CN112589248A - 一种自适应软联接焊节斜面的组合式上电极 - Google Patents

Abstract

本发明属于触头组件的生产技术领域，具体涉及一种自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极，包括上电极安装座、电极座、电极头，所述电极头固定在电极座上，所述电极座设有与上电极安装座连接的安装部；所述安装部相对上电极安装座可在一定角度范围内转动。本发明通过设计相对可转动的电极座，使固定在电极座上的电极头可以自适应地来找平焊件的斜面，保证两个接触面之间的平行关系，焊后的焊料溢出和一致性得到保障。

Description

一种自适应软联接焊节斜面的组合式上电极

技术领域

本发明属于触头组件的生产技术领域，具体涉及一种自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极。

背景技术

低压框架断路器的动触头组件是软联接先与动触头焊接成为动触指，之后再把软联接的另一端与动母排焊接而成。软联接是根据电流等级由大截面的单根编织线或软绞线，或双根、三根横向拼接后通过电阻焊的方式，隔一定长度焊成焊节再裁切而成。焊节的作用是当切断编织线或软绞线时不散股，及二次焊接时的需要。

通常，软联接的焊节横截面为矩形，所以后续的上述两道焊接时，难度就比较低，在软联接与动触头焊接动触指这一工序，就可使用常见的工作面为平面的上电极。另外软联接焊节的密实度（计算截面积/焊后的焊节截面积）不会超过90%，由于焊节可二次压实，上述的后续两道工序焊接时，预压力可把软联接压实，焊接生产顺利进行。

但某品牌的低压框架断路器中使用的软联接的焊节截面形状为梯形，这种设计是出于焊接工艺，比如电子束焊接的需要。该框架断路器在中国本地化制造的过程中，由于没有电子束焊接的供方提供生产支撑（即使有的话加工成本很高），在没有改变软联接原图纸的设计情况下，用电阻焊工艺实现动触头组件的焊接，但是在实际进行动触指的焊接过程中发现，采用常用的定角度上电极的结构和相应的工艺无法解决软联接的焊节斜面与上电极的斜面在焊接过程中平行的问题。因为编织线与动触指的焊接是在不同的设备上进行焊接的两道工序，上电极肯定是两个电极，两道焊接工序所用电极其斜面不可能相同。

而对于软联接是外部采购的情况，供应商为了保证尺寸符合图纸，采用间接成型工艺：先把软联接的焊节按矩形截面、密实度稍低一些焊接，再用冲压设备挤压成梯形截面，这种软联接的焊节密实度就会出现厚边密度稍小（压缩变形少），薄边密度大（压缩变形多）的情况。经过测量，一根软联接两端的焊节的斜面角度都不一样，测量一批软联接的焊接角度后，发现最大与最小角度值之差能达到0.7°以上。

况且，电极在使用过程中会烧损，进而需要修磨电极工作面，修磨后的电极斜度又有改变；不仅如此，图纸要求焊后的焊节密实度达到铜板密实度，即不可二次压缩，这使得上电极不能通过预压力把焊节压平，这时使用定角度的上电极与焊节的接触面只能达到50％左右，焊后的工件焊料溢出只有两面，不能保证焊料三面溢出的图纸要求。焊接生产无法进行。

发明人也曾尝试过用定角度上电极，采用辅助加热的焊接原理，让上、下电极加热焊件，消除上电极与焊件接触不平行的问题，试验证明可以焊接，也达到焊料三面溢出的效果，但焊件外观质量差，上、下电极烧得通红，电极座的锥孔被烧坏，电极消耗也很快，也不可能进行持续的正常生产。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术存在的缺点和不足，而提供一种自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极。

本发明所采取的技术方案如下：一种自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极，包括上电极安装座、电极座、电极头，所述电极头固定在电极座上，所述电极座设有与上电极安装座连接的安装部；

所述安装部相对上电极安装座可在一定角度范围内转动。

所述安装部的外表面具有至少部分与上电极安装座形成点接触或线接触或曲面接触的光滑凸曲面。

所述光滑凸曲面为圆柱面。

所述安装部为圆柱体，所述上电极安装座设有安装凹槽，所述安装部限位在安装凹槽内，所述上电极安装座连接有压板，所述压板对安装部形成限位使安装部保持在安装凹槽内。

所述安装凹槽内壁为圆柱接触面。

所述压板接近安装部的一侧设有圆柱凹面，所述圆柱凹面的直径大于光滑凸曲面的直径且其自身深度小于其自身直径，所述压板通过螺栓与上电极安装座连接。

所述电极座包括两侧具有第一限位部的凸块，所述安装凹槽外端部设有第二限位部，通过所述第一限位部与第二限位部抵接从而对电极座构成限位。

第一限位部与第二限位部抵接时为面接触。

所述电极座内设有冷却水道。

所述上电极安装座内设有冷却水道。

本发明的有益效果如下：本发明通过设计相对可转动的电极座，使固定在电极座上的电极头可以自适应地来找平焊件的斜面，保证两个接触面之间的平行关系，焊后的焊料溢出和一致性得到保障。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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性的前提下，根据这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。

图1为本发明一种实施例工作时的示意图；

图2为本发明一种实施例工作时的剖视图；

图3为本发明一种实施例中上电极安装座的结构示意图；

图4为本发明一种实施例中电极座与电极头连接的结构示意图；

图5为图2中A部分的放大视图；

图6为本发明一种实施例中压板的结构示意图；

图7为本发明一种实施例中一部分电极座的结构示意图；

图8为本发明一种实施例中另一部分电极座的结构示意图，（A）为立体视图，（B）为剖视图；

图9为本发明一种实施例中上电极安装座的剖视图；

图中，1，上电极安装座；101，安装凹槽；102，圆柱接触面；103，第二限位部；104，第三水平水道；105，环形水道；106，进出水道；2，电极座；201，安装部；202，光滑凸曲面；203，凸块；204，第一限位部；207，电极头安装槽；208，第一水平水道；209，第二水平水道；210，竖直水道；3，电极头；4，压板；401，圆柱凹面；5，软联接。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。

需要说明的是，本发明实施例中所有使用“第一”和“第二”的表述均是为了区分两个相同名称非相同的实体或者非相同的参量，可见“第一”“第二”仅为了表述的方便，不应理解为对本发明实施例的限定，后续实施例对此不再一一说明。

本发明所提到的方向和位置用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「顶部」、「底部」、「侧面」等，仅是参考附图的方向或位置。因此，使用的方向和位置用语是用以说明及理解本发明，而非对本发明保护范围的限制。

如图1所示，本实施例提供一种自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极，包括上电极安装座1、电极座2、电极头3，所述电极头3固定在电极座2上，所述电极座2设有与上电极安装座1连接的安装部201；

所述安装部201相对上电极安装座1可在一定角度范围内转动。

其中，具体使安装部201相对上电极安装座1可在一定角度范围内转动的结构设置为使所述安装部201的外表面具有至少部分与上电极安装座1形成点接触或线接触或曲面接触的光滑凸曲面202，该光滑凸曲面202为圆柱面，使安装部201为圆柱体。

通过光滑凸曲面202的设计使安装部201相对上电极安装座1可在一定角度范围内转动，本实施例具体采用的为圆柱面，也可以采用圆台面、圆锥面、球面等，上述光滑凸曲面与上电极安装座1可以为点接触（球面与平面或曲面的配合、类球面如椭球面与平面或曲面的配合）、线接触（凸圆柱面与平面或半径较大的凹圆柱面的配合、凸圆锥面与平面或半径较大的凹圆锥面的配合）、曲面接触（即相适配的凸球面和凹球面的配合、相适配的凸圆柱面和凹圆柱面的面接触配合），均可实现安装部201相对上电极安装座1可在一定角度范围内转动，从而实现使固定在电极座上的电极头可以自适应地来找平焊件的斜面。或者，也可以使光滑凸曲面202设置在上电极安装座1上实现所述安装部201相对上电极安装座1可在一定角度范围内转动。

进一步地，如图2、图3所示，本实施例中的上电极安装座1上设有圆柱面的安装凹槽101，安装部201整体为圆柱体的结构，安装凹槽101的半径略大于安装部201的半径，使光滑凸曲面202与安装凹槽101内壁贴合形成面接触或光滑凸曲面202与安装凹槽101内壁之间形成微量的间隙，这样使安装部201在安装凹槽101内可以转动但不会发生明显的摆动。安装部201外设有两个压板4，压板4与上电极安装座1连接，使安装部201与上电极安装座1保持连接。也可以使安装凹槽101内壁为平面的设计，即安装凹槽101的截面可以为方形或等腰梯形或等腰三角形等，使安装凹槽101的内壁与圆柱体的安装部201形成至少两个的线接触。

进一步地，如图6所示，压板4接近安装部201的一侧设有圆柱凹面401，所述圆柱凹面401的直径大于光滑凸曲面202的直径且其自身深度小于其自身直径，所述压板4通过螺栓与上电极安装座1连接。当拧紧螺栓时，压板4抱紧安装部201，使其不能转动以及使电极头3具有固定角度的工作面，当不拧紧螺栓时，安装部201为可转动的，电极头3的工作面角度可根据焊接表面的倾斜度自适应变化。

进一步地，如图3-5所示，所述电极座2包括两侧具有第一限位部204的凸块203，所述安装凹槽101外端部设有第二限位部103，通过所述第一限位部204与第二限位部103抵接从而对电极座2构成限位，对电极座2可旋转角度的设计为通过设置第一限位部204和/或第二限位部103的位置。第一限位部204与第二限位部103抵接时为面接触，这样较大减少抵接时两者之间的磨损。

进一步地，所述电极座2内设有冷却水道。如图4所示，凸块203下表面设有用于安装电极头3的电极头安装槽207，在贴合电极头安装槽207的内部开设有1条第一水平水道208，这样对电极头3起到充分的散热作用，圆柱体的安装部201内设有两条中间不连通的第二水平水道209，用于连接进水管和出水管，电极头安装槽207的第一水平水道208两端通过两条竖直水道210分别与安装部201内的两条第二水平水道209连通。两条第二水平水道209接近圆柱体的中心处设置，这样可以减小水管对电极座2转动的影响。

具体地，如图7和图8所示，电极座2为两部分焊接组成，如图7所示，电极座2的一部分为圆柱体的安装部201和安装部201表面凸起的凸块203的部分一体成型，如图8所示，电极座2的另一部分为凸块203的剩余部分，这样便于对电极座2内的竖直水道210的加工。凸块203上加工水平水道形成的开孔可通过螺堵封闭。另外，也可以为圆柱体的安装部201上一体形成或加工形成与凸块203适配的连接槽，加工好水道后与凸块203焊接，然后在进行精加工。电极座2的两部分的竖直水道210为错开设置，形成独特走向的偏置冷却水道。

圆柱体的安装部201的直径至少为30mm，由于圆柱体的直径足够大和内设的偏置冷却水道的独特走向冷却效果好，上电极安装座1和电极座2的接触面在焊接电流达到28kA的情况下也不发生粘连，拆卸电极时只需拧下一端的压板4、拔出水管即可将上电极拆卸下来，所以结构简单，且拆卸方便。

具体地，所述上电极安装座1内设有冷却水道。如图3所示，冷却水道包括接近圆柱凹面401的一条第三水平水道104，用于圆柱凹面401的冷却作用，还包括接近安装面（即相对圆柱凹面401的另一侧表面）的形成环形水道105和连接环形水道105的进出水道106，该水道用于安装面的冷却作用。上电极安装座1上加工环形水道形成的开孔可通过螺堵封闭。

电极头具有倾斜的工作面，工作面的倾斜度取软联接5斜面角度范围的中值。

上电极安装座1最终进行镀银处理，银层厚度不低于5μm；电极座最终进行镀银处理，银层厚度不低于5μm。

本实施例可以用于焊节具有梯形截面的软联接，也适应于其他带斜度的板类焊件的电阻钎焊。

以下为本实施例所提供的自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极的加工方法：

S1、用紫铜或铬锆铜板材按电极座2焊前结构图进行加工；电极座2选棒材，按焊前结构图进行加工；电极头3的材质选用钼，但不限于钼材；

S2、焊前处理：对加工好的电极座2的两部分进行酸洗；对电极头3外表面用砂纸打磨至干净；

S3、把银铜锌或银铜镍焊片（厚度0.1 mm；银含量25%以上）剪成8×16和8×22的长条形各两条、16×22两片（焊片尺寸根据电极头的截面而定）；

S5、然后向电极座2的电极头安装槽207中加入钎剂（QJ102）；

S6、把两片16×22焊料都放入电极头安装槽207底部，放入电极头3，再把长条焊料分别塞入电极头3与电极座2之间的四条缝隙；

S7、用感应焊机或火焰焊，将组装后的二个零件加热至焊料熔化，期间，用磷铜焊条蘸钎剂把凹坑四角的工艺孔堵掉，然后自然冷却至室温；

S8、待冷却后，按电极座2的图纸加工水道、攻螺纹孔到图纸要求尺寸；

S9、把银铜磷焊片（厚度0.1 mm；银含量15%）按电极座2的焊接面形状裁剪；

S10、再把电极座2的两部分中间夹裁剪好的银焊片装配好；

S11、用感应焊机或火焰焊，将组装后的二个零件加热至焊料熔化，期间，用磷铜焊条蘸钎剂把凹坑四角的工艺孔堵掉，然后自然冷却至室温；

S12、待冷却后，按电极座2的图纸加工水道、攻螺纹孔到图纸要求尺寸；

S13、保证圆柱面的表面粗糙度，这一工序的线割要求慢丝把多余部分切掉；

S14、对上电极安装座1、电极座2做局部镀银，或整体镀银处理。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极，其特征在于：包括上电极安装座（1）、电极座（2）、电极头（3），所述电极头（3）固定在电极座（2）上，所述电极座（2）设有与上电极安装座（1）连接的安装部（201）；

所述安装部（201）相对上电极安装座（1）可在一定角度范围内转动。

2.根据权利要求1所述的自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极，其特征在于：所述安装部（201）的外表面具有至少部分与上电极安装座（1）形成点接触或线接触或曲面接触的光滑凸曲面（202）。

3.根据权利要求2所述的自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极，其特征在于：所述光滑凸曲面（202）为圆柱面。

4.根据权利要求3所述的自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极，其特征在于：所述安装部（201）为圆柱体，所述上电极安装座（1）设有安装凹槽（101），所述安装部（201）限位在安装凹槽（101）内，所述上电极安装座（1）连接有压板（4），所述压板（4）对安装部（201）形成限位使安装部（201）保持在安装凹槽（101）内。

5.根据权利要求4所述的自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极，其特征在于：所述安装凹槽（101）内壁为圆柱接触面（102）。

6.根据权利要求5所述的自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极，其特征在于：所述压板（4）接近安装部（201）的一侧设有圆柱凹面（401），所述圆柱凹面（401）的直径大于光滑凸曲面（202）的直径且其自身深度小于其自身直径，所述压板（4）通过螺栓与上电极安装座（1）连接。

7.根据权利要求4所述的自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极，其特征在于：所述电极座（2）包括两侧具有第一限位部（204）的凸块（203），所述安装凹槽（101）外端部设有第二限位部（103），通过所述第一限位部（204）与第二限位部（103）抵接从而对电极座（2）构成限位。

8.根据权利要求7所述的自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极，其特征在于：第一限位部（204）与第二限位部（103）抵接时为面接触。

9.根据权利要求1所述的自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极，其特征在于：所述电极座（2）内设有冷却水道。

10.根据权利要求1或9所述的自适应软联接焊接节斜面的组合式上电极，其特征在于：所述上电极安装座（1）内设有冷却水道。

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