时，先将铜板6和铝板7分别放置于安装板5上的支撑垫块8和传热垫块9上，将安装板5放置于顶升板4上，铜板6和铝板7相对的面之间并排放好多个钎料10。启动顶升机构3，顶升机构3通过顶升板4带动安装板5上的支撑垫块8和传热垫块9上升，将铜板6或铝板7压紧在压板2的下端，从而使得铜板6和铝板7压紧二者之间的多个钎料10，使用加热机构11加热传热垫块9，传热垫块9向其上部的铜板6或铝板7传热，熔化钎料10，钎料10在压力下熔化，完成铜板6和铝板7的焊接固定，本工装夹具能够实现铜铝异种金属连接，设备结构简单，能降低生产成本。

作为本发明提供的一种铜铝TIG压钎焊设备的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，支撑垫块8为铁材质，传热垫块9为铜材质。本实施例中，支撑垫块8由多个铁板逐层叠加焊接而成，可根据钎料10的直径增减支撑块的高度。传热垫块9为铜制，本身均有良好的传热性。

作为本发明提供的一种铜铝TIG压钎焊设备的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，安装板5端部的两侧设有向下延展折板12，安装板5借助折板12可拆卸安装于顶升板4上。本实施例中，折板12共四个，分别位于安装板5端部的两侧，安装板5通过四个折板12自上而下套装在顶升板4上。安装板5为多块，每个安装板5上设置的支撑垫块8和传热垫块9的高度差不同，可以用于匹配不同型号的铜板6、铝板7和钎料10。折板12的外侧还还接有手柄16，方便安装板5的拿取，手柄16的外部套装有绝热套，当焊接完毕后，可通过手持绝热套将安装板5取下，方便操作。

作为本发明提供的一种铜铝TIG压钎焊设备的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，底板1的上方设有顶板13，顶板13通过四个纵向设置的支撑梁14固设于底板1上，相对的两个支撑梁14之间设有连接板17，连接板17和顶板13之间构成用于容纳压板2的容纳空间15。本实施例中，支撑梁14为四个，垂直焊接固定在底板1四个角部，连接板17为两个，分别焊接在相对的两个支撑梁14之间，连接板17与顶板13之间形成容纳空间15。压板2贯穿两侧的容纳空间15，搭接在两个连接板17上，使压板2保持稳定。压板2两端的通过阶梯台抵靠在连接板17的侧壁上，能够避免压板2横向移动。连接板17与顶板13之间的距离小于压板2中部的厚度。由于连接板17与顶板13之间的距离小于压板2中部的厚度，即便压板2出现上下晃动，也不能从连接板17和顶板13之间脱出，确保了压板2的稳定性。压板2的宽度小于连接板17的长度。压板2的宽度小于连接板17的长度，能够使压板2沿连接板17的长度方向滑动。调整压板2与顶升板4的相对位置，确保压板2与顶升板4能够对准，保证焊接效果。

作为本发明提供的一种铜铝TIG压钎焊设备的一种具体实施方式，请参阅图1至图2，顶升机构3为千斤顶，加热机构11为焊枪。本实施例中，千斤顶选用手动千斤顶，放置于底板1的上端面，手动千斤顶能够便于随时调整顶升的高度和力度，方便操作。焊枪采用松下YC-300WX4N型焊机的焊枪。

本发明还提供了一种铜铝TIG压钎焊工艺，包括的一种铜铝TIG压钎焊设备，还包括以下步骤：

S1：焊前处理：对焊件的接头处进行表面处理，使接头处保持洁净；

S2：焊件布置：将铝板7放置于传热垫块9上，将钎料10放置于铝板7上表面的接头处，将铜板6放置于支撑垫块8上，铜板6的接头处压接在钎料10上；

S3：焊件预热：使用加热机构11对传热垫块9加热，通过传热垫块9用于预热铝板7和铜板6，至钎料10熔化；

S4：焊件加压加温：使用加热机构11持续加热传热垫块9，顶升机构3通过支撑垫块8和传热垫块9顶升铜板6和铝板7，对钎料10施加压力，完成焊接；

S5：焊后处理：移除加热机构11，保持顶升机构3持续施压，直至焊件冷却至室温后，再卸载压力。

铝板7采用5052铝板7，该铝板7属于铝镁系合金，耐蚀性好，焊接性优良并具有中等强度，适用范围广泛。

铜板6采用H62铜板6，该铜板6具有良好的力学性能，热态下塑形好，切削性能良好，耐蚀，且具有良好的焊接性。

钎料10，选用熔点低于母材的铜铝焊丝(DW-120)作为钎料10，加热至钎料10熔化而母材不熔化，熔化的钎料10润湿母材，同时与母材发生互扩散完成连接的焊接方法。

焊机(YC-300WX4)TIG电弧具有热量集中，同时加热机构11采用该焊机的焊枪，具备氩气保护的特点。

本发明提供的一种铜铝TIG压钎焊工艺，与现有技术相比，先清洁焊件接头处，再将铝板7放置于传热垫块9上，将钎料10放置于铝板7上表面的接头处，将铜板6放置于支撑垫块8上，铜板6的接头处压接在钎料10上；使用加热机构11对传热垫块9加热，通过传热垫块9用于预热铝板7和铜板6，至钎料10熔化；使用加热机构11持续加热传热垫块9，顶升机构3通过支撑垫块8和传热垫块9顶升铜板6和铝板7，对钎料10施加压力，完成焊接；移除加热机构11，保持顶升机构3持续施压，直至焊件冷却至室温后，再卸载压力。本工艺解决了铜铝异种金属连接的问题，能够得到良好的焊接接头。且应用本工艺时，设备投入小，能够降低生产成本。利用简单的设备方法提出解决铜铝异种金属连接技术难题的方案，在后期工艺的延续开发方面具有可持续性的优势。

作为本发明提供的一种铜铝TIG压钎焊工艺的一种具体实施方式，请参阅图3，在步骤S1中，先使用不锈钢钢丝刷、粗砂纸打磨焊接的接头处，再使用有机溶剂丙酮擦洗接头处，最后使用风机干燥接头处表面。本实施例中，使用不锈钢钢丝刷、粗砂纸打磨试件焊接接头处，去除表面氧化膜。使用有机溶剂丙酮擦洗，洗除打碎的氧化膜残渣，同时溶解并去除表面油污。用吹风机烘干接头处的表面，使接头处保持干燥。

作为本发明提供的一种铜铝TIG压钎焊工艺的一种具体实施方式，请参阅图3，在步骤S3和步骤S4中，使用保护气体对焊接区进行持续保护。本实施例中，在预热过程和加热过程中，始终使用惰性气体对接头处的热影响区进行保护，惰性气体可选用99.9％的氩气。

作为本发明提供的一种铜铝TIG压钎焊工艺的一种具体实施方式，熔化钎料10采用双焊枪的方式，一个焊枪加热传热垫块9，焊枪热量通过传热垫块9热传导至铝板7，再由铝板7将热量传递至钎料10。使用焊枪加热传热垫块9时，应避免焊枪直冲铝板7，而造成铝板7熔化，同时焊枪提供的氩气能够有效保护铝板7，避免铝板7在焊接过程中被氧化。将压板2滑动至连接板17的一侧，预留出一定的空间，使用另一个焊枪加热铜板6，通过铜板6将热量传递至钎料10。钎料10在上下两侧的热量的共同作用下，便于快速熔化。钎料10熔化后撤去铜板6的焊枪加热，将焊枪移至铜板6与铝板7搭接处，持续输出氩气保护焊接区域。压板2滑动恢复原始位置，加压过程中持续加热传热垫块9，维持热量输入直至加压完成。

作为本发明提供的一种铜铝TIG压钎焊工艺的一种具体实施方式，请参阅图3，钎料10为长12mm直径2mm的丝状，数量为8根，相互贴合依次排布，放置于铝板7上表面的接头处。本实施例中，钎料10根据焊接区域的大小选择直径和排布数量。

作为本发明提供的一种铜铝TIG压钎焊工艺的一种具体实施方式，请参阅图3，铜板6和铝板7厚度均为2mm，接头处的宽度为12mm，长度为20mm。

待焊接完成后，需立即加工焊件或将立即焊接放在干燥容器内保存。焊接后的焊件严禁触及表面，焊件组装时应佩戴棉质手套。加热时禁止火焰烧到铝材，而造成焊件损坏，加压时要迅速。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种铜铝TIG压钎焊设备，其特征在于，包括：

底板，所述底板的上方设有压板；

顶升机构，设于所述底板的上端面，所述顶升机构上设有顶升板，所述顶升板上端面可拆卸的安装有安装板，所述安装板上依次设有用于分别放置铜板的支撑垫块和用于放置铝板的传热垫块，所述支撑垫块的高度大于传热垫块的高度；所述安装板端部的两侧设有向下延展折板，所述安装板借助所述折板可拆卸安装于所述顶升板上；

所述顶升机构顶升所述支撑垫块和所述传热垫块，通过所述压板将铜板和铝板之间放置的钎料压紧；

加热机构，通过加热所述传热垫块，用于熔化所述铜板和所述铝板之间的钎料；

所述顶升机构为千斤顶，所述加热机构为焊枪。

2.如权利要求1所述的一种铜铝TIG压钎焊设备，其特征在于，所述支撑垫块为铁材质，所述传热垫块为铜材质。

3.如权利要求1所述的一种铜铝TIG压钎焊设备，其特征在于，所述底板的上方设有顶板，所述顶板通过四个纵向设置的支撑梁固设于所述底板上，相对的两个所述支撑梁之间设有连接板，所述连接板和所述顶板之间构成用于容纳所述压板的容纳空间。

4.一种铜铝TIG压钎焊工艺，其特征在于，包括权利要求1-3任意一项所述的一种铜铝TIG压钎焊设备，还包括以下步骤：

S1：焊前处理：对焊件的接头处进行表面处理，使接头处保持洁净；

S2：焊件布置：将铝板放置于所述传热垫块上，将钎料放置于铝板上表面的接头处，将铜板放置于所述支撑垫块上，铜板的接头处压接在钎料上；

S3：焊件预热：使用所述加热机构对所述传热垫块加热，通过所述传热垫块用于预热铝板和铜板，至钎料熔化；

S4：焊件加压加温：使用所述加热机构持续加热所述传热垫块，所述顶升机构通过所述支撑垫块和所述传热垫块顶升铜板和铝板，对钎料施加压力，完成焊接；

S5：焊后处理：移除所述加热机构，保持所述顶升机构持续施压，直至焊件冷却至室温后，再卸载压力。

5.如权利要求4所述的一种铜铝TIG压钎焊工艺，其特征在于，在步骤S1中，先使用不锈钢钢丝刷、粗砂纸打磨焊接的接头处，再使用有机溶剂丙酮擦洗接头处，最后使用风机干燥接头处表面。

6.如权利要求4所述的一种铜铝TIG压钎焊工艺，其特征在于，在步骤S3和步骤S4中，使用保护气体对焊接区进行持续保护。

7.如权利要求4所述的一种铜铝TIG压钎焊工艺，其特征在于，钎料为长12mm直径2mm的丝状，数量为8根，相互贴合依次排布，放置于铝板上表面的接头处。

8.如权利要求4所述的一种铜铝TIG压钎焊工艺，其特征在于，铜板和铝板厚度均为2mm，所述接头处的宽度为12mm，长度为20mm。

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