CN204094301U - 制冷设备中铜管与铝管焊接装置用焊接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种制冷设备中铜管与铝管焊接装置用焊接头，导电线圈、集磁器、输入端板、输出端板、集磁器定位顶板、以及内管定位卡套；所述线圈导体的两端分别与输入端板和输出端板相连，输入端板和输出端板分别用于与脉冲发生器的信号输出端的正负极相连；在集磁器的两端分别设有一集磁器定位堵头，所述集磁器定位顶板和内管定位卡板利用锁紧螺钉分别固定在两端部绝缘支撑板相背离的一侧，所述集磁器定位堵头的中部沿其轴向开设有一通孔，所述内管定位卡套的一端插入集磁器堵头的通孔中。本实用新型能够配合焊接装置实现常温焊接更加方便、快速，并且更加环保，焊接成本更低。

Description

制冷设备中铜管与铝管焊接装置用焊接头

技术领域

本实用新型涉及一种焊接装置，尤其涉及一种制冷设备中铜管与铝管焊接装置用焊接头。 

背景技术

随着铜材价格上涨影响和产品轻量化的需求，“铝代铜”已成为产品零部件制造的重要趋势。这就需要将铜质材料和铝质材料通过焊接工艺连接成一体，即称为铜铝焊接。但是，铜和铝都属易氧化金属，可焊性差，对这种铜和铝的异种金属焊接要达到良好的焊接效果则十分困难。因此铜铝焊接一直是一个国际性的焊接难题。现有焊接技术存在以下不足： 

1.铜铝焊接在传统上常用挂锡和熔锡的方法焊接铜铝，这种方法成型不好，没有很好的强度，由于锡的熔点低又不能焊接在高温工作下的工件，所以此种工艺只适合常温条件下的小工件上使用，很难应用到其它产品的生产中。

2.用热熔焊、摩擦焊、电子束焊、超声波焊等焊接方法焊接铜铝，由于不均匀的温度场会导致残余应力和变形的产生等问题，焊接出来的接头脆性大,易产生裂纹且焊缝易产生气孔，焊接起来的工件难免出现断裂，出现断裂后就可能使导电体断路、使管道泄漏，所以往往达不到实际生产中要求的效果。 

3.在现有制冷设备的生产过程中，铜管与铜管的焊以及铜管与管座的焊接绝大多数采用的都是火焰加热硬钎焊工艺，通过钎焊工艺把钎料（铜铝焊丝）作为中间介质，使铜管和铝管焊接在一起。钎剂（铜铝焊膏）在高温加热状态下破除金属表面的氧化膜，使表面侵润，有利于熔化后的钎料在焊缝间隙中流动，使其更容易填充到焊缝间隙中。钎料在高温下熔化并与两种金属发生冶金反应，钎料通过毛细作用渗入铜材和铝材分子结构中，形成稳定的冶金层。焊接后的接头成形较好，抗拉抗剪性能及导电性耐腐蚀性好，是目前常用的铜铝焊接方法。 

但是该方法也有缺陷：首先，焊缝的形成是靠虹吸原理使熔化后的钎料流动并填充整个焊缝间隙的过程，受材料和工艺的影响，以及材料表面清洁状态的影响，始终存在着钎剂破膜、清润效果不良，导致钎料填充不均匀，接头的均匀性会受到影响，缺陷也会比较多（如气孔、凝固裂纹等），使焊缝气密性指标和焊缝强度指标不达标等焊接缺陷，直接影响焊件质量和寿命。 

另外，传统工艺生产环境恶劣，火灾隐患大，不安全；工人劳动强度大，焊接效率低；焊接质量不稳定，接头外形不美观；焊接过程产生高温、发热、烟尘、废气等对环境的负面影响。 

再者，由于大量消耗焊剂焊料以和其他辅料，以及高能耗等，这种传统焊接方式的焊接成本较高。 

为解决该问题，本申请人发明了一种焊接装置，但市面上缺乏能够用于该装置上的焊接头，因此如何制作该焊接头，是本领域技术人员急需解决的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的就在于提供一种制冷设备中铜管与铝管焊接装置用焊接头，能够配合焊接装置实现常温焊接更加方便、快速，并且更加环保，焊接成本更低。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种制冷设备中铜管与铝管焊接装置用焊接头，其特征在于：导电线圈、集磁器、输入端板、输出端板、集磁器定位顶板、以及内管定位卡套； 

所述导电线圈包括3组线圈导体，所述线圈导体的两端分别与输入端板和输出端板相连，在相邻两匝线圈导体之间设有绝缘隔板，在输入端板和输出端板的外侧分别设置有一端部绝缘支撑板，两端部绝缘支撑板通过绝缘连接螺栓相连为一个整体；输入端板和输出端板分别用于与脉冲发生器的信号输出端的正负极相连；

所述集磁器位于导电线圈内并与导电线圈通轴心线，在集磁器的两端分别设有一集磁器定位堵头，所述集磁器定位堵头与集磁器同轴心线，所述集磁器定位顶板和内管定位卡板利用锁紧螺钉分别固定在两端部绝缘支撑板相背离的一侧，从而将集磁器定位堵头压住，以锁定集磁器的轴向位置；

所述集磁器堵头的中部沿其轴向开设有一通孔，所述内管定位卡套的小端插入右侧集磁器堵头的通孔中，肩部台阶紧贴集磁器堵头的外端面，右侧集磁器定位顶板轴向压紧内管定位卡套的大端面并固定。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：结构简单，整个焊接过程无发热，属固态焊接，冷焊工艺；焊接后焊件材料的金属特性不会发生任何改变，无残余应力；两种材料在焊合面形成原子间距离的稳定的冶金结合；焊接面呈360°圆柱面均匀包敷，焊缝致密且强度高；焊接接头外型美观，表面无压痕，无损伤；可精确受控焊接参数，焊接质量稳定可靠，一致性好；焊接速度快，一次成型，生产效率高，劳动强度低，适用于大批量生产和自动化；无需任何助焊剂、焊料和保护气体，焊接成本低；整个过程无热、无辐射、无烟、无废气、无火花、无飞溅、无需冷却水，无辅材消耗，能耗很低，节能环保。 

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。 

图中：1—导电线圈，2—集磁器，3—输入端板，4—输出端板，5—集磁器定位顶板，6—内管定位卡套，7—绝缘隔板，8—绝缘支撑板，9—连接螺栓，10—集磁器堵头，11—锁紧螺钉，12—外管，13—内管。 

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。 

实施例：参见图1，一种制冷设备中铜管与铝管焊接装置用焊接头，导电线圈1、集磁器2、输入端板3、输出端板4、集磁器定位顶板5、以及内管13定位卡套6。 

所述导电线圈1包括3组线圈导体，所述线圈导体的两端分别与输入端板3和输出端板4相连，在相邻两匝线圈导体之间设有绝缘隔板7，在输入端板3和输出端板4的外侧分别设置有一端部绝缘支撑板8，两端部绝缘支撑板8通过绝缘（高强度）连接螺栓9相连为一个整体；输入端板3和输出端板4分别用于通过电缆线与脉冲发生器的信号输出端的正负极相连。 

所述集磁器2位于导电线圈1内并与导电线圈1通轴心线，在集磁器2的两端分别设有一集磁器堵头10，所述集磁器堵头10与集磁器2同轴心线，所述集磁器定位顶板5和内管13定位卡板利用锁紧螺钉11分别固定在两端部绝缘支撑板8相背离的一侧，从而将集磁器堵头10压住，以锁定集磁器2的轴向位置。 

所述集磁器堵头10的中部沿其轴向开设有一通孔，所述内管定位卡套6的小端插入右侧集磁器堵头10的通孔中，肩部台阶紧贴集磁器堵头10的外端面，右侧集磁器定位顶板5轴向压住内管定位卡套6的大端面并固定。 

使用时通过同轴线缆将导电线圈1与焊接装置的主机相连。焊接时，将焊接件外管12从焊接头的左端插入集磁器2内，并与内管定位卡套6的端部紧贴，防止向右移动。然后，将焊接件外管12的外露端用辅助卡具定位锁紧，防止向左移动。然后再将焊接件内管13从内管定位卡套6的中孔内插入至焊接位置并防止轴向位移（须控制插入深度），使外管12与内管13的待焊接部位同时处于集磁器2的内凸缘台阶处。 

为了使磁场能量能够汇聚成密度很高的电磁束，在焊接件与线圈之间加入了一种叫做集磁器的部件，增强了焊接部位的磁场能量密度，提高了焊接效果。该集磁器采用耐热铜合金制作，如图所示，所示集磁器主体呈柱状，其两端向中部凹陷，并具有一沿其轴向设置且贯穿主体两端的通孔。其中，集磁器长度（须长于线圈），通孔的长度即为所需的聚磁宽度（亦即焊缝宽度），集螆器外径（约小于线圈内孔），集螆器内孔（约大于焊接件外径）。 

集磁器又称磁通集中器，是实现电磁脉冲焊接的主要工装，它具有把磁通汇聚或移动到集磁器内孔壁与外层工件外圆之间的间隙内的作用。集磁器可以通过改变内壁形状来改变磁道的分布，使某些空间磁场加强，另一些空间的磁场减弱，达到调整焊接位置的目的。通过改变集磁器外形尺寸以及控制放电能量，可焊接不同材料和壁厚的管件。 

制作集磁器比制线圈更容易，成本更低。在同一个导电线圈1上更换不同的集磁器，就可对不同尺寸的管子进行加工，这更有利于批量生产。集磁器对于延长线圈使用寿命，控制工件的焊缝形状，有利于提高电磁脉冲焊接加工时的柔性化。 

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。 

Claims (1)

1.一种制冷设备中铜管与铝管焊接装置用焊接头，其特征在于：导电线圈、集磁器、输入端板、输出端板、集磁器定位顶板、以及内管定位卡套；

所述导电线圈包括3组线圈导体，所述线圈导体的两端分别与输入端板和输出端板相连，在相邻两匝线圈导体之间设有绝缘隔板，在输入端板和输出端板的外侧分别设置有一端部绝缘支撑板，两端部绝缘支撑板通过绝缘连接螺栓相连为一个整体；输入端板和输出端板分别用于与脉冲发生器的信号输出端的正负极相连；

所述集磁器位于导电线圈内并与导电线圈通轴心线，在集磁器的两端分别设有一集磁器定位堵头，所述集磁器定位堵头与集磁器同轴心线，所述集磁器定位顶板和内管定位卡板利用锁紧螺钉分别固定在两端部绝缘支撑板相背离的一侧，从而将集磁器定位堵头压住，以锁定集磁器的轴向位置；

所述集磁器堵头的中部沿其轴向开设有一通孔，所述内管定位卡套的小端插入右侧集磁器堵头的通孔中，肩部台阶紧贴集磁器堵头的外端面，右侧集磁器定位顶板轴向压紧内管定位卡套的大端面并固定。