CN120533247A - 一种自适应压焊装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自适应压焊装置，涉及焊接设备领域。压焊装置用于将板状的待焊工件压焊于壳体内部的底板上；壳体的上部设置有敞口；压焊装置包括：固定框，设置有连接部；连接部用于与壳体的上部连接，连接后与壳体之间形成压焊空间；压板，活动设置在固定框内，并与穿过固定框的压杆一端连接；活动压头，滑动穿设在固定框远离压杆的一端，包括多个密集排列的滑动件；多个滑动件之间滑动连接，并可沿压力方向往复移动；变形体，设置在压板与活动压头之间，用于将压力传递至活动压头，并能在任一滑动件的反作用力下发生形变。本申请能够根据不同待焊工件自适应调整压头的形状，以贴合不同受力面，适用于不同的待焊工件。

Description

一种自适应压焊装置

技术领域

本发明涉及焊接设备领域，具体而言，涉及一种自适应压焊装置。

背景技术

在汽车制造、电子元器件封装及航空航天等依赖压焊技术的领域，传统压焊装置通常采用特定的压头对待焊工件进行压焊封装。其关键痛点在于：

面对待焊工件受压面的不规则性，如带有位置、高度各异的凸起元件的电器件，固定压头难以有效贴合不同的工件，易导致焊接不良。为应对不同工件而频繁更换压头的过程既繁琐又耗时，严重制约生产效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自适应压焊装置，其能够根据不同待焊工件自适应调整压头的形状，以贴合不同受力面，适用于不同的待焊工件。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种自适应压焊装置，用于将板状的待焊工件压焊于壳体内部的底板上；所述壳体的上部设置有敞口；所述压焊装置包括：

固定框，设置有连接部；所述连接部用于与所述壳体的上部连接，连接后与所述壳体之间形成压焊空间；

压板，活动设置在所述固定框内，并与穿过所述固定框的压杆一端连接；

活动压头，滑动穿设在所述固定框远离所述压杆的一端，包括多个密集排列的滑动件；多个所述滑动件之间滑动连接，并可沿压力方向往复移动；

变形体，设置在所述压板与所述活动压头之间，用于将压力传递至所述活动压头，并能在任一所述滑动件的反作用力下发生形变。

进一步地，在本发明中，所述滑动件呈板状结构，多个所述滑动件贴合排列。

进一步地，在本发明中，所述滑动件沿排列方向的两侧分别开设有凹槽；相邻所述滑动件的凹槽相对设置并围合成腔体，所述腔体内设置有弹性结构。

进一步地，在本发明中，所述弹性结构包括多段沿压力方向排列的第二弹簧，相邻所述第二弹簧之间设置有第一滚珠；所述第一滚珠与所述腔体内壁滚动接触。

进一步地，在本发明中，所述活动压头的外侧通过第二滚珠与所述固定框的内壁滚动连接。

进一步地，在本发明中，所述压杆外壁设置有外螺纹，并与所述固定框螺纹连接。

进一步地，在本发明中，所述压杆外部套设有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与所述压板和所述固定框内部连接。

进一步地，在本发明中，所述变形体包括球囊，所述球囊设置在所述压板与所述活动压头之间的空间内，所述球囊内部填充有流体介质。

进一步地，在本发明中，所述球囊为耐高温弹性材质。

进一步地，在本发明中，所述变形体包括若干个颗粒体，所述若干个颗粒体填充于所述压板与所述活动压头之间的空间内。

本发明至少具有如下优点或有益效果：

本发明通过设置固定框、压板、活动压头以及变形体，固定框用以与壳体连接，形成压焊空间，同时对压板、活动压头以及变形体提供支撑力；压板活动设置在固定框内，并与穿过固定框的压杆一端连接，通过驱动压杆带动压板在固定框内上下移动、对变形体以及活动压头施加一定压力；活动压头滑动穿设在固定框下端，使其一端位于压焊空间内，另一端能够直接与待焊工件接触，对待焊工件施加压力；通过将活动压头设置为多个并列设置的滑动件，多个所述滑动件之间滑动连接，并可沿压力方向往复移动，即活动压头由多个可上下错位活动的滑动件构成；且通过在活动压头与压板之间设置变形体，使得当压板向下移动时，可通过变形体将压力传递至活动压头，从而将压力传递至待焊工件，同时由于待焊工件的不规则表面，其凸出的器件可将对应位置的滑动件向上顶起，对应滑动件上移挤压变形体，使得变形体对应位置受到挤压发生形变，如此使得活动压头可根据不规则受力面自适应变化为对应形状的接触面。本申请能够根据不同待焊工件自适应调整压头的形状，以贴合不同受力面，适用于不同的待焊工件，且结构简单易于制作、能节省更换压头成本，提高焊接效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为申请实施例1提供的自适应压焊装置的结构示意图；

图2为申请实施例1提供的自适应压焊装置压焊初始状态的示意图；

图3为申请实施例1提供的自适应压焊装置压焊时的示意图；

图4为申请实施例2提供的自适应压焊装置的结构示意图；

图5为申请实施例2提供的自适应压焊装置压焊初始状态的示意图；

图6为申请实施例2提供的自适应压焊装置压焊时的示意图。

附图标记：1-壳体，11-压焊空间，2-待焊工件，3-固定框，31-连接部，4-压板，5-压杆，51-第一弹簧，6-活动压头，61-滑动件，611-凹槽，62-第二弹簧，63-第一滚珠，64-第二滚珠，7-变形体，8-锡膏。

具体实施方式

实施例1

请参照图1-图3，所示为本发明实施例中自适应压焊装置的结构示意图；

本实施例提供一种自适应压焊装置，用于将板状的待焊工件2压焊于壳体1内部的底板上，壳体1的上部设置有敞口，用于该压焊装置的安装固定以及对待焊工件2进行压焊。上述自适应压焊装置包括固定框3、压板4、活动压头6以及变形体7，固定框3用于对压板4、活动压头6以及变形体7进行支撑固定，且其设置有与壳体1上部连接的连接部31，连接后与壳体1之间形成压焊空间11，供活动压头6下移施压。压板4活动设置在固定框3内，并与穿过固定框3的压杆5一端连接，通过驱动压杆5，可带动压板4在固定框3内上下移动，对下方的活动压头6以及变形体7施压。活动压头6滑动穿设在固定框3远离压杆5的一端，即位于压焊空间11内，并靠近待焊工件2，可直接接触待焊工件2对其进行施压。活动压头6包括多个密集排列的滑动件61，且多个滑动件61之间滑动连接，并可沿压力方向往复移动，即活动压头6由多个可上下错位移动的滑动件61构成；且压板4与活动压头6之间设置有变形体7，当驱动压板4下移时，压板4可通过变形体7将力传递至活动压头6，当活动压头6下移与待焊工件2的不规则受力面接触时，其凸出的电器元件能够挤压对应位置的滑动件61，将其向上顶起，滑动件61上移挤压变形体7，使得变形体7对应位置发生形变抵消对应的反作用力。

可以理解地，尽管待焊工件2上凸起的电器元件数量、位置以及高度不同，但多个滑动件61受到反作用力上下错位移动后能够自适应贴合各个电器元件，将压力传递至待焊工件2的不规则受力面，使得各个电器元件以及电器元件的空隙内均能受到压力，以平衡压力分布，从而保护电器元件不受损伤，且无需针对不同的待焊工件2定制专用的压焊头，也无需频繁更换压头，能够节省成本，提高效率。

作为一种示例，如图1，上述固定框3呈半包围结构，其内具有用于容纳压板4、变形体7以及活动压头6的空间，压杆5穿设在其顶部，其底部开口，固定框3与壳体1之间形成压焊空间11，供活动压头6移动。固定框3的边缘设置有连接部31，固定框3通过连接部31可拆卸连接于壳体1的上部；本实施例中，连接部31采用了螺栓孔，壳体1的侧板的上端面上设置有螺纹孔，固定框3和壳体1通过螺钉连接。

在本实施例中，如图2-图3，待焊工件2焊接在壳体1内底部，焊接前，其内底部铺设一层锡膏8，然后将待焊工件2置于锡膏8上，压焊时在高温下，锡膏8熔化，且在压力作用下，待焊工件2能够紧密焊接在壳体1内。

作为一种示例，上述压杆5外壁设置有外螺纹，并与固定框3螺纹连接。压杆5的外端设置有手柄，通过旋转手柄驱动压杆5下移，从而带动压板4在固定框3内下移。可以理解地，上述压板4的外侧与固定框3内壁滑动接触，具体地，可设置滑块、滚珠等结构，对其进行导向以及提高其上下移动时的稳定性。

为了进一步提高压板4移动时的稳定性，在压板4和固定框3之间设置第一弹簧51，并套设在压杆5外部。通过设置第一弹簧51，既不影响压板4的上下移动，又能够消除压杆5与固定框3螺纹连接的加工误差，避免螺纹间隙导致压杆5晃动从而使得压板4产生晃动，进而导致对待焊工件2施压不稳。

作为一种示例，上述滑动件61呈板状结构，多个滑动件61贴合排列，以避免滑动件61上方的变形体7从多个滑动件61之间的间隙掉落，且多个滑动件61的下端为平面，与受力面形成面接触，避免损坏电器元件。

作为一种示例，上述滑动件61沿排列方向的两侧分别开设有凹槽611；相邻滑动件61的凹槽611相对设置并围合成腔体，腔体内设置有弹性结构。通过在两个滑动件61之间设置弹性结构，可使得任一滑动件61在受力上移，并在压力撤销后，能够恢复至原位，与其余滑动件61保持齐平，进而可用于另一不同的待焊工件2。

在本实施例中，上述弹性结构包括多段沿压力方向排列的第二弹簧62，相邻第二弹簧62之间设置有第一滚珠63；第一滚珠63与腔体内壁滚动接触。通过在相邻滑动件61之间设置滚珠，二者之间形成滚动摩擦，能够减少滑动摩擦的阻力，进而减少对压力的影响。

作为一种示例，上述活动压头6的外侧通过第二滚珠64与固定框3的内壁滚动连接。具体地，在滑动件61靠近端部以及其中部开设有凹槽611的位置分别通过第二滚珠64与固定框3内壁滚动连接。通过设置滚珠实现活动压头6与固定框3之间的滚动连接，以增加其上下移动时的稳定性，同时减少滑动摩擦的阻力。

作为一种示例，上述变形体7包括球囊，球囊设置在压板4与活动压头6之间的空间内，球囊内部填充有流体介质。球囊与流体介质形成可弹性形变的变形体7，在受到滑动件61挤压时，通过发生形变抵消滑动件61的作用力，同时可将压板4的力传递至滑动件61，对待焊工件2进行持续施压。

上述流体介质可以是气体和/或液体，优选地，可采用耐高温且传热系数低的液体，如硅油，长期耐250℃，抗氧化性好；全氟聚醚油，导热系数0.06–0.09 W/m·K，长期耐250℃–300℃，惰性较强等。

同样，可以理解地，上述球囊的材质为耐高温弹性材质，避免在压焊温度下发生损坏导致流体介质泄漏。如可采用氟橡胶，其长期使用温度可达 200°C 至 230°C；全氟醚橡胶，其长期使用温度可达280°C 至 300°C；另外，还可以采用苯基硅橡胶，其长期使用温度可达200°C-230°C，其上述材料的弹性性能优异。

实施例2

请参照图4-图6，所示为本实施例中自适应压焊装置的结构示意图；本实施例提供的压焊装置与实施例1中的压焊装置大致相同，区别在于：

本实施例的变形体7包括若干个颗粒体，若干个颗粒体填充于压板4与活动压头6之间的空间内，在受到滑动件61的挤压时，若干颗粒体之间发生颗粒流，相互之间发生流动，从而适应滑动件61的挤压变形。其中，颗粒流(Paricle fow)指颗粒之间的运动关系，包含相互粘结的颗粒之间的静止状态，及其受外力作用下的剪切破坏，其被广泛用于模拟离散介质的物理力学特性。

在本实施例中，上述颗粒体采用钢珠，具有耐高温和高耐磨性，能够在压焊温度下保持稳定，且表面光滑摩擦系数低，减少运动阻力。且高压下几乎不可压缩，体积稳定性极佳，不易发生永久变形。

本申请实施例提供的自适应压焊装置的工作原理如下：

在壳体1内底部铺设一层锡膏8，将待焊工件2置于锡膏8上，再将固定框3锁紧在壳体1顶部。通过转动手柄驱动压杆5下移，带动压板4下移，推动变形体7以及活动压头6下移，使得活动压头6完全接触待焊工件2的受力面，并施加足够的压力，此时可保持该压力状态一定时间，使得待焊工件2稳定地焊接在壳体1内，压焊完成后反向旋转压杆5卸力，将固定框3从壳体1拆卸下来即可。

本实施例提供的自适应压焊装置的有益效果如下：

本申请通过变形体7和可错位移动的滑动件61相互配合，解决了传统压焊装置适应性差、需要频繁更换压头以及操作繁琐等问题，兼具高适应性、低成本、高效率等优点。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种自适应压焊装置，用于将板状的待焊工件压焊于壳体内部的底板上；所述壳体的上部设置有敞口；其特征在于，所述压焊装置包括：

固定框，设置有连接部；所述连接部用于与所述壳体的上部连接，连接后与所述壳体之间形成压焊空间；

压板，活动设置在所述固定框内，并与穿过所述固定框的压杆一端连接；

活动压头，滑动穿设在所述固定框远离所述压杆的一端，包括多个密集排列的滑动件；多个所述滑动件之间滑动连接，并可沿压力方向往复移动；

变形体，设置在所述压板与所述活动压头之间，用于将压力传递至所述活动压头，并能在任一所述滑动件的反作用力下发生形变。

2.根据权利要求1所述的自适应压焊装置，其特征在于，所述滑动件呈板状结构，多个所述滑动件贴合排列。

3.根据权利要求2所述的自适应压焊装置，其特征在于，所述滑动件沿排列方向的两侧分别开设有凹槽；相邻所述滑动件的凹槽相对设置并围合成腔体，所述腔体内设置有弹性结构。

4.根据权利要求3所述的自适应压焊装置，其特征在于，所述弹性结构包括多段沿压力方向排列的第二弹簧，相邻所述第二弹簧之间设置有第一滚珠；所述第一滚珠与所述腔体内壁滚动接触。

5.根据权利要求4所述的自适应压焊装置，其特征在于，所述活动压头的外侧通过第二滚珠与所述固定框的内壁滚动连接。

6.根据权利要求1所述的自适应压焊装置，其特征在于，所述压杆外壁设置有外螺纹，并与所述固定框螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的自适应压焊装置，其特征在于，所述压杆外部套设有第一弹簧，所述第一弹簧的两端分别与所述压板和所述固定框内部连接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的自适应压焊装置，其特征在于，所述变形体包括球囊，所述球囊设置在所述压板与所述活动压头之间的空间内，所述球囊内部填充有流体介质。

9.根据权利要求1-7任一项所述的自适应压焊装置，其特征在于，所述变形体包括若干个颗粒体，所述若干个颗粒体填充于所述压板与所述活动压头之间的空间内。