CN113319399A - 一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置及焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置及焊接方法，该焊接装置包括机架、超声振动系统和加压系统；机架包括底座、立柱和摇臂；超声振动系统包括超声振动台、超声振动源和超声用电源；超声振动台的超声振动方向为水平方向；加压系统包括压板、压力执行元件和压力源；超声振动台上放置有多根钢丝，超声振动台上每根钢丝的一端部均连接有一个电极夹，每个电极夹均通过焊接电缆与一个焊接电流限制器连接，每个焊接电流限制器均通过焊接电缆与弧焊电源连接；压板上放置有多根钢丝，压板上每根钢丝的一端部均连接有一个电极夹，每个电极夹均通过焊接电缆与弧焊电源连接；本发明实现笼框网片一次性完成焊接，节能的同时焊接效率高。

Description

一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置及焊接方法

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体是一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置及焊接方法。

背景技术

终缩聚反应器是聚酯成套装备的关键装置，其主要成形技术为焊接技术。笼框作为笼框式终缩聚反应器中的核心部件，它的制造过程需要完成数以万计的焊接点。笼框由众多笼框网片和框架构成，而笼框网片由不锈钢钢丝焊接而成。两组平行排列的钢丝相互交叉接触，形成众多的交叉接触点，把各交叉接触点焊接后便制成笼框网片。一个终缩聚反应器笼框中为数众多的笼框网片合计有数以万计的钢丝交叉接触点需要焊接，焊接量非常大。

目前，焊接类似网片的方法主要有两种，其一是采用人工TIG（Tungsten InertGas Welding）点焊的方式对各钢丝交叉接触点逐个进行焊接，它的优点是不需要复杂的专门设备，投资低，缺点是焊接效率低，焊接变形大；其二是采用电阻焊的方式对各钢丝交叉接触点进行焊接，电阻焊的方法是利用上下电极把钢丝压紧后，施加15000A左右的电流，让各钢丝交叉接触点局部电阻加热熔化实现焊接；相对人工TIG点焊，电阻焊焊接网片的效率有所提高，但受电阻焊电源功率与电阻焊电极压力的限制，电阻焊每次焊接的钢丝交叉接触点数量有限，焊接效率仍然处于比较低的水平。

例如：申请号为CN201820128523.8的中国实用新型专利公开了“钢丝网焊机用独立焊接模块”，并具体公开如下内容“包括架体、带有上电极块的上电极座和带有下电极块的下电极座，在所述架体下方设置有固定座，所述下电极座固定在固定座上方，在所述固定座前方设置有两个带缆连接板，在靠近所述架体上方设置有支撑架，在所述支撑架上设置有顶杆向下的焊接气缸，所述上电极座位于所述顶杆下方。根据待焊接网片网孔的距离，将钢丝网焊机用独立焊接模块并排固定在横梁上，每个钢丝网用独立焊接模块的焊接气缸下压，大大提高了网片各个焊点的焊接质量，节省了能源，还可以根据不同网孔大小移动钢丝网焊机用独立焊接模块，及根据网片宽度增减钢丝网焊机用独立焊接模块的数量，使用更加方便，适用范围更广”；该实用新型的缺点是焊接过程中需要施加很大的电流，耗能严重。

又如：申请号为CN201010224312.2的中国发明专利公开了“高强度钢丝网的焊接方法”，并具体公开了如下内容“该钢丝网由多根横向、纵向钢丝交错布置而成，横向、纵向钢丝为含碳量≥0.25%的中、高碳钢丝，并且它们的直径范围在2.5～8mm之间，横向钢丝和纵向钢丝的交错点处为焊接区域，焊接区域的面积大小为横向钢丝和纵向钢丝的横截面积之和的8%～10%，焊接步骤如下：一、将钢丝加热到600-800℃进行预热；二、在0.1-1秒的时间内，将钢丝冷却到200-300℃；三、在0.03-0.5秒的时间内，将温度达到1515-1800℃进行焊接；四、在0.5-2秒内将钢丝冷却到480-550℃；五、在600-850℃下，保温0.25-2秒进行回火。该焊接方法通过很好的控制焊接时的温度以及在各个步骤中的温度变化时间，使得钢丝网在焊接后其焊接区域处保持高强度，从而满足安防用高强度钢丝网的要求”；该发明为了提高焊接质量，在电阻焊接前先经过几道加热与冷却过程，每次加热都采用高电流电阻加热，其能耗更大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置及焊接方法，以解决现有技术中笼框网片焊接的能耗高，焊接效率低等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一方面，本发明提供了一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置，包括机架、超声振动系统和加压系统；

机架包括底座、立柱和摇臂，立柱一端与底座固定连接，另一端与摇臂转动连接；

超声振动系统包括超声振动台、超声振动源和超声用电源，超声振动台通过弹性元件与底座连接，超声振动台与超声振动源连接，超声振动源与超声用电源连接；超声振动台的超声振动方向为水平方向；

加压系统包括压板、压力执行元件和压力源，压力执行元件一端与摇臂连接，另一端与压板连接，压板置于超声振动台的上方，压力执行元件与压力源连接；

超声振动台上放置有多根相互平行且处于同一水平面的钢丝，超声振动台上每根钢丝的一端部均连接有一个电极夹，每个电极夹均通过焊接电缆与一个焊接电流限制器连接，每个焊接电流限制器均通过焊接电缆与弧焊电源连接；

压板上放置有多根相互平行且处于同一水平面的钢丝，压板上的钢丝与超声振动台上的钢丝的轴向方向不同，压板上每根钢丝的一端部均连接有一个电极夹，每个电极夹均通过焊接电缆与弧焊电源连接。

进一步的，超声振动台上和压板上均设有多个用于固定钢丝的钢丝定位器，超声振动台上的多个钢丝定位器根据钢丝的排布均匀分布于超声振动台上，压板上的多个钢丝定位器根据钢丝的排布均匀分布于压板上。

进一步的，若超声振动台上放置的钢丝数量为N，则超声振动台上的钢丝定位器数量为N²+N；若压板上放置的钢丝数量为M，则压板上的钢丝定位器数量为M²+M。

进一步的，钢丝定位器包括支架，支架固定安装于超声振动台上或压板上，支架上设有两个相互配合用于装夹钢丝的夹块，夹块采用耐磨绝缘材料制成。

进一步的，超声振动台上其中的2N个钢丝定位器上设有锁扣和限位柱，限位柱设置于其中一个夹块上，锁扣一端与其中另一个夹块铰接，另一端钩于限位柱上。

另一方面，本发明提供了一种上述的终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置的焊接方法，包括：

将两组多根钢丝分别安装于超声振动台上和压板上；

压板通过摇臂绕立柱旋转至超声振动台的正上方，将压板上和超声振动台上的钢丝均连接电极夹；

启动压力执行元件，压力执行元件驱动压板向超声振动台移动，待超声振动台上的钢丝与压板上的钢丝相接触时，压板停止移动；

启动超声振动源，超声振动源驱动超声振动台及超声振动台上的钢丝沿水平方向进行超声振动；

启动弧焊电源，超声振动台上的钢丝和压板上的钢丝相互交叉接触形成的钢丝交叉点起弧燃烧，待电弧燃烧达到预设时间后，依次关闭弧焊电源和超声振动源；

压力执行元件驱动压板面向超声振动台方向施加压力，待施压达到预设时间后，压力执行元件驱动压板背离超声振动台方向移动，待压板距离超声振动台超过30mm后，关闭压力执行元件；

压板通过摇臂绕立柱旋转至远离超声振动台，松开电极夹，将焊接完成的笼框网片从超声振动台上取下来。

进一步的，该终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置的焊接方法，还包括：将两组钢丝通过钢丝定位器分别安装于超声振动台上和压板上，并将超声振动台上具有锁扣的钢丝定位器扣上；还包括：将焊接完成的笼框网片从超声振动台上取下来之前，将超声振动台上具有锁扣的钢丝定位器松开。

进一步的，超声振动台上钢丝的振动频率为20-60KHz，振幅为60-100μm。

进一步的，电弧燃烧的预设时间为2.0-5.0s，燃弧电流为8-20A，燃弧电压为10-20V。

进一步的，压力执行元件驱动压板面向超声振动台方向施加的压力为3-5MPa，施压的预设时间为4-6s。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供了一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置及焊接方法，本发明对笼框网片的焊接采用低能耗的电弧自熔焊，并且笼框网片上的各个钢丝交叉点同时焊接，整张笼框网片一次性完成焊接，效率非常高；在焊接过程中引入超声振动，超声振动的方向垂直于电弧、平行于钢丝，由于超声振动的高频撕裂作用和超声空化作用，钢丝交叉点在起弧后马上形成短路液桥而导致电弧熄灭或爆裂飞溅的现象得以避免，从而使得各钢丝交叉点的电弧在通电期间得以维持稳定燃烧至预设时间，确保笼框网片一次性完成焊接，本发明节能的同时，大幅度提高了笼框网片的焊接效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置中超声振动台的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置中钢丝定位器一种情况时的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置中钢丝定位器另一种情况时的结构示意图；

图5是采用本发明实施例提供的一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置的焊接方法焊接得到的笼框网片的结构示意图。

图中：1-底座、2-立柱、3-摇臂、4-超声振动台、5-超声振动源、6-超声用电源、7-弹性元件、8-压板、9-压力执行元件、10-压力源、11-钢丝、12-电极夹、13-焊接电缆、14-焊接电流限制器、15-弧焊电源、16-笼框网片、17-钢丝定位器、18-支架、19-夹块、20-锁扣、21-限位柱、22-钢丝交叉点。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

笼框网片16所使用的钢丝11的直径为3.5mm，长度为600mm，材质为304不锈钢，构成笼框网片16的钢丝11一共有24根，横向和纵向各12根。

如图1至图5所示，是本发明实施例1提供的一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置，包括机架、超声振动系统和加压系统；

机架包括底座1、立柱2和摇臂3，立柱2一端与底座1固定连接，另一端与摇臂3转动连接；

超声振动系统包括超声振动台4、超声振动源5和超声用电源6，超声振动台4通过弹性元件7与底座1连接，弹性元件7起到缓冲的作用，超声振动台4与超声振动源5连接，超声振动源5与超声用电源6连接；超声振动源5驱动超声振动台4做水平方向的超声振动；

加压系统包括压板8、压力执行元件9和压力源10，压力执行元件9一端与摇臂3连接，另一端与压板8连接，压板8置于超声振动台4的上方，压力执行元件9与压力源10连接，压力源10向压力执行元件9提供动力；

超声振动台4上放置有12根相互平行且处于同一水平面的钢丝11，其钢丝11轴向为纵向，超声振动台4上每根钢丝11的一端部均连接有一个电极夹12，每个电极夹12均通过焊接电缆13与一个焊接电流限制器14连接，每个焊接电流限制器14限制焊接电流的上限值为160A，电极夹12和焊接电流限制器14的个数均为12个，每个焊接电流限制器14均通过焊接电缆13与弧焊电源15连接；

压板8上放置有12根相互平行且处于同一水平面的钢丝11，其钢丝11轴向为横向，压板8上的钢丝11与超声振动台4上的钢丝11的轴向方向不同，压板8上每根钢丝11的一端部均连接有一个电极夹12，电极夹12的个数均为12个，每个电极夹12均通过焊接电缆13与弧焊电源15连接，构成焊接回路。

超声振动台4上沿每根钢丝11的轴向都均匀安装有用于固定钢丝11的13个钢丝定位器17，超声振动台4上共安装有156个钢丝定位器17，同样的，压板8上也共安装有156个钢丝定位器17。

钢丝定位器17包括支架18，支架18固定安装于超声振动台4上或压板8上，支架18上设有两个相互配合用于装夹钢丝11的夹块19，夹块19采用耐磨绝缘材料制成。

超声振动台4上安装的156个钢丝定位器17中有24个钢丝定位器17上设有锁扣20和限位柱21，限位柱21设置于其中一个夹块19上，锁扣20一端与其中另一个夹块19铰接，另一端钩于限位柱21上，通过带有锁扣20的钢丝定位器17可以对超声振动台4上的钢丝11进行锁紧，从而使得焊接好的笼框网片16在压板8上升离开后能够保留在超声振动台4上，然后从超声振动台4上便可以取下焊接好的笼框网片16。

本发明实施例1还提供了一种上述的终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置的焊接方法，包括：

将两组均为12根的钢丝11通过钢丝定位器17分别安装于超声振动台4上和压板8上，并将超声振动台4上具有锁扣20的钢丝定位器17扣上；

压板8通过摇臂3绕立柱2旋转至超声振动台4的正上方，将压板8上和超声振动台4上的钢丝11均连接电极夹12；

启动压力执行元件9，压力执行元件9驱动压板8向超声振动台4移动，待超声振动台4上的钢丝11与压板8上的钢丝11相接触时，压板8停止移动，超声振动台4上的钢丝11与压板8上的钢丝11相接触时，形成了钢丝交叉点22；

启动超声振动源5，超声振动源5驱动超声振动台4及超声振动台4上的钢丝11沿水平方向进行超声振动，超声振动台4上钢丝11的振动频率为20KHz，振幅为60μm；

启动弧焊电源15，超声振动台4上的钢丝11和压板8上的钢丝11相互交叉接触形成的钢丝交叉点22起弧燃烧，燃弧电流为8A，燃弧电压为10V，待电弧燃烧达到预设时间2.0s后，依次关闭弧焊电源15和超声振动源5；

压力执行元件9驱动压板8面向超声振动台4方向施加压力为3MPa，待施压达到预设时间4s后，压力执行元件9驱动压板8背离超声振动台4方向移动，待压板8距离超声振动台4超过30mm后，关闭压力执行元件9；

压板8通过摇臂3绕立柱2旋转至远离超声振动台4，松开电极夹12，将超声振动台4上具有锁扣20的钢丝定位器17松开，然后将焊接完成的笼框网片16从超声振动台4上取下来。

实施例2：

笼框网片16所使用的钢丝11的直径为4mm，长度为800mm，材质为304不锈钢。构成笼框网片16的钢丝11一共有28根，横向和纵向各14根。

如图1至图5所示，是本发明实施例2提供的一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置，包括机架、超声振动系统和加压系统；

机架包括底座1、立柱2和摇臂3，立柱2一端与底座1固定连接，另一端与摇臂3转动连接；

超声振动系统包括超声振动台4、超声振动源5和超声用电源6，超声振动台4通过弹性元件7与底座1连接，弹性元件7起到缓冲的作用，超声振动台4与超声振动源5连接，超声振动源5与超声用电源6连接；超声振动源5驱动超声振动台4做水平方向的超声振动；

加压系统包括压板8、压力执行元件9和压力源10，压力执行元件9一端与摇臂3连接，另一端与压板8连接，压板8置于超声振动台4的上方，压力执行元件9与压力源10连接，压力源10向压力执行元件9提供动力；

超声振动台4上放置有14根相互平行且处于同一水平面的钢丝11，其钢丝11轴向为纵向，超声振动台4上每根钢丝11的一端部均连接有一个电极夹12，每个电极夹12均通过焊接电缆13与一个焊接电流限制器14连接，每个焊接电流限制器14限制焊接电流的上限值为160A，电极夹12和焊接电流限制器14的个数均为14个，每个焊接电流限制器14均通过焊接电缆13与弧焊电源15连接；

压板8上放置有14根相互平行且处于同一水平面的钢丝11，其钢丝11轴向为横向，压板8上的钢丝11与超声振动台4上的钢丝11的轴向方向不同，压板8上每根钢丝11的一端部均连接有一个电极夹12，电极夹12的个数均为14个，每个电极夹12均通过焊接电缆13与弧焊电源15连接，构成焊接回路。

超声振动台4上沿每根钢丝11的轴向都均匀安装有用于固定钢丝11的15个钢丝定位器17，超声振动台4上共安装有210个钢丝定位器17，同样的，压板8上也共安装有210个钢丝定位器17。

钢丝定位器17包括支架18，支架18固定安装于超声振动台4上或压板8上，支架18上设有两个相互配合用于装夹钢丝11的夹块19，夹块19采用耐磨绝缘材料制成。

超声振动台4上安装的210个钢丝定位器17中有28个钢丝定位器17上设有锁扣20和限位柱21，限位柱21设置于其中一个夹块19上，锁扣20一端与其中另一个夹块19铰接，另一端钩于限位柱21上，通过带有锁扣20的钢丝定位器17可以对超声振动台4上的钢丝11进行锁紧，从而使得焊接好的笼框网片16在压板8上升离开后能够保留在超声振动台4上，然后从超声振动台4上便可以取下焊接好的笼框网片16。

本发明实施例2还提供了一种上述的终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置的焊接方法，包括：

将两组均为14根的钢丝11通过钢丝定位器17分别安装于超声振动台4上和压板8上，并将超声振动台4上具有锁扣20的钢丝定位器17扣上；

压板8通过摇臂3绕立柱2旋转至超声振动台4的正上方，将压板8上和超声振动台4上的钢丝11均连接电极夹12；

启动压力执行元件9，压力执行元件9驱动压板8向超声振动台4移动，待超声振动台4上的钢丝11与压板8上的钢丝11相接触时，压板8停止移动，超声振动台4上的钢丝11与压板8上的钢丝11相接触时，形成了钢丝交叉点22；

启动超声振动源5，超声振动源5驱动超声振动台4及超声振动台4上的钢丝11沿水平方向进行超声振动，超声振动台4上钢丝11的振动频率为40KHz，振幅为80μm；

启动弧焊电源15，超声振动台4上的钢丝和压板8上的钢丝11相互交叉接触形成的钢丝交叉点22起弧燃烧，燃弧电流为14A，燃弧电压为15V，待电弧燃烧达到预设时间3.5s后，依次关闭弧焊电源15和超声振动源5；

压力执行元件9驱动压板8面向超声振动台4方向施加压力为4MPa，待施压达到预设时间5s后，压力执行元件9驱动压板8背离超声振动台4方向移动，待压板8距离超声振动台4超过30mm后，关闭压力执行元件9；

压板8通过摇臂3绕立柱2旋转至远离超声振动台4，松开电极夹12，将超声振动台4上具有锁扣20的钢丝定位器17松开，然后将焊接完成的笼框网片16从超声振动台4上取下来。

实施例3：

笼框网片16所使用的钢丝11的直径为4.5mm，长度为1200mm，材质为304不锈钢。构成笼框网片16的钢丝11一共有30根，横向和纵向各15根。

如图1至图5所示，是本发明实施例3提供的一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置，包括机架、超声振动系统和加压系统；

机架包括底座1、立柱2和摇臂3，立柱2一端与底座1固定连接，另一端与摇臂3转动连接；

超声振动系统包括超声振动台4、超声振动源5和超声用电源6，超声振动台4通过弹性元件7与底座1连接，弹性元件7起到缓冲的作用，超声振动台4与超声振动源5连接，超声振动源5与超声用电源6连接；超声振动源5驱动超声振动台4做水平方向的超声振动；

加压系统包括压板8、压力执行元件9和压力源10，压力执行元件9一端与摇臂3连接，另一端与压板8连接，压板8置于超声振动台4的上方，压力执行元件9与压力源10连接，压力源10向压力执行元件9提供动力；

超声振动台4上放置有15根相互平行且处于同一水平面的钢丝11，其钢丝11轴向为纵向，超声振动台4上每根钢丝的一端部均连接有一个电极夹12，每个电极夹12均通过焊接电缆13与一个焊接电流限制器14连接，每个焊接电流限制器14限制焊接电流的上限值为160A，电极夹12和焊接电流限制器14的个数均为15个，每个焊接电流限制器14均通过焊接电缆13与弧焊电源15连接；

压板8上放置有15根相互平行且处于同一水平面的钢丝11，其钢丝11轴向为横向，压板8上的钢丝与超声振动台4上的钢丝11的轴向方向不同，压板8上每根钢丝11的一端部均连接有一个电极夹12，电极夹12的个数均为15个，每个电极夹12均通过焊接电缆13与弧焊电源15连接，构成焊接回路。

超声振动台4上沿每根钢丝11的轴向都均匀安装有用于固定钢丝11的16个钢丝定位器17，超声振动台4上共安装有240个钢丝定位器17，同样的，压板8上也共安装有240个钢丝定位器17。

钢丝定位器17包括支架18，支架18固定安装于超声振动台4上或压板8上，支架18上设有两个相互配合用于装夹钢丝11的夹块19，夹块19采用耐磨绝缘材料制成。

超声振动台4上安装的240个钢丝定位器17中有30个钢丝定位器17上设有锁扣20和限位柱21，限位柱21设置于其中一个夹块19上，锁扣20一端与其中另一个夹块19铰接，另一端钩于限位柱21上，通过带有锁扣20的钢丝定位器17可以对超声振动台4上的钢丝11进行锁紧，从而使得焊接好的笼框网片16在压板8上升离开后能够保留在超声振动台4上，然后从超声振动台4上便可以取下焊接好的笼框网片16。

本发明实施例3还提供了一种上述的终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置的焊接方法，包括：

将两组均为15根的钢丝11通过钢丝定位器17分别安装于超声振动台4上和压板8上，并将超声振动台4上具有锁扣20的钢丝定位器17扣上；

压板8通过摇臂3绕立柱2旋转至超声振动台4的正上方，将压板8上和超声振动台4上的钢丝11均连接电极夹12；

启动压力执行元件9，压力执行元件9驱动压板8向超声振动台4移动，待超声振动台4上的钢丝11与压板8上的钢丝11相接触时，压板8停止移动，超声振动台4上的钢丝11与压板8上的钢丝11相接触时，形成了钢丝交叉点22；

启动超声振动源5，超声振动源5驱动超声振动台4及超声振动台4上的钢丝11沿水平方向进行超声振动，超声振动台4上钢丝11的振动频率为60KHz，振幅为100μm；

启动弧焊电源15，超声振动台4上的钢丝11和压板8上的钢丝11相互交叉接触形成的钢丝交叉点22起弧燃烧，燃弧电流为20A，燃弧电压为20V，待电弧燃烧达到预设时间5.0s后，依次关闭弧焊电源15和超声振动源5；

压力执行元件9驱动压板8面向超声振动台4方向施加压力为5MPa，待施压达到预设时间6s后，压力执行元件9驱动压板8背离超声振动台4方向移动，待压板8距离超声振动台4超过30mm后，关闭压力执行元件9；

压板8通过摇臂3绕立柱2旋转至远离超声振动台4，松开电极夹12，将超声振动台4上具有锁扣20的钢丝定位器17松开，然后将焊接完成的笼框网片16从超声振动台4上取下来。

超声振动在本发明中具有关键作用，如果不引入超声振动，会存在以下一些问题：笼框网片16的钢丝交叉点22通电起弧后，钢丝交叉点22局部瞬间熔化，并在相交叉的上下两根钢丝11之间形成短路液桥，短路液桥的形成会造成两方面的问题：一是造成电弧熄灭，液桥冷却，提前使钢丝交叉点22焊接，但由于短路液桥形成前的电弧只是瞬间燃烧，钢丝交叉点22的钢丝11熔化量太少，使钢丝交叉点22的焊接强度不够；同时，液桥冷却形成的连接使相交叉的上下两根钢丝11之间存在缝隙，不满足笼框网片16的质量要求；二是短路液桥在电磁收缩力的作用下可能会发生爆裂与飞溅，使钢丝交叉点22不能形成有效焊接。

本发明的电弧焊接方法在通电起弧前及燃弧过程中引入超声振动，并且超声振动的方向平行于钢丝11、垂直于电弧，笼框网片16的钢丝交叉点22在通电起弧后，钢丝交叉点22处的钢丝11局部瞬间熔化形成液相，由于超声振动对液相的高频撕裂作用和超声空化作用，使得相交叉的上下两根钢丝11之间的液相无法形成短路液桥，这样钢丝交叉点22的上下两根钢丝11之间的电弧得以维持燃烧，当钢丝11的熔化量达到设计要求后，断电熄灭电弧并停止超声振动，同时对钢丝11施加一定的压力，使钢丝交叉点22的上下两根钢丝11在压力的作用下紧密接触并在压力的作用下凝固焊接，实现高效高质焊接。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置，其特征在于：包括机架、超声振动系统和加压系统；

所述机架包括底座（1）、立柱（2）和摇臂（3），所述立柱（2）一端与底座（1）固定连接，另一端与摇臂（3）转动连接；

所述超声振动系统包括超声振动台（4）、超声振动源（5）和超声用电源（6），所述超声振动台（4）通过弹性元件（7）与底座（1）连接，所述超声振动台（4）与超声振动源（5）连接，所述超声振动源（5）与超声用电源（6）连接；所述超声振动台（4）的超声振动方向为水平方向；

所述加压系统包括压板（8）、压力执行元件（9）和压力源（10），所述压力执行元件（9）一端与摇臂（3）连接，另一端与压板（8）连接，所述压板（8）置于超声振动台（4）的上方，所述压力执行元件（9）与压力源（10）连接；

所述超声振动台（4）上放置有多根相互平行且处于同一水平面的钢丝（11），所述超声振动台（4）上每根钢丝（11）的一端部均连接有一个电极夹（12），每个电极夹（12）均通过焊接电缆（13）与一个焊接电流限制器（14）连接，每个焊接电流限制器（14）均通过焊接电缆（13）与弧焊电源（15）连接；

所述压板（8）上放置有多根相互平行且处于同一水平面的钢丝（11），所述压板（8）上的钢丝（11）与超声振动台（4）上的钢丝（11）的轴向方向不同，所述压板（8）上每根钢丝（11）的一端部均连接有一个电极夹（12），每个电极夹（12）均通过焊接电缆（13）与弧焊电源（15）连接。

2.根据权利要求1所述的一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置，其特征在于：所述超声振动台（4）上和压板（8）上均设有多个用于固定钢丝（11）的钢丝定位器（17），所述超声振动台（4）上的多个钢丝定位器（17）根据钢丝（11）的排布均匀分布于超声振动台（4）上，所述压板（8）上的多个钢丝定位器（17）根据钢丝（11）的排布均匀分布于压板（8）上。

3.根据权利要求2所述的一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置，其特征在于：若超声振动台（4）上放置的钢丝（11）数量为N，则超声振动台（4）上的钢丝定位器（17）数量为N²+N；若压板（8）上放置的钢丝（11）数量为M，则压板（8）上的钢丝定位器（17）数量为M²+M。

4.根据权利要求3所述的一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置，其特征在于：所述钢丝定位器（17）包括支架（18），所述支架（18）固定安装于超声振动台（4）上或压板（8）上，所述支架（18）上设有两个相互配合用于装夹钢丝（11）的夹块（19），所述夹块（19）采用耐磨绝缘材料制成。

5.根据权利要求4所述的一种终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置，其特征在于：所述超声振动台（4）上其中的2N个钢丝定位器（17）上设有锁扣（20）和限位柱（21），所述限位柱（21）设置于其中一个夹块（19）上，所述锁扣（20）一端与其中另一个夹块（19）铰接，另一端钩于限位柱（21）上。

6.一种权利要求1至5中任一项所述的终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置的焊接方法，其特征在于，包括：

将两组多根钢丝（11）分别安装于超声振动台（4）上和压板（8）上；

压板（8）通过摇臂（3）绕立柱（2）旋转至超声振动台（4）的正上方，将压板（8）上和超声振动台（4）上的钢丝（11）均连接电极夹（12）；

启动压力执行元件（9），压力执行元件（9）驱动压板（8）向超声振动台（4）移动，待超声振动台（4）上的钢丝（11）与压板（8）上的钢丝（11）相接触时，压板（8）停止移动；

启动超声振动源（5），超声振动源（5）驱动超声振动台（4）及超声振动台（4）上的钢丝（11）沿水平方向进行超声振动；

启动弧焊电源（15），超声振动台（4）上的钢丝和压板（8）上的钢丝（11）相互交叉接触形成的钢丝交叉点（22）起弧燃烧，待电弧燃烧达到预设时间后，依次关闭弧焊电源（15）和超声振动源（5）；

压力执行元件（9）驱动压板（8）面向超声振动台（4）方向施加压力，待施压达到预设时间后，压力执行元件（9）驱动压板（8）背离超声振动台（4）方向移动，待压板（8）距离超声振动台（4）超过30mm后，关闭压力执行元件（9）；

压板（8）通过摇臂（3）绕立柱（2）旋转至远离超声振动台（4），松开电极夹（12），将焊接完成的笼框网片（16）从超声振动台（4）上取下来。

7.根据权利要求6所述的终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置的焊接方法，其特征在于，还包括：将两组钢丝（11）通过钢丝定位器（17）分别安装于超声振动台（4）上和压板（8）上，并将超声振动台（4）上具有锁扣（20）的钢丝定位器（17）扣上；还包括：将焊接完成的笼框网片（16）从超声振动台（4）上取下来之前，将超声振动台（4）上具有锁扣（20）的钢丝定位器（17）松开。

8.根据权利要求6所述的终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置的焊接方法，其特征在于：所述超声振动台（4）上钢丝（11）的振动频率为20-60KHz，振幅为60-100μm。

9.根据权利要求6所述的终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置的焊接方法，其特征在于：所述电弧燃烧的预设时间为2.0-5.0s，燃弧电流为8-20A，燃弧电压为10-20V。

10.根据权利要求6所述的终缩聚反应器中笼框网片的焊接装置的焊接方法，其特征在于：所述压力执行元件（9）驱动压板（8）面向超声振动台（4）方向施加的压力为3-5MPa，施压的预设时间为4-6s。

Images