CN117102607A - 一种保护器发热丝焊接方法及其焊接设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种保护器发热丝焊接方法及其焊接设备，焊接方法包括：S1、将若干发热丝钎焊侧均预处理为圆台状，并将钎焊侧分为第一焊面和第二焊面；S2、将发热丝采用竖式夹持件固定，在第一焊面放置钎料薄片，通入惰性气体后激活感应加热部，并控制单侧竖式夹持件旋转进行摩擦焊接；S3、将发热丝采用卧式夹持件固定，激活感应加热部，通入氧气并控制双向卧式夹持件旋转，在发热丝表面形成氧化薄层；S4、向旋转中的发热丝均匀喷洒钎料粉和钎剂的混合物，对发热丝逐层上料；S5、待其冷却后得到发热焊丝；焊接设备包括设置在设备主体内部的感应加热部、工作部以及上料部；本发明提高了焊接质量、强度和耐腐蚀性，也保证了焊接部位的安全和稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及钎焊技术领域，具体涉及一种保护器发热丝焊接方法及其焊接设备。
背景技术
保护器发热丝是一种用于加热保护器的元件，通常由导电材料制成，通过焊接将其连接到相应的电路或装置中，以实现加热功能。焊接的目的是确保保护器发热丝与电路或装置之间的良好接触和稳定传导。
目前常使用感应钎焊来对发热丝进行焊接，感应钎焊是利用高频、中频或工频感应电流作为热源的焊接方法，感应钎焊是世界上最清洁环保的加热焊接方式。感应钎焊时，零件的钎焊部分被置于交变磁场中，这部分母材的加热是通过它在交变磁场中产生的感应电流的电阻热来实现的。
但在交变电磁场的作用下，零件内部的电流分布不均匀，电流集中在零件外表的薄层，越靠近零件表面，电流密度越大，频率越高，电流渗透深度越小，虽然使表层迅速加热，但加热的厚度却越薄，零件的内部只能靠表面层向内部的导热来加热，导致出现集肤效应。
且在感应焊接时钎料通常具有一定厚度，但在加热不充分时，会导致钎料仅表面熔化，而内部没有完全形成液态钎料以至于受热不均匀，会在钎料内部产生孔隙，这些孔隙会影响钎焊时的强度与密封性能。
因此，需要提供一种改善集肤效应且减少孔隙出现的保护器发热丝焊接设备及其焊接方法，以改善上述问题。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提供一种保护器发热丝焊接方法及其焊接设备。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种保护器发热丝的焊接方法，包括以下步骤：
S1、预处理：将若干发热丝钎焊侧均预处理为圆台状，并将所述钎焊侧分为第一焊面和第二焊面；机械处理至所述第一焊面表面粗糙，所述第二焊面表面光滑；
S2、首次焊接：将若干发热丝采用竖式夹持件固定，在第一焊面放置钎料薄片，通入惰性气体后激活感应加热部，并控制单侧竖式夹持件旋转进行摩擦焊接后，停止加热；
S3、表面处理：将S2中首次焊接后得到的发热丝采用卧式夹持件固定，激活感应加热部，通入氧气并控制双向卧式夹持件旋转，在发热丝表面形成氧化薄层；
S4、二次焊接：通入惰性气体，通过上料部向旋转中的发热丝均匀喷洒钎料粉和钎剂的混合物，对发热丝逐层上料进行钎焊；
S5、焊接完成：停止加热后，待其冷却后得到焊接完成的发热焊丝。
本发明一个较佳实施例中，在所述S2中，通入惰性气体后激活感应加热部的具体步骤为：
S21、通过通气部接入惰性气泵向设备内部通入惰性气体7-8s后，激活感应加热部，设置感应加热电流为300～700A，电流频率为50～100Hz，感应加热的持续时间为5～6s；
S22、保持一侧竖式夹持件静止，控制另一侧竖式夹持件旋转进行摩擦焊接，旋转速度为600～1100r/min，摩擦压力为1.2～2.5MPa，摩擦时间为0.2～0.5s，顶锻压力为55～67MPa。
本发明一个较佳实施例中，在所述S2中，在第一焊面放置钎料薄片时，所述钎料薄片的厚度不大于1mm；所述钎料薄片为镍基合金，包括ENiCrMo-3、ERNiCrMo-11、ERCuNi、ERNiCrMo-4中的至少一种。
本发明一个较佳实施例中，所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气中的一种或多种。
本发明一个较佳实施例中，在所述S3中，通入氧气并控制双向卧式夹持件旋转具体包括以下步骤：
S31、由通气部接入氧气泵向设备内部通入氧气，通入的氧气浓度为14～20ppm；
S32、控制两侧竖式夹持件带动发热丝同向旋转，旋转速度为65-130r/min。
本发明一个较佳实施例中，在所述S3中，通入的氧气浓度为5.3%～7.5%。
本发明一个较佳实施例中，在所述S4中，钎料粉和钎剂的混合物的制备步骤具体为：
S41、选取二次焊接时使用的钎料为银铜合金，为Ag99.95、AgCu3、AgCu5、AgCu7.5、AgCu10、AgCu15、AgCu20、AgCu28、AgCu50中的至少一种；
S42、选取二次焊接时使用的钎剂，为NaF、NH4Cl和KF中的一种；
S43、将钎料粉加入钎剂中，钎料粉与钎剂的质量比为45～55:15～25；将其磨成粒径为55-90μm的钎料钎剂混合粉末。
本发明一个较佳实施例中，在所述S1中，发热丝的材质为铁铬铝合金1450和镍铬合金1380中的一种；且发热丝的直径不小于3mm，扁带厚度不小于2mm。
本发明一个较佳实施例中，在所述S1中，感应加热部之间的最小间距D不小于发热丝直径。
本发明还提供一种保护器发热丝焊接设备，包括：设备主体，以及设置在所述设备主体内部的感应加热部、工作部以及上料部；
所述设备主体包括：焊接室，设置在所述焊接室上的操作门，设置在所述操作门上的观察窗，以及设置在所述设备主体底部的若干万向轮；
所述感应加热部包括：相对设置的第一导电部与第二导电部，以及与所述第一导电部和所述第二导电部电连接的若干高频设备；所述第一导电部与所述第二导电部均为导电回路；
所述工作部包括：设置在所述设备主体内部的竖式夹持件和卧式夹持件，设置在所述竖式夹持件和所述卧式夹持件上的旋转件和伸缩件，以及设置在所述设备主体内部的通气部件；所述通气部件与外界设置的惰性气泵和氧气泵连接；
所述上料部包括：设置在所述竖式夹持件两侧的若干上料管道，以及设置在所述上料管道一侧的上料喷孔。
本发明一个较佳实施例中，所述竖式夹持件包括分设在所述设备主体顶部内壁与底部内壁的第一夹持件与第二夹持件；所述卧式夹持件包括分设在所述设备主体内壁两侧的第三夹持件与第四夹持件。
本发明一个较佳实施例中，所述上料喷孔直径为0.3～0.5mm。
本发明解决了背景技术中存在的缺陷，本发明具备以下有益效果：
（1）本发明提供了一种保护器发热丝焊接方法及其焊接设备，这种保护器发热丝的焊接方法结合焊接设备通过预处理、摩擦焊接、表面处理、感应焊接和逐层上料等步骤，能够提高焊接质量、强度和耐腐蚀性，同时也能够保证焊接部位的安全和稳定性。
（2）本发明通过将发热丝的焊接侧进行预处理，包括形状调整和表面处理；通过将焊接侧预处理为圆台状，可以增加焊接面积，提高焊接强度；同时，通过使第一焊面表面粗糙，可以增加与钎料的接触面积，提高钎焊效果；使第二焊面表面光滑，可以减小钎料留存在第二焊面的面积，避免影响二次焊接。
（3）本发明通过首次焊接时在第一焊面放置钎料薄片，通过控制薄片厚度可以精确保证首次焊接时钎料量；并通过感应加热部激活发热丝进行摩擦焊接，结合了多种焊接方法，且仅控制单向竖式夹持件旋转进行摩擦焊，这种竖式夹持旋转的摩擦焊接方法可以实现高效、均匀的焊接，提高焊接速度和质量。
（4）本发明通过在二次焊接前通入氧气并感应加热，氧气与发热丝反应在表面形成氧化薄层，将第二焊面处理为粗糙焊面，发热丝表面粗糙的沟槽起到了特殊的毛细作用，可以提高钎料在发热丝上的润湿与铺展；接着在第二焊面喷洒钎料粉和钎剂的混合物，增大了钎料粉和钎剂与第二焊面的接触面积，延长了钎料粉和钎剂留存在第二焊面上的时间。
（5）且通过二次焊接时在第二焊面喷洒钎料粉和钎剂的混合物，可以在增大留存面积的同时去除生成的氧化薄层，避免氧化薄层对焊接强度产生不良影响；且通过控制旋转速度对发热丝进行逐层上料，这种逐层上料的方法可以确保钎料和钎剂均匀覆盖在发热丝表面，防止出现现有技术中因中心难以充分熔化会在钎料内部产生孔隙的问题，提高了焊接质量和强度。
（6）本发明在首次焊接后停止加热，可以防止发热丝过热，减少热应力和变形的发生。二次焊接后也需要待其冷却，可以确保焊接部位的温度降低到安全范围，进一步减少热应力和变形的发生。
（7）本发明分为首次焊接和二次焊接，首次焊接通过单向摩擦焊接将钎料薄片固定在第一焊面上，确保钎料与发热丝的接触面积充分，提高钎焊效果；并选取与首次焊接使用钎料相比熔点较低的钎料制成粉状进行二次焊接，提高了钎料与焊面的接触面积的同时，不会对首次焊接接头处造成影响，进一步提高钎焊效果。
（8）本发明通过同时控制感应钎焊的温度与速度，可以实现逐层上料的过程，逐渐建立焊接堆叠，确保每一层都有足够的钎料和钎剂；且可以确保钎料和钎剂均匀覆盖在发热丝表面，可以提高焊接质量和强度，避免出现局部焊接不良或薄弱区域；同时可以更加精确地控制钎料和钎剂的使用量，节约材料成本，并提高焊接效率。
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中记载的一些实施例，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是本发明发热丝焊接方法的实施例一的流程图；
图2是本发明发热丝焊接装置的实施例四的整体立体结构图；
图3是本发明发热丝焊接装置的实施例四的整体剖面结构示意图；
图4是本发明发热丝焊接装置的实施例四中工作部的剖面立体结构图；
图5是本发明发热丝焊接装置的实施例四中感应加热部的剖面结构示意图；
图6是本发明发热丝焊接装置的实施例四中竖式夹持件和卧式夹持件的剖面立体结构图；
图7是本发明发热丝焊接装置的实施例四中上料部的剖面立体结构图；
图中：1、设备主体；11、焊接室；12、操作门；13、观察窗；14、万向轮；2、感应加热部；21、第一导电部；22、第二导电部；23、若干高频设备；3、工作部；31、竖式夹持件；311、第一夹持件；312、第二夹持件；32、卧式夹持件；321、第三夹持件；322、第四夹持件；33、旋转件；34、伸缩件；35、通气部件；4、上料部；41、上料管道；42、上料喷孔。
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。
实施例一
本实施例使用本发明如图1所示的焊接方法焊接直径为3mm，扁带厚度为2mm的发热丝；具体步骤如下：
S1、预处理：
（1）选取镍铬合金材质的发热丝，发热丝的直径为3mm，扁带厚度为2mm；
（2）使用砂轮对发热丝表面进行研磨，将若干发热丝钎焊侧预处理为圆台状，并将钎焊侧分为第一焊面和第二焊面；
（3）第一焊面表面粗糙，使用抛光盘将第二焊面抛光至表面光滑。
对发热丝的焊接侧进行形状调整和表面处理，将焊接侧预处理为圆台状，增加了焊接面积，提高了焊接强度；且通过使第一焊面表面粗糙，可以增加与钎料的接触面积，提高钎焊效果；使第二焊面表面光滑，可以减小钎料留存在第二焊面的面积，避免影响二次焊接；并且设置发热丝的为3mm，扁带厚度为2mm同时也保证了发热丝的使用寿命。
S2、首次焊接：
（1）将两根发热丝采用竖式夹持件固定，在第二夹持件加持的发热丝的第一焊面放置0.5mm的钎料薄片，钎料薄片为ENiCrMo-3，调整感应加热部之间的最小间距D为3.5mm；
（2）通入氮气7s后激活感应加热部，设置感应加热电流为450A，电流频率为65Hz，感应加热的持续时间为6s；
（3）保持一侧竖式夹持件静止，控制另一侧竖式夹持件旋转进行摩擦焊接，旋转速度为750r/min，摩擦压力为2MPa，摩擦时间为0.3s，顶锻压力为63MPa；
（4）控制单侧竖式夹持件旋转进行摩擦焊接后，停止加热。
通过首次焊接时在第一焊面放置钎料薄片，通过控制薄片厚度为0.5mm可以精确保证首次焊接时钎料量；在通入氮气7s后再激活感应加热部，可以对感应加热部进行保护；
并通过感应加热部激活发热丝进行摩擦焊接，结合了多种焊接方法，且仅控制单向竖式夹持件旋转进行摩擦焊，控制旋转速度为750r/min，摩擦焊接时的摩擦压力为2MPa，摩擦时间为0.3，顶锻压力为63MPa，对发热丝在加热时快速进行摩擦；这种竖式夹持旋转的摩擦焊接方法可以实现高效、均匀的焊接，提高焊接速度和质量；
在首次焊接后停止加热，防止发热丝过热，减少热应力和变形的发生。
S3、表面处理：
（1）将S2中首次焊接后得到的发热丝采用卧式夹持件固定，激活感应加热部5s，由通气部接入氧气泵向设备内部通入氧气，通入的氧气浓度为14ppm；
（2）控制两侧竖式夹持件带动发热丝同向旋转，旋转速度为65r/min；
（3）双向卧式夹持件旋转停止后，在发热丝表面形成氧化薄层。
在二次焊接前通入氧气浓度为14ppm并感应加热，设置旋转速度为65r/min，且为双向共同旋转，氧气与发热丝反应在表面形成氧化薄层，通过控制氧气浓度为14ppm可以在形成氧化薄层后将通入的氧气消耗完成，避免在接下来的操作中氧气残留产生影响；
同时形成氧化薄层可以将第二焊面处理为粗糙焊面，发热丝表面粗糙的沟槽起到了特殊的毛细作用，可以提高钎料在发热丝上的润湿与铺展。为接下来在第二焊面喷洒钎料粉和钎剂的混合物提供了附着基础，增大了钎料粉和钎剂与第二焊面的接触面积，延长了钎料粉和钎剂留存在第二焊面上的时间。
S4、二次焊接：
（1）选取二次焊接时使用的钎料为银铜合金，为AgCu3与AgCu5的混合物，其中AgCu5的掺杂浓度为2.8wt%；
（2）选取二次焊接时使用的钎剂为NaF；
（3）将钎料粉加入钎剂中，钎料粉与钎剂的质量比为45:15；将其磨成粒径为55μm的钎料钎剂混合粉末；
（4）通入氮气7s后，激活感应加热部，设置感应加热电流为550A，电流频率为50Hz，感应加热的持续时间为5s；通过上料部向旋转中的发热丝均匀喷洒钎料粉和钎剂的混合物，保持旋转速度为65r/min对发热丝逐层上料进行钎焊。
二次焊接时在第二焊面喷洒钎料粉AgCu3与AgCu5和钎剂NaF的混合物，并将其磨成粒径为55μm的钎料钎剂混合粉末，使得粉末可附着在氧化薄层上；可以在增大钎料钎剂混合粉末留存面积的同时去除S3中生成的氧化薄层，避免氧化薄层对焊接强度产生不良影响；
且通过控制旋转速度为65r/min对发热丝进行逐层上料，保证逐层上料时的层间均匀性；这种逐层上料的方法可以确保钎料和钎剂均匀覆盖在发热丝表面，防止出现现有技术中因中心难以充分熔化会在钎料内部产生孔隙的问题，提高了焊接质量和强度。
S5、焊接完成：停止加热后，待其冷却后得到焊接完成的发热焊丝。
二次焊接后待其冷却，确保焊接部位的温度降低到安全范围，进一步减少热应力和变形的发生。
实施例二
本实施例使用本发明如图1所示的焊接方法焊接直径为4mm，扁带厚度为3.2mm的发热丝；具体步骤如下：
S1、预处理：
（4）选取镍铬合金材质的发热丝，发热丝的直径为4mm，扁带厚度为3.2mm；
（5）使用砂轮对发热丝表面进行研磨，将若干发热丝钎焊侧预处理为圆台状，并将钎焊侧分为第一焊面和第二焊面；
（6）第一焊面表面粗糙，使用抛光盘将第二焊面抛光至表面光滑。
S2、首次焊接：
（5）将两根发热丝采用竖式夹持件固定，在第二夹持件加持的发热丝的第一焊面放置0.8mm的钎料薄片，钎料薄片为ERNiCrMo-11，调整感应加热部之间的最小间距D为4.5mm；
（6）通入氮气8s后激活感应加热部，设置感应加热电流为520A，电流频率为72Hz，感应加热的持续时间为6s；
（7）保持一侧竖式夹持件静止，控制另一侧竖式夹持件旋转进行摩擦焊接，旋转速度为810r/min，摩擦压力为2.3MPa，摩擦时间为0.4s，顶锻压力为65MPa；
（8）控制单侧竖式夹持件旋转进行摩擦焊接后，停止加热。
S3、表面处理：
（4）将S2中首次焊接后得到的发热丝采用卧式夹持件固定，激活感应加热部5s，由通气部接入氧气泵向设备内部通入氧气，通入的氧气浓度为16ppm；
（5）控制两侧竖式夹持件带动发热丝同向旋转，旋转速度为79r/min；
（6）双向卧式夹持件旋转停止后，在发热丝表面形成氧化薄层。
S4、二次焊接：
（5）选取二次焊接时使用的钎料为银铜合金，为AgCu10与AgCu15的混合物，其中AgCu15的掺杂浓度为2.5wt%；
（6）选取二次焊接时使用的钎剂为NaF；
（7）将钎料粉加入钎剂中，钎料粉与钎剂的质量比为49:17；将其磨成粒径为60μm的钎料钎剂混合粉末；
（8）通入氮气7s后，激活感应加热部，设置感应加热电流为600A，电流频率为55Hz，感应加热的持续时间为5s；通过上料部向旋转中的发热丝均匀喷洒钎料粉和钎剂的混合物，保持旋转速度为70r/min对发热丝逐层上料进行钎焊。
S5、焊接完成：停止加热后，待其冷却后得到焊接完成的发热焊丝。
实施例三
本实施例使用本发明如图1所示的焊接方法焊接直径为5mm，扁带厚度为4mm的发热丝；具体步骤如下：
S1、预处理：
（7）选取镍铬合金材质的发热丝，发热丝的直径为5mm，扁带厚度为4mm；
（8）使用砂轮对发热丝表面进行研磨，将若干发热丝钎焊侧预处理为圆台状，并将钎焊侧分为第一焊面和第二焊面；
（9）第一焊面表面粗糙，使用抛光盘将第二焊面抛光至表面光滑。
S2、首次焊接：
（9）将两根发热丝采用竖式夹持件固定，在第二夹持件加持的发热丝的第一焊面放置1.2mm的钎料薄片，钎料薄片为ERNiCrMo-4，调整感应加热部之间的最小间距D为5.3mm；
（10）通入氮气8s后激活感应加热部，设置感应加热电流为530A，电流频率为82Hz，感应加热的持续时间为6s；
（11）保持一侧竖式夹持件静止，控制另一侧竖式夹持件旋转进行摩擦焊接，旋转速度为859r/min，摩擦压力为3.1MPa，摩擦时间为0.8s，顶锻压力为70MPa；
（12）控制单侧竖式夹持件旋转进行摩擦焊接后，停止加热。
S3、表面处理：
（7）将S2中首次焊接后得到的发热丝采用卧式夹持件固定，激活感应加热部6s，由通气部接入氧气泵向设备内部通入氧气，通入的氧气浓度为18ppm；
（8）控制两侧竖式夹持件带动发热丝同向旋转，旋转速度为91r/min；
（9）双向卧式夹持件旋转停止后，在发热丝表面形成氧化薄层。
S4、二次焊接：
（9）选取二次焊接时使用的钎料为银铜合金，为AgCu20与AgCu28的混合物，其中AgCu28的掺杂浓度为2.1wt%；
（10）选取二次焊接时使用的钎剂为NaF；
（11）将钎料粉加入钎剂中，钎料粉与钎剂的质量比为51:21；将其磨成粒径为65μm的钎料钎剂混合粉末；
（12）通入氮气8s后，激活感应加热部，设置感应加热电流为700A，电流频率为60Hz，感应加热的持续时间为6s；通过上料部向旋转中的发热丝均匀喷洒钎料粉和钎剂的混合物，保持旋转速度为75r/min对发热丝逐层上料进行钎焊。
S5、焊接完成：停止加热后，待其冷却后得到焊接完成的发热焊丝。
实施例四
本实施例提供了一种保护器发热丝焊接设备如图2所示，具体包括：设备主体，以及设置在设备主体内部的感应加热部、工作部以及上料部；
设备主体包括：焊接室，设置在焊接室上的操作门，设置在操作门上的观察窗，以及设置在设备主体底部的若干万向轮；图3示出了本实施例的整体剖面结构示意图；
如图4所示工作部包括：设置在设备主体内部的竖式夹持件和卧式夹持件，设置在竖式夹持件和卧式夹持件上的旋转件和伸缩件，以及设置在设备主体内部的通气部件；通气部件与外界设置的惰性气泵和氧气泵连接；
感应加热部包括：相对设置的第一导电部与第二导电部，以及与第一导电部和第二导电部电连接的若干高频设备；第一导电部与第二导电部均为导电回路；具体设置方式如图5所示；
竖式夹持件包括分设在设备主体顶部内壁与底部内壁的第一夹持件与第二夹持件；卧式夹持件包括分设在设备主体内壁两侧的第三夹持件与第四夹持件，竖式夹持件和卧式夹持件的布局位置如图6所示；
上料部包括：设置在竖式夹持件两侧的若干上料管道，以及设置在上料管道一侧的上料喷孔，如图7所示；其中，上料喷孔直径为0.3～0.5mm。
对照例一
但在交变电磁场的作用下，零件内部的电流分布不均匀，电流集中在零件外表的薄层，越靠近零件表面，电流密度越大，频率越高，电流渗透深度越小，虽然使表层迅速加热，但加热的厚度却越薄，零件的内部只能靠表面层向内部的导热来加热，导致出现集肤效应。
且在感应焊接时钎料通常具有一定厚度，但在加热不充分时，会导致钎料仅表面熔化，而内部没有完全形成液态钎料以至于受热不均匀，会在钎料内部产生孔隙，这些孔隙会影响钎焊时的强度与密封性能。
为了考察本申请的发热丝焊接方法与传统感应钎焊的对比效果，选用实施例一来进行对比，对照例一所使用的发热丝与实施例一完全相同，区别在于对比例一仅使用感应钎焊来焊接电热丝，具体步骤如下：
S1、将两根发热丝固定，在两发热丝的相对面涂覆AgCu3与AgCu5的混合物，其中AgCu5的掺杂浓度为2.8wt%；
S2、通入氮气7s后，设置感应加热电流为550A，电流频率为50Hz，感应加热的持续时间为5s，对发热丝进行钎焊。
S3、停止加热后，待其冷却后得到焊接完成的发热焊丝。
对照例二
为了考察本申请的发热丝焊接方法与传统摩擦钎焊的对比效果，选用实施例一来进行对比，对照例二所使用的发热丝与实施例一完全相同，区别在于对比例二仅使用摩擦焊接来焊接电热丝，具体步骤如下：
S1、将两根发热丝固定，在两发热丝的相对面涂覆放置ENiCrMo-3的钎料；
S2、设置旋转速度为750r/min，摩擦压力为2MPa，摩擦时间为0.3s，顶锻压力为63MPa，进行摩擦焊接；
S3、得到焊接好的发热丝。
试验例一
对实施例一至实施例三以及对照例一和对照例二使用万能试验机进行机械性能测试，并进行抗腐蚀实验和使用寿命时长测试，测试结果见下表：
表1机械性能、耐腐蚀性能与使用寿命实验结果
通过上述试验数据可知，本发明通过结合摩擦焊接与感应焊接，达到提高钎焊强度的效果，且随着发热丝的直径和扁带厚度的增大，抗拉强度与断裂伸长率也随之增大；且通过两次焊接，抗腐蚀效果也随之提高，硬度也同步增强，进一步增加了使用寿命；相比对照例一仅使用感应钎焊和对照例二仅使用摩擦焊接，本发明显著提高了发热丝的机械性能和耐腐蚀性能。
以上依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定技术性范围。
Claims (10)
1.一种保护器发热丝焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、预处理：将若干发热丝钎焊侧均预处理为圆台状，并将所述钎焊侧分为第一焊面和第二焊面；机械处理至所述第一焊面表面粗糙，所述第二焊面表面光滑；
S2、首次焊接：将若干发热丝采用竖式夹持件固定，在第一焊面放置钎料薄片，通入惰性气体后激活感应加热部，并控制单侧竖式夹持件旋转进行摩擦焊接后，停止加热；
S3、表面处理：将S2中首次焊接后得到的发热丝采用卧式夹持件固定，激活感应加热部，通入氧气并控制双向卧式夹持件旋转，在发热丝表面形成氧化薄层；
S4、二次焊接：通入惰性气体，通过上料部向旋转中的发热丝均匀喷洒钎料粉和钎剂的混合物，对发热丝逐层上料进行钎焊；
S5、焊接完成：停止加热后，待其冷却后得到焊接完成的发热焊丝。
2.根据权利要求1所述的一种保护器发热丝焊接方法，其特征在于：在所述S2中，通入惰性气体后激活感应加热部的具体步骤为：
S21、通过通气部接入惰性气泵向设备内部通入惰性气体7-8s后，激活感应加热部，设置感应加热电流为300～700A，电流频率为50～100Hz，感应加热的持续时间为5～6s；
S22、保持一侧竖式夹持件静止，控制另一侧竖式夹持件旋转进行摩擦焊接，旋转速度为600～1100r/min，摩擦压力为1.2～2.5MPa，摩擦时间为0.2～0.5s，顶锻压力为55～67MPa。
3.根据权利要求1所述的一种保护器发热丝焊接方法，其特征在于：在所述S2中，在第一焊面放置钎料薄片时，所述钎料薄片的厚度不大于1mm；所述钎料薄片为镍基合金，包括ENiCrMo-3、ERNiCrMo-11、ERCuNi、ERNiCrMo-4中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的一种保护器发热丝焊接方法，其特征在于：所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气和氡气中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的一种保护器发热丝焊接方法，其特征在于：在所述S3中，通入氧气并控制双向卧式夹持件旋转具体包括以下步骤：
S31、由通气部接入氧气泵向设备内部通入氧气；
S32、控制两侧竖式夹持件带动发热丝同向旋转，旋转速度为65-130r/min。
6.根据权利要求1所述的一种保护器发热丝焊接方法，其特征在于：在所述S3中，通入的氧气浓度为14～20ppm。
7.根据权利要求1所述的一种保护器发热丝焊接方法，其特征在于：在所述S4中，钎料粉和钎剂的混合物的制备步骤具体为：
S41、选取二次焊接时使用的钎料为银铜合金，为Ag99.95、AgCu3、AgCu5、AgCu7.5、AgCu10、AgCu15、AgCu20、AgCu28、AgCu50中的至少一种；
S42、选取二次焊接时使用的钎剂，为NaF、NH4Cl和KF中的一种；
S43、将钎料粉加入钎剂中，钎料粉与钎剂的质量比为45～55:15～25；将其磨成粒径为55-90μm的钎料钎剂混合粉末。
8.一种保护器发热丝焊接设备，包括：设备主体，以及设置在所述设备主体内部的感应加热部、工作部以及上料部，其特征在于，
所述设备主体包括：焊接室，设置在所述焊接室上的操作门，设置在所述操作门上的观察窗，以及设置在所述设备主体底部的若干万向轮；
所述感应加热部包括：相对设置的第一导电部与第二导电部，以及与所述第一导电部和所述第二导电部电连接的若干高频设备；所述第一导电部与所述第二导电部均为导电回路；
所述工作部包括：设置在所述设备主体内部的竖式夹持件和卧式夹持件，设置在所述竖式夹持件和所述卧式夹持件上的旋转件和伸缩件，以及设置在所述设备主体内部的通气部件；所述通气部件与外界设置的惰性气泵和氧气泵连接；
所述上料部包括：设置在所述竖式夹持件两侧的若干上料管道，以及设置在所述上料管道一侧的上料喷孔。
9.根据权利要求8所述的一种保护器发热丝焊接设备，其特征在于：所述竖式夹持件包括分设在所述设备主体顶部内壁与底部内壁的第一夹持件与第二夹持件；所述卧式夹持件包括分设在所述设备主体内壁两侧的第三夹持件与第四夹持件。
10.根据权利要求8所述的一种保护器发热丝焊接设备，其特征在于：所述上料喷孔直径为0.3～0.5mm。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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