CN112570873A - 一种电极的冷却结构及其对焊机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及焊接设备领域，具体公开了一种电极的冷却结构及其对焊机，包括贴合左下电极的左过渡件、贴合在右下电极的右过渡件、循环泵、散热部件和介质，左过渡件和右过渡件均采用导热材质，左过渡件和右过渡件的内部均设有液体通道，散热部件、循环泵、左过渡件的液体通道和右过渡件的液体通道由管道串联形成循环，在使用时介质带走左过渡件和右过渡件的热量。采用冷却结构之后，过渡件吸收电极位置的热量，然后介质能够间接带走电极的热量，从而降低电极的温度，如此保持电极长时间运行，提高生产效率。由于引入了过渡件作为降温主体，综合兼顾了输送大电流、制作难度和结构强度等因素，冷却结构实用性强。

Description

一种电极的冷却结构及其对焊机

技术领域

本发明属于焊接设备领域，特别涉及一种电极的冷却结构及其对焊机。

背景技术

较长的电线杆在组装时需要首尾连接才能形成更长的整体，每一段的电线杆需要保护好连接处以及预先加工出方便两段电线杆连接的坡口。这个时候就需要钢圈来保护电线杆的端部以及作为加强筋增加两段电线杆的连接强度。钢圈的结构参照本申请的图4。

在制作钢圈时，需要使用机器裁切钢板，然后通过机器卷绕钢板形成弧形，最后焊接钢板的首尾两端形成固定的结构。有专用的机床可以制作出图4中钢圈，但现有技术中在半成品的钢圈制作出来后，需要手工焊接上述钢圈的首尾两端(首尾两端的间隙一般为5-10mm，可以手动按压贴合但不施加压力后又会回弹张开)。由于缺乏专门的机床，导致钢圈的生产效率低，钢圈的缺口对齐麻烦，焊接质量不稳定。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电极的冷却结构及其对焊机，使用电流热熔钢圈的缺口同时冷却电极的温度以维持确保其长时间运行。

为实现上述目的，本发明提供了一种电极的冷却结构，包括：左下电极、左上导体、左过渡件和左下导体，上述部件均为导电材质，左下电极安装于左上导体的前端上侧，左上导体中间段和后端的下侧连接左过渡件，左过渡件的下侧连接左下导体，此时左下电极呈现悬挑出左过渡件和左下导体前方的状态；右下电极、右上导体、右过渡件和右下导体，上述部件均为导电材质，右下电极安装于右上导体的前端上侧，右上导体中间段和后端的下侧连接右过渡件，右过渡件的下侧连接右下导体，此时右下电极呈现悬挑出右过渡件和右下导体前方的状态；供电模块，供电模块的一端电极连接左下导体将电流提供给左下电极，供电模块的另一端电极连接右下导体将电流提供给右下电极，当左下电极和右下电极靠拢后供电模块的两端电极形成电流回路；冷却模块，冷却模块包括散热部件、循环泵、若干管道和绝缘导热的介质，左过渡件和右过渡件的内部均设有液体通道，散热部件、循环泵、左过渡件的液体通道和右过渡件的液体通道由管道串联形成循环；控制系统，从供电模块获取电能，控制系统电连接循环泵然后控制其启动或停止，同时控制供电模块给左下电极和右下电极供电。

作为上述方案的改进，液体通道的入口和出口均焊接有转接管，此时管道的端部包裹转接管然后在管道的端部缠绕卡圈加固，如此可以形成紧密的连接。在其他方案中，管道的端部可以设置螺纹，采用插入的方式直接插入液体通道。

作为上述方案的改进，所述左下电极和所述右下电极均为块状并且上表面隆起形成弧面，左下电极和右下电极以两者之间的平面为对称面对称布置，所述左上导体和所述右上导体均为板材结构，所述左过渡件和所述右过渡面的横截面均为U形，所述左下导体和所述右下导体均由若干个片体层叠而成。在其他方案中，直接将块状的金属铣削成左下电极或右下电极的造型。

作为上述方案的改进，液体通道共设置两条或四条，分别设置在所述左过渡件和所述右过渡件的拐角处，液体通道贯穿左过渡件或所述右过渡件的前后两端，位于左过渡件和右过渡件之间的用于换向的管道为弹力管。

作为上述方案的改进，所述左过渡件和所述右过渡件的前后两端长度为30-50cm、厚度为1-2cm，所述液体通道的内径为对应的左过渡件或右过渡件厚度的70-80％。

作为上述方案的改进，所述左过渡件与所述左上导体之间、与所述左下导体之间均为螺栓连接，所述右过渡件与所述右上导体之间、与所述右下导体之间均为螺栓连接，所述左上导体和所述左下电极之间为螺栓连接，所述右上导体和所述右下电极之间为螺栓连接。

作为上述方案的改进，冷却结构还包括左上电极和右上电极，左上电极位于左下电极的正上方，右上电极位于右下电极的正上方，左上电极通过导线连接左上导体，右上电极通过导线连接右上导体，所述左上导体和所述右上导体的均为块状并且下表面凹陷形成弧面，左上电极和右上电极以两者之间的平面为对称面对称布置，左下电极和右下电极靠拢后形成正弧形，左上电极和右上电极靠拢后形成与正弧形对应的反弧形。

为实现上述目的，本发明还提供了一种使用上述电极的冷却结构的对焊机，包括：机架，作为承载主体；一对导杆、布置在所述导杆上的左安装座和右安装座以及第一推动机构，两条导杆均穿过左安装座和右安装座，在第一推动机构的推力下使得左安装座和右安装座之间可以相对移动；左下电极、左上导体、左过渡件和左下导体均安装于做安装座，右下电极、右上导体、右过渡件和右下导体均安装于右安装座，左安装座和右安装座分别设置有第二推动机构和第三推动机构，在第二推动机构和第三推动机构的推动下将钢圈下压于左下电极和右下电极的上表面；控制系统电连接第一推动机构、第二推动机构和第三推动机构然后控制其启动或停止。

本发明具有如下有益效果：采用热熔方式拼接钢圈的缺口连接质量好，但是电极本身也会产生大量的热量。采用冷却结构之后，过渡件吸收电极位置的热量，然后介质能够间接带走电极的热量，从而降低电极的温度，如此保持电极长时间运行，提高生产效率。由于引入了过渡件作为降温主体，综合兼顾了输送大电流、制作难度和结构强度等因素，冷却结构实用性强。

附图说明

图1是一种实施例下对焊机的立体图；

图2是一种实施例下对焊机的俯视图；

图3是一种实施例下电极部分的立体图；

图4是一种实施例下未焊接前钢圈的立体图；

图5是一种实施例下电极冷却循环的示意图；

图6是一种实施例下右下电极的立体图。

附图标记说明：10、机架；11、导杆；12、第一推动机构；13、控制柜；21、左安装座；22、左下电极；23、左上导体；24、左过渡件；26、左上电极；27、第二推动机构；31、右安装座；32、右下电极；33、右上导体；34、右过渡件；35、右下导体；36、右上电极；37、第三推动机构；41、第一金属片；42、第二金属片；50、启动开关；61、液体通道；62、管道；70、钢圈。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

参照图1至图6，本发明公开了一种对焊机，包括作为承载主体的机架10、布置在机架10上的一对导杆11、布置在导杆11上的左安装座21和右安装座31、左安装座21和右安装座31上的若干部件、供电模块、冷却模块和控制系统。

具体参照图1，机架10整体为立方体形，机架10的侧面设置控制柜13用于安装部分的开关和控制系统。一对导杆11横向且平行设置在机架10的上方，然后两条导杆11均穿过左安装座21和右安装座31，在第一推动机构12的推力下使得左安装座21和右安装座31之间可以相对移动。本实施例中，左安装座21固定设置不移动，第一推动机构12的固定侧固定于机架10，第一推动机构12的活动侧连接右安装座31，右安装座31悬空设置可以被第一推动机构12带动。左安装座21和右安装座31以两者之间的间隙平面为对称面对称布置，左安装座21和右安装座31整体均近似竖直的板状，部分位置增设加强肋，部分位置设置弯折形成平台用于承载其他部件。左安装座21和右安装座31按照所在高度的不同均分为上中下三段，其中上下两段向左延伸出机架10的正上方，此时中段的左侧相比上下段呈现凹陷的状态。图1中可以看到左安装座21和右安装座31的下段的横截面近似h形，h形的上面平台用于安装部件，h形的隆起位置作为挡边托住左下电极22或右下电极32。

为了增加右安装座31与导杆11的连接稳定性，右安装座31与导杆11连接的位置设置了一圈圆环结构，用于增加与导杆11的连接面积。

左安装座21上安装有左下电极22、左上电极26和第二推动机构27，左下电极22布置在左安装座21的下侧，第二推动机构27布置在左安装座21的上侧，左上电极26布置在第二推动机构27的下侧并且位于左下电极22的正上方，在第二推动机构27的推力下使得左下电极22和左上电极26之间可以相对移动。同理，右安装座31上安装有右下电极32、右上电极36和第三推动机构37，右下电极32布置在右安装座31的下侧，第三推动机构37布置在右安装座31的上侧，右上电极36布置在第三推动机构37的下侧并且位于右下电极32的正上方，在第三推动机构37的推力下使得右下电极32和右上电极36之间可以相对移动。左安装座21和右安装座31上的部件均位于内侧且方位左右对称，左下电极22和右下电极32靠拢后形成正弧形(左下电极22和右下电极32不接触)，左上电极26和右上电极36靠拢后形成与正弧形(向上隆起)对应的反弧形(向上凹陷)；这里提到的靠拢不是左下电极22和右下电极32接触，两者仍然需要保持间隙，此时是钢圈70的缺口彼此连接，大电流经过钢圈70的缺口产生大量的热并依此热熔钢圈70的缺口。

本实施例中，第一推动机构12、第二推动机构27、第三推动机构37均为气缸，结构简单、使用方便、对环境污染小。

具体参照图3和图6，以右下电极32为例，其包括若干在竖直方向上层叠设置的矩形的第一金属片41和一块竖直放置的第二金属片42，第一金属片41和第二金属片42均为导体，若干第一金属片41组成块状结构，第二金属片42的厚度大于第一金属片41的厚度，块状结构的上表面为弧面，第二金属片42的较大面积侧贴合第一金属片41的侧面，第二金属片42的上端高于块状结构的上表面，此时第二金属片42的上表面与块状结构的上表面产生阶梯落差，第二金属片42的左右两侧分别与块状结构的左右两侧平齐。较大的体积方便降低电阻、提供大电流，由于第一金属片41层叠设置，右下电极32可以承受适当的压力，由于第二金属片42略微隆起，第二金属片42与块状结构之间的阶梯落差可以抵住辅助定位钢圈70。

第一金属片41为铝片，第二金属片42为铁片。若干第一金属片41之间的连接方式为超声波焊接，块状结构与第二金属片42之间为常规电焊。第一金属片41的厚度为0.1-0.2mm，第二金属片42的厚度为0.5-0.9mm，块状结构的宽度、长度和高度均为2-4cm。第二金属片42的上表面与块状结构的弧面落差为5-10mm。右下电极32的左侧高于右侧。

与同理右下电极32同理，左下电极22也采用相同结构，只是方向调整。左下电极22的右侧高于左侧，使得左下电极22和右下电极32靠拢后形成低高低的弧面，适应钢圈70的弧度。当钢圈70放置在左下电极22和右下电极32之后，第二推动机构27和第三推动机构37通过左上电极26和右上电极36将钢圈70压住锁定。

供电模块布置在机架10的内部，供电模块的一端电极连接左上电极26和左下电极22，供电模块的另一端电极连接右上电极36和右下电极32，当四个电极靠拢后供电模块的两端电极形成电流回路。控制系统布置在机架10的内部并且从供电模块获取电能，控制系统电连接第一推动机构12、第二推动机构27和第三推动机构37然后控制其启动或停止，同时控制供电系统给左下电极22和右下电极32供电。启动开关50布置在机架10的外侧方便按压，然后电连接控制系统。

具体参照1和3，所述左安装座21连接所述左下电极22的左侧位置设有台阶并通过台阶托住所述左下电极22，所述右安装座31连接右下电极32的右侧位置设有台阶并通过台阶托住所述右下电极32，所述第二推动机构27连接左上电极26的左侧位置设有台阶并通过台阶托住所述左上电极26，所述第二推动机构27连接右上电极36的右侧位置设有台阶并通过台阶托住所述右上电极36。

作为优选，所述启动开关50为脚踏开关，布置在地面上，位于所述左安装座21或所述右安装座31的悬挑侧。使用者的双手将钢圈70防止于电极之间，然后用脚触发开关。

所述冷却模块包括贴合左下电极22的左过渡件24、贴合在右下电极32的右过渡件34、循环泵、散热部件和绝缘导热的介质，所述左过渡件24和所述右过渡件34均采用导热材质，所述左过渡件24和所述右过渡件34的内部均设有液体通道61，散热部件、循环泵、左过渡件24的液体通道61和右过渡件34的液体通道61由管道62串联形成循环，在使用时介质带走所述左过渡件24和所述右过渡件34的热量。

作为优选，介质采用纯水或油，散热器为翅片散热器。

考虑到热熔焊接需要大电流，供电模块与左下电极22和右下电极32之间需要加大的接触面，所以不建议采用导线直接连接左下电极22和右下电极32的方案。为了提供足够大的电流和降低电流的损耗，本实施例中，左过渡件24和右过渡件34均为导体，左过渡件24和右过渡件34的下方分别设置左下导体和右下导体35，上方分别设置左上导体23和右上导体33。此时左下电极22安装于左上导体23，右下电极32安装于右上导体33。所述左上导体23和所述右上导体33均为板材结构，所述左过渡件24和所述右过渡面的横截面均为U形，所述左下导体和所述右下导体35均由若干个片体层叠而成(减少电阻)，块状结构的上表面打磨平整。左上导体23和右上导体33为板状的紫铜，左下导体和右下导体35为层叠的片状的紫铜，从易于加工钻孔、强度大的角度来选，左过渡件24和右过渡件34可选常规的铜或其他导电材质。左过渡件24和右过渡件34上还可以在其他位置设置加强筋。

本实施例中，左上导体23和右上导体33的上表面设置若干个接线柱，左上导体23和右上导体33分别通过导线连接左上电极26和右上电极36，因为左上电极26和右上电极36仅仅作为辅助提供少量电流，两者所起的作用主要还是与下方的对应的电极夹持钢圈70。

本实施例中，可以看到左安装座21和右安装座31的下段h形还分别托住了左上导体23和右上导体33的侧面。

作为优选，所述左过渡件24和所述右过渡件34的前后两端长度为30-50cm、厚度为1-2cm，所述液体通道61的内径为对应的左过渡件24或右过渡件34厚度的70-80％。所述左过渡件24与所述左上导体23之间、与所述左下导体之间均为螺栓连接，所述右过渡件34与所述右上导体33之间、与所述右下导体35之间均为螺栓连接，所述左上导体23和所述左下电极22之间为螺栓连接，所述右上导体33和所述右下电极32之间为螺栓连接。

在一种实施例中，左过渡件24和右过渡件34各自设置一条液体通道61，此时液体流向可以参照图3，液体从右过渡件34的后端进入然后流到右过渡件34的前端，接着进入回水弯折到达左过渡件24的前端，最后从左过渡件24的后端流出带走热量。其中回水弯折藏于机架10内；由于左过渡件24和右过渡件34会左右移动部分距离，所以回水弯折的一部分或整体采用弹性管以便提供适量的变形。在另一种实施例中，左过渡件24和右过渡件34各自设置两条液体通道61，具体参照图5，图中箭头表示介质流动方向。在这个实施例中，介质可以带走更多的热量。

作为优选，液体通道61的入口和出口均焊接有转接管，此时管道62的端部包裹转接管然后在管道62的端部缠绕卡圈加固。该设计显著提高了管道62与液体通道61的密闭性。具体地，转接管插入液体通道61后在转接管的周向焊接一圈，焊接处完成密封，而管道62包裹转接管后可以使用卡圈锁紧管道62的周向。

在使用上述对焊机时，初始状态下，左安装座21和右安装座31适当分离，左下电极22与左上电极26分离，右下电极32与右上电极36分离。将钢圈70放置在左下电极22和右下电极32之上，钢圈70的侧面贴合台阶使钢圈70的缺口对齐，踩下启动开关50，第二推动机构27和第三推动机构37驱动左上电极26和右上电极36下压住钢圈70，松开双手。紧接着第一推动机构12驱动右安装座31整体靠向左安装座21(左下电极22和右下电极32不接触，左上电极26和右上电极36不接触)，当钢圈70的缺口合拢后第一推动机构12不再能够进一步推动右安装座31移动，此时第一推动机构12仍然提供推力。供电模块供电，大电流通过钢圈70的缺口形成电流回路，通电时间持续3s左右，钢圈70的缺口发热融化并在供电模块断电后重新融合。第二推动机构27和第三推动机构37松开，左上电极26和右上电极36上升，第一推动机构12复位，右安装座31远离左安装座21，此时可以取走焊接结束的钢圈70。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (8)

1.一种电极的冷却结构，其特征在于包括：

左下电极、左上导体、左过渡件和左下导体，上述部件均为导电材质，左下电极安装于左上导体的前端上侧，左上导体中间段和后端的下侧连接左过渡件，左过渡件的下侧连接左下导体，此时左下电极呈现悬挑出左过渡件和左下导体前方的状态；

右下电极、右上导体、右过渡件和右下导体，上述部件均为导电材质，右下电极安装于右上导体的前端上侧，右上导体中间段和后端的下侧连接右过渡件，右过渡件的下侧连接右下导体，此时右下电极呈现悬挑出右过渡件和右下导体前方的状态；

供电模块，供电模块的一端电极连接左下导体将电流提供给左下电极，供电模块的另一端电极连接右下导体将电流提供给右下电极，当左下电极和右下电极靠拢后供电模块的两端电极形成电流回路；

冷却模块，冷却模块包括散热部件、循环泵、若干管道和绝缘导热的介质，左过渡件和右过渡件的内部均设有液体通道，散热部件、循环泵、左过渡件的液体通道和右过渡件的液体通道由管道串联形成循环；

控制系统，从供电模块获取电能，控制系统电连接循环泵然后控制其启动或停止，同时控制供电模块给左下电极和右下电极供电。

2.根据权利要求1所述的电极的冷却结构，其特征在于：液体通道的入口和出口均焊接有转接管，此时管道的端部包裹转接管然后在管道的端部缠绕卡圈加固。

3.根据权利要求1所述的电极的冷却结构，其特征在于：所述左下电极和所述右下电极均为块状并且上表面隆起形成弧面，左下电极和右下电极以两者之间的平面为对称面对称布置，所述左上导体和所述右上导体均为板材结构，所述左过渡件和所述右过渡面的横截面均为U形，所述左下导体和所述右下导体均由若干个片体层叠而成。

4.根据权利要求3所述的电极的冷却结构，其特征在于：液体通道共设置两条或四条，分别设置在所述左过渡件和所述右过渡件的拐角处，液体通道贯穿左过渡件或所述右过渡件的前后两端，位于左过渡件和右过渡件之间的用于换向的管道为弹力管。

5.根据权利要求4所述的电极的冷却结构，其特征在于：所述左过渡件和所述右过渡件的前后两端长度为30-50cm、厚度为1-2cm，所述液体通道的内径为对应的左过渡件或右过渡件厚度的70-80％。

6.根据权利要求1所述的电极的冷却结构，其特征在于：所述左过渡件与所述左上导体之间、与所述左下导体之间均为螺栓连接，所述右过渡件与所述右上导体之间、与所述右下导体之间均为螺栓连接，所述左上导体和所述左下电极之间为螺栓连接，所述右上导体和所述右下电极之间为螺栓连接。

7.根据权利要求1所述的电极的冷却结构，其特征在于：冷却结构还包括左上电极和右上电极，左上电极位于左下电极的正上方，右上电极位于右下电极的正上方，左上电极通过导线连接左上导体，右上电极通过导线连接右上导体，所述左上导体和所述右上导体的均为块状并且下表面凹陷形成弧面，左上电极和右上电极以两者之间的平面为对称面对称布置，左下电极和右下电极靠拢后形成正弧形，左上电极和右上电极靠拢后形成与正弧形对应的反弧形。

8.一种使用如权利要求1至7任一项所述电极的冷却结构的对焊机，其特征在于包括：

机架，作为承载主体；

一对导杆、布置在所述导杆上的左安装座和右安装座以及第一推动机构，两条导杆均穿过左安装座和右安装座，在第一推动机构的推力下使得左安装座和右安装座之间可以相对移动；

左下电极、左上导体、左过渡件和左下导体均安装于做安装座，右下电极、右上导体、右过渡件和右下导体均安装于右安装座，左安装座和右安装座分别设置有第二推动机构和第三推动机构，在第二推动机构和第三推动机构的推动下将钢圈下压于左下电极和右下电极的上表面；

控制系统电连接第一推动机构、第二推动机构和第三推动机构然后控制其启动或停止。

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