CN113996908B - 一种电磁脉冲焊接装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种焊接装置，具体是涉及到一种电磁脉冲焊接装置，包括线圈和支撑块一，所述线圈包括依次设置的汇流区、焊接区和回流区，所述焊接区设置在汇流区的一端，经过焊接区域的电流密度大于经过汇流区的电流密度；所述支撑块一位于汇流区和回流区之间，且汇流区和回流区分别与支撑块一的两侧固定，所述支撑块一的一端设置有凹槽一，焊接区固定在所述凹槽一中；本发明线圈可直接作用于飞板上，相同电流输入情况下能量利用率更高，焊接速度更快，焊接的效率也更高，可减少因反作用力而导致的线圈损坏情况的产生，从而增加线圈的使用寿命，体积小易于集成，能够适用于结构复杂的零件的焊接，焊接可达性更高，适用范围更广。

Description

一种电磁脉冲焊接装置

技术领域

本发明属于一种焊接装置，具体是涉及到一种电磁脉冲焊接装置。

背景技术

电磁脉冲焊接属于固相焊接的一种，由于它在焊接过程中无需将待焊接材料熔化，因此它在对异种材料焊接的时候有着巨大的优势。公开号CN108500441A公布了一种用集磁器实现的电磁脉冲点焊的装置，该装置通过在线圈下方设置一个集磁器，利用线圈上的一级电流使集磁器产生二级电流，集磁器再和与之靠近的飞板上产生三级电流，利用集磁器感应出的二级电流和飞板上感应的三级电流相互作用从而完成焊接。该种结构在电流感应过程中会造成较大的能量损耗，其焊接效果一般，且需要较高的放电能量才能完成焊接。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能量利用率高、使用寿命长、焊接可达性高且适用范围更广的电磁脉冲焊接装置。

本发明的内容包括线圈和支撑块一，所述线圈包括依次设置的汇流区、焊接区和回流区，所述焊接区设置在汇流区的一端，经过焊接区域的电流密度大于经过汇流区的电流密度；所述支撑块一位于汇流区和回流区之间，且汇流区和回流区分别与支撑块一的两侧固定，所述支撑块一的一端设置有凹槽一，焊接区固定在所述凹槽一中。

更进一步地，所述汇流区与回流区相对设置，所述焊接区与汇流区之间具有夹角。

更进一步地，所述线圈还包括过渡区，所述过渡区位于焊接区和回流区之间，经过过渡区的电流密度小于经过焊接区的电流密度，并大于或等于经过回流区的电流密度。

更进一步地，所述过渡区相对于焊接区呈朝背离焊接区的工作一侧倾斜设置。

更进一步地，所述过渡区与焊接区之间的角度大于等于90°。

更进一步地，所述支撑块一上还设置有与过渡区配合的凹槽二，所述过渡区固定在所述凹槽二中。

更进一步地，还包括支撑块二，所述汇流区上设置有贯穿其两侧的开口，所述支撑块二嵌设在开口中且支撑块二固定在支撑块一上。

更进一步地，还包括支撑块三，所述支撑块三上设置有与回流区配合的凹槽三，回流区固定在所述凹槽三中。

更进一步地，还包括正极线排和负极线排，正极线排与汇流区连接，负极线排与回流区连接，且所述正极线排和负极线排位于支撑块一的同一侧。

更进一步地，还包括托架，所述托架与支撑块一固定。

本发明的有益效果是：(1)线圈可直接在飞板上产生二级电流，使线圈可直接作用于飞板上，相同电流输入情况下本发明中线圈所产生的能量利用率更高，焊接速度更快，焊接的效率也更高。(2)通过支撑块一同时对线圈整体进行支撑固定，可提高线圈整体的稳固性，对线圈起到保护的作用，减少因反作用力而导致的线圈损坏情况的产生，从而增加线圈的使用寿命。(3)汇流区、焊接区和回流区不是位于支撑块一的同一平面或同一侧上，因此能够在提高线圈的稳固性的同时，装置上用于焊接工作的区域面积及整体体积也可以做得更小，易于集成，能够适用一些待焊位置较偏、待焊区域较小的焊接作业，从而能够适用于结构复杂的零件的焊接，焊接可达性更高，适用范围更广，也便于配合机器人实现自动化生产。

附图说明

附图1为本发明的第一视角结构示意图。

附图2为本发明的第二视角结构示意图。

附图3为本发明中线圈的结构示意图。

在图中，1-线圈；11-汇流区；111-开口；12-焊接区；13-过渡区；14-回流区；2-支撑块一；21-凹槽一；22-凹槽二；3-支撑块二；4-支撑块三；41-凹槽三；5-正极线排；51-铜排一；6-负极线排；61-铜排二；7-托架；71-连接件。

具体实施方式

如附图1-3所示，本发明包括线圈1，所述线圈1包括依次设置的汇流区11、焊接区12和回流区14，所述焊接区12设置在汇流区11的一端，电流在线圈1上的流向为沿汇流区11流向焊接区12后，再沿焊接区12上流向回流区14，在本发明中，焊接区12上供电流通过的截面积要小于汇流区11上供电流通过的截面积，因此在单位时间内通过焊接区12上单位面积的电量要大于单位时间内通过汇流区11上单位面积的电量，即经过焊接区12域的电流密度大于经过汇流区11的电流密度。本发明还包括支撑块一2，所述支撑块一2位于汇流区11和回流区14之间，汇流区11固定在支撑块一2的一侧上，回流区14固定在支撑块一2的另一侧上，且所述支撑块一2的一端设置有与焊接区12配合的凹槽一21，焊接区12固定在所述凹槽一21中。在本发明中，焊接区12可以为部分或完全嵌入在凹槽一21中。而为了提高结构整体的稳固性，优选的实施方式可以为焊接区12完全嵌入在凹槽一21中，焊接区12的两侧分别与凹槽一21内壁两侧相贴，焊接区12上沿凹槽一21开口处露出的一侧即为焊接区12的用于焊接工作的一侧，该工作一侧与凹槽一21开口侧齐平。

本发明在使用时，焊接区12上供电流通过的截面积要小于汇流区11上供电流通过的截面积，使得电流在从汇流区11流动至焊接区12时电流密度会突然增加，在焊接区12处产生较大的瞬时电流(一级电流)，基于飞板与焊接区12距离较近，飞板会产生相应的感应电流(二级电流)，由于该感应电流与瞬时电流相反，此时飞板会受到一个较大的洛伦兹力而撞击到基板上面以进行焊接。综上所述，与设置集磁器的点焊装置相比，本发明在进行焊接时，线圈1可直接在飞板上产生二级电流，让线圈1可直接作用于飞板上，相同电流输入情况下本发明中线圈1所产生的能量利用率更高，焊接速度更快，焊接的效率也更高。由于飞板受到洛伦兹力时线圈1也会受到相应的反作用力，本发明通过支撑块一2同时对线圈1整体进行支撑固定，同时将焊接区12固定在凹槽一21内，凹槽一21的两内侧壁分别对焊接区12的两侧相贴以对焊接区12进行支撑及固定，提高线圈1整体的稳固性，对线圈1起到保护的作用，减少因反作用力而导致的线圈1损坏情况的产生，从而增加线圈1的使用寿命。同时，本发明将汇流区11和回流区14分别固定在支撑块一2的两侧，并使焊接区12固定在位于支撑块一2的一端设置凹槽一21内，汇流区11、焊接区12和回流区14不是位于支撑块一2的同一平面或同一侧上，因此能够在提高线圈的稳固性的同时，使装置用于焊接工作的区域面积及整体体积能够做得更小，易于集成，能够适用一些待焊位置较偏、待焊区域较小的焊接作业，从而能够适用于结构复杂的零件的焊接，焊接可达性更高，适用范围更广，也便于配合机器人实现自动化生产。

其中，汇流区11、焊接区12和回流区14的具体设置为，所述汇流区11与回流区14互为相对设置，所述焊接区12与汇流区11之间具有夹角，从而使线圈1上焊接区12部分凸出，使得通过线圈1进行工作时，装置整体用于进行焊接工作的区域面积更小，进而可以使整体体积可以更小，同时也可避免进行焊接时线圈1上其他区域部分的电流对焊接的工作产生影响，以提高焊接的效果。

所述线圈1还包括过渡区13，所述过渡区13位于焊接区12和回流区14之间，电流沿汇流区11、焊接区12、过渡区13和回流区14上依次流过，过渡区13的截面积大于焊接区12的截面积，使得经过过渡区13的电流密度小于经过焊接区12的电流密度，过渡区13的截面积可以小于等于回流区14的截面积，优选过渡区13的截面积为小于回流区14的截面积，使经过过渡区13的电流密度大于经过回流区14的电流密度，设置过渡区13在焊接区12与回流区14之间进行过渡，使电流的流通更顺利。

所述过渡区13相对于焊接区12倾斜设置，具体为朝背离焊接区12的工作一侧倾斜设置，便过渡区13与回流区14连接的同时，可避免过渡区13干扰焊接区12的工作。其中，为了避免角度过小导致焊接区12和过渡区13之间相互感应，所述过渡区13与焊接区12之间的角度大于等于90°，优选该角度为120°，在保障焊接区12和过渡区13之间不会相互感应的前提下，避免线圈1整体体积变大。进一步，优选过渡区13和回流区14之间的角度也为120°。

所述支撑块一2上还设置有与过渡区13配合的凹槽二22，所述过渡区13固定在所述凹槽二22中，通过设置凹槽二22，可对过渡区13进行支撑及固定，提高整体稳固性。在本发明中，过渡区13可以为部分或完全嵌入在凹槽二22中。而为了提高结构整体的稳固性，优选的实施方式可以为过渡区13完全嵌入在凹槽二22中，过渡区13的两侧分别与凹槽二22内壁两侧相贴，过渡区13上沿凹槽二22开口处露出的一侧与凹槽二22开口侧齐平。

本发明还包括支撑块二3，所述汇流区11上设置有贯穿其两侧的开口111，所述支撑块二3嵌设在开口111中且支撑块二3固定在支撑块一2上。在本发明中，汇流区11具体为回字形，通过在开口111内嵌设支撑块二3对汇流区11进行支撑，保障了汇流区11过流面积的前提下，提高了整体稳固性的基础上，使线圈1寿命更长。

本发明还包括支撑块三4，所述支撑块三4上设置有与回流区14配合的凹槽三41，回流区14固定在所述凹槽三41中，由于过渡区13和回流区14的的截面积不同，通过设置支撑块三4，可以便于回流区14的固定。在本发明中，优选支撑块一2、支撑块二3和支撑块三4的材质为环氧树脂，线圈1材质为铬锆铜，以保障良好导电性的同时提高线圈1的使用寿命。

本发明还包括正极线排5和负极线排6，所述正极线排5通过铜排一51与汇流区11连接，具体为，铜排一51位于支撑块一2背离焊接区12的一端，铜排一51的两端通过导电螺钉分别与汇流区11和正极线排5连接；所述负极线排6通过铜排二61与回流区14连接，具体为，铜排二62的两端通过导电螺钉分别与回流区14和负极线排6连接；所述正极线排5和负极线排6位于支撑块一2的同一侧，便于电线进行连接。

本发明还包括托架7，所述托架7位于支撑块一2上方，且托架7与支撑块一2固定连接，通过设置托架7，可便于本装置与其他装置固定，优选所述托架7上设置有连接件71，连接件71可以为螺纹锁扣。

Claims (9)

1.一种电磁脉冲焊接装置，其特征是，包括线圈(1)和支撑块一(2)，所述线圈(1)包括依次设置的汇流区(11)、焊接区(12)和回流区(14)，所述焊接区(12)设置在汇流区(11)的一端，经过焊接区(12)域的电流密度大于经过汇流区(11)的电流密度；所述支撑块一(2)位于汇流区(11)和回流区(14)之间，且汇流区(11)和回流区(14)分别与支撑块一(2)的两侧固定，所述支撑块一(2)的一端设置有凹槽一(21)，焊接区(12)固定在所述凹槽一(21)中；所述线圈(1)还包括过渡区(13)，所述过渡区(13)位于焊接区(12)和回流区(14)之间，经过过渡区(13)的电流密度小于经过焊接区(12)的电流密度，并大于经过回流区(14)的电流密度。

2.如权利要求1所述的电磁脉冲焊接装置，其特征是，所述汇流区(11)与回流区(14)相对设置，所述焊接区(12)与汇流区(11)之间具有夹角。

3.如权利要求1所述的电磁脉冲焊接装置，其特征是，所述过渡区(13)相对于焊接区(12)呈朝背离焊接区(12)的工作一侧倾斜设置。

4.如权利要求3所述的电磁脉冲焊接装置，其特征是，所述过渡区(13)与焊接区(12)之间的角度大于等于90°。

5.如权利要求3或4所述的电磁脉冲焊接装置，其特征是，所述支撑块一(2)上还设置有与过渡区(13)配合的凹槽二(22)，所述过渡区(13)固定在所述凹槽二(22)中。

6.如权利要求1所述的电磁脉冲焊接装置，其特征是，还包括支撑块二(3)，所述汇流区(11)上设置有贯穿其两侧的开口(111)，所述支撑块二(3)嵌设在开口(111)中且支撑块二(3)固定在支撑块一(2)上。

7.如权利要求6所述的电磁脉冲焊接装置，其特征是，还包括支撑块三(4)，所述支撑块三(4)上设置有与回流区(14)配合的凹槽三(41)，回流区(14)固定在所述凹槽三(41)中。

8.如权利要求1-4、6、7任一项所述的电磁脉冲焊接装置，其特征是，还包括正极线排(5)和负极线排(6)，正极线排(5)与汇流区(11)连接，负极线排(6)与回流区(14)连接，且所述正极线排(5)和负极线排(6)位于支撑块一(2)的同一侧。

9.如权利要求1-4、6、7任一项所述的电磁脉冲焊接装置，其特征是，还包括托架(7)，所述托架(7)与支撑块一(2)固定。

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