CN207431456U - 一种焊接头装置及感应钎焊系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种焊接头装置及感应钎焊系统,该装置包括:感应线圈(2)和磁芯(3);其中,所述感应线圈(2),用于以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接;所述磁芯(3),布置在所述感应线圈(2)上,用于根据所述待焊接工件的焊点分布加强两个以上不同位置设定焊点对应的焊缝处的磁场强度,以使所述感应线圈(2)同时焊接两个以上所述焊点。本实用新型的方案,通过在感应线圈上分布磁芯,以改变感应线圈上的磁场分布、并加强中间磁场强度,降低了几个临近焊点的焊接操作难度,并提升了焊接效率和焊接质量。
Description
技术领域
本实用新型属于焊接技术领域,具体涉及一种焊接头装置及感应钎焊系统,尤其涉及一种多接头焊点一次钎焊成型的工艺方法。
背景技术
目前制冷行业焊接四通阀、电子阀等管口临近的标准件,在焊接时以手工单点钎焊为主,整个工艺过程,至少存在如下问题亟待解决:
⑴相邻焊点在焊接时彼此干扰,使得焊接质量差,焊接效率低。
⑵四通阀阀上有四个焊点,其中三个焊点并成一排、且结构紧密。焊接时需要防止这几个临近焊点之间相互影响,使得焊接操作困难;而且,焊接时需要逐一焊接每个焊点,焊接效率极低。
⑶火焰钎焊受员工技能影响程度大,生产过程不可控,焊接质量没法保证。
现有技术中,存在焊接操作难度大、焊接效率低和焊接质量差等缺陷。
实用新型内容
本实用新型的目的在于,针对上述缺陷,提供一种焊接头装置及感应钎焊系统,以解决现有技术中几个临近焊点的焊接操作难度大的问题,达到降低焊接操作难度的效果。
本实用新型提供一种焊接头装置,包括:感应线圈和磁芯;其中,所述感应线圈,用于以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接;所述磁芯,布置在所述感应线圈上,用于根据所述待焊接工件的焊点分布加强两个以上不同位置设定焊点对应的焊缝处的磁场强度,以使所述感应线圈同时焊接两个以上所述焊点。
可选地,其中,所述磁芯的结构,包括:半工字形结构、块状结构中的至少之一;其中,所述半工字形结构,包括:C形结构;和/或,所述磁芯,通过预设的绝缘体安装在所述感应线圈中;和/或,所述磁芯的材质,包括:硅钢片、铁氧体中的至少之一;和/或,所述磁芯的厚度,包括:2.4-2.6mm。
可选地,所述感应线圈的结构,包括:开合结构、仿形结构中的至少之一;其中,所述开合结构,用于在焊接开始前、和/或焊接结束后张开,以使所述待焊接工件进入所述感应线圈中的加热区域;以及,在焊接时合并为一体,以使所述加热区域包围在两个以上所述焊点的外周;和/或,所述仿形结构,具有仿照所述待焊接工件的形状而形成的结构,以使具有所述仿形结构的所述感应线圈对所述待焊接工件进行适配焊接。
可选地,其中,具有所述开合结构的所述感应线圈,包括:第一半线圈和第二半线圈;所述第一半线圈和所述第二半线圈,在合并为一体时形成全线圈;和/或,具有所述仿形结构的所述感应线圈,包括:平齐四通阀焊接线圈、山字四通阀焊接线圈中的任一个;其中,所述平齐四通阀焊接线圈,用于至少对四通阀中平齐排布的C管、S管和E管进行一次性焊接;和/或,所述山字四通阀焊接线圈,用于至少对四通阀中呈山字形排布的C管、S管和E管进行一次性焊接。
可选地,其中,所述第一半线圈和所述第二半线圈之间,对称或不对称设置;和/或,所述第一半线圈和所述第二半线圈,具有相同结构或不同结构。
可选地,还包括:电源装置和驱动装置、定位工装、通讯装置中的至少之一;其中,所述电源装置,用于为所述感应线圈提供感应加热电源;所述感应加热电源,包括:开合电源;和/或,所述驱动装置,用于为所述感应线圈提供开合驱动,以使所述感应线圈张开或合并;和/或,为所述感应线圈提供移动驱动,以使所述感应线圈通电加热时移动;和/或,所述定位工装,用于对所述待焊接工件进行定位;和/或,所述通讯装置,用于获取所述焊接头装置、所述焊接头装置所属感应钎焊系统中至少之一的焊接参数,并对所述焊接参数进行输出、存储、显示中的至少一种操作,以作为对所述焊接头装置所属感应钎焊系统的焊接工艺、控制参数中的至少之一进行优化的依据。
可选地,其中,当所述感应线圈包括第一半线圈和第二半线圈时,所述开合电源,包括:电源本体、连接桥和绝缘隔断;其中,所述电源本体的单输出端与所述连接桥的主体连接,所述连接桥的第一桥臂与所述第一半线圈连接,所述连接桥的第二桥臂与所述第二半线圈连接;其中,在相应桥臂与相应半线圈之间的接触位置处,设置有煤油液封结构和/或钨铜材料结构;所述绝缘隔断设置在所述第一桥臂与所述第二桥臂之间;或者,所述开合电源,包括:电源主体;所述电源主体的第一输出端与所述第一半线圈连接,形成第一输出电源回路;所述电源主体的第二输出端与所述第二半线圈连接,形成第二输出电源回路;其中,所述第一输出端和所述第二输出端的结构相同;或者,所述开合电源,包括:第一电源和第二电源;所述第一电源与所述第一半线圈连接,所述第二电源与所述第二半线圈连接;或者,所述开合电源,包括:电源主体;所述电源主体的输出端的第一输出头,与所述第一半线圈连接;所述电源主体的输出端的第二输出头,与所述第二半线圈连接;和/或,所述驱动装置用于提供所述开合驱动的结构,包括:气缸、伺服电机、液压装置;其中,所述液压装置、所述伺服电机和所述气缸,依次适配设置;所述气缸,还与所述感应线圈的供电电源适配设置。
可选地,其中,所述开合电源,还包括:接水口;所述接水口,设置在所述连接桥的主体、所述第一桥臂、所述第二桥臂中的至少之一上,用于当所述焊接头装置所属感应钎焊系统的冷却装置包括冷却循环水路时,与所述冷却循环水路连接,以对所述感应线圈和/或所述开合电源进行冷却降温;和/或,所述电源本体,包括:变压器;所述变压器,用于与交流电源连接,以根据所述感应线圈的感应加热需要供电;和/或,所述驱动装置为所述感应线圈提供开合驱动,包括:在所述焊接头装置所属感应钎焊系统的控制装置的控制下提供开合驱动;和/或,所述驱动装置使所述感应线圈通电加热时的上下移动,包括:上下周期性移动;和/或,所述通讯装置,包括:RS485模块、RS232模块中的至少之一。
可选地,其中,所述感应线圈与所述待焊接工件之间的感应加热距离,包括:1-2mm;和/或,所述感应线圈,包括:长U形感应线圈、半圆形感应线圈中的至少之一;和/或,所述待焊接工件,包括:具有两个以上焊点的金属工件;其中,所述金属工件,包括:四通阀、电子阀中的至少之一。
与上述装置相匹配,本实用新型另一方面提供一种感应钎焊系统,包括:控制装置;还包括:以上所述的焊接头装置;其中,所述控制装置,用于控制所述焊接头装置中的感应线圈上下移动。
可选地,所述控制装置,包括:机器人定位系统和机械手部件;其中,所述机器人定位系统的控制端与所述机械手部件连接;所述机械手部件与所述焊接头装置连接。
可选地,还包括:保温装置、冷却装置中的至少之一;其中,所述保温装置,用于在焊接过程中,对所述焊点进行保温;和/或,所述冷却装置,用于在焊接结束后对所述感应线圈、所述磁芯、所述待焊接工件中的至少之一进行冷却降温。
可选地,当所述焊接头装置包括定位工装时,所述定位工装与所述冷却装置一体式设置;和/或,所述冷却装置,包括:冷却循环水路。
本实用新型的方案,通过在感应线圈上分布磁芯,改变感应线圈上的磁场分布、并加强中间磁场强度,以实现同时焊接两个以上焊点,降低了几个临近焊点的焊接操作难度,并提升了焊接效率和焊接质量。
进一步,本实用新型的方案,通过在焊接加热时感应线圈上下周期性移动,进一步提高加热均匀性。
进一步,本实用新型的方案,通过采用开合式感应线圈结构,焊接时线圈自动合并为一体,焊接结束后线圈自动张开,增强感应钎焊的柔性,加大应用范围,同时提高加热均匀性和提高焊接效率。
进一步,本实用新型的方案,通过设计仿形线圈,利用设计的仿形线圈一次钎焊成型,提高生产效率。
进一步,本实用新型的方案,通过将定位工装与冷却装置合二为一,保证定位精度,保证焊接外观饱满。
进一步,本实用新型的方案,通过将焊接参数通过设备上的RS485通讯输出,将焊接信息输出和储存,做到后期追溯与焊接优化提高。
由此,本实用新型的方案,通过在感应线圈上分布磁芯,以实现同时焊接两个以上焊点,解决现有技术中几个临近焊点的焊接操作难度大(例如:需要防止几个临近焊点之间相互影响而导致焊接操作困难)的问题现有技术中的问题,从而,克服现有技术中焊接操作困难、焊接效率低和焊接质量差的缺陷,实现焊接操作简单、焊接效率高和焊接质量好的有益效果。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。
下面通过附图和实施例,对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本实用新型中U形感应线圈(即U形结构)的一实施例的结构示意图;
图2为本实用新型中闭环感应线圈(即闭环结构)的一实施例的结构示意图;
图3为本实用新型中旋转式开合线圈(即旋转式开合结构)的一实施例的结构示意图;
图4为本实用新型中四通阀部件的一实施例的结构示意图;
图5为本实用新型中四通阀部件的另一实施例的结构示意图;
图6为本实用新型中单输出连接桥结构的一实施例的主视图;
图7为本实用新型中单输出连接桥结构的一实施例的左视图;
图8为本实用新型中单输出连接桥结构的一实施例的主视图;
图9为本实用新型中包含开合线圈(即平齐四通阀焊接线圈)的焊接头装置的一实施例的主视图;
图10为本实用新型中包含开合线圈(即平齐四通阀焊接线圈)的焊接头装置的一实施例的主视图;
图11为本实用新型中包含山字四通阀焊接线圈的焊接头装置的一实施例的主视图;
图12为本实用新型中包含山字四通阀焊接线圈的焊接头装置的一实施例的主视图;
图13为本实用新型中山字形排布的四通阀的一实施例的主视图;
图14为本实用新型中山字形排布的四通阀的一实施例的左视图;
图15为本实用新型中平齐排布的四通阀的一实施例的主视图;
图16为本实用新型中平齐排布的四通阀的一实施例的左视图;
图17为本实用新型中定位工装的一实施例的主视图;
图18为图17的B-B剖视结构示意图;
图19为本实用新型中定位工装的一实施例的左视图;
图20为本实用新型中定位工装的一实施例的俯视图;
图21为本实用新型中定位工装的一实施例的立体图;
图22为本实用新型中电子阀的一实施例的结构示意图;
图23为本实用新型的感应钎焊系统的一具体实施例的结构示意图;
图24为本实用新型的感应钎焊系统中零件的铜管与感应线圈的布置结构的一实施例的主视图;
图25为本实用新型的感应钎焊系统中零件的铜管与感应线圈的布置结构的一实施例的左视图;
图26为本实用新型的感应钎焊系统中零件的铜管与感应线圈的布置结构的一实施例的俯视图。
结合附图,本实用新型实施例中附图标记如下:
1-变压器;2-感应线圈;3-磁芯;4-气缸;5-连接桥;6-接水口;7-绝缘隔断;21-半线圈;22-全线圈;23-平齐四通阀焊接线圈;24-山字四通阀焊接线圈;41-第一气缸;42-第二气缸;8-定位管口;9-铜管接头;10-气缸和限位块;11-四通阀;12-内腔体;13-定位台;A-焊接位置;F-液位;G-间隙。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本实用新型具体实施例及相应的附图对本实用新型技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,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,都属于本实用新型保护的范围。
根据本实用新型的实施例,提供了一种焊接头装置,如图1至图22所示本实用新型的装置的一实施例的结构示意图。该焊接头装置可以包括:感应线圈2和磁芯3。
在一个可选例子中,所述感应线圈2,可以用于以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接。
可选地,所述感应线圈2的结构,可以包括:开合结构、仿形结构中的至少之一。
在一个可选具体例子中,所述开合结构,可以用于在焊接开始前、和/或焊接结束后张开,以使所述待焊接工件进入所述感应线圈2中的加热区域;以及,在焊接时合并为一体,以使所述加热区域包围在两个以上所述焊点的外周。
例如:所述感应线圈2,可以包括:开合式感应线圈。
例如:采用开合式感应线圈,焊接时所述开合式感应线圈自动合并为一体,焊接结束后所述开合式感应线圈自动张开。
例如:所述感应线圈,可以采用开合式感应线圈结构,焊接时线圈自动合并为一体,焊接结束后线圈自动张开,增强感应钎焊的柔性,加大应用范围,同时提高加热均匀性和提高焊接效率。
由此,通过采用开合结构的感应线圈,可以增强感应钎焊的柔性,加大应用范围,同时提高加热均匀性和提高焊接效率。
更可选地,具有所述开合结构的所述感应线圈2,可以包括:第一半线圈和第二半线圈。所述第一半线圈和所述第二半线圈,在合并为一体时形成全线圈。
由此,通过两个半线圈形成的开合结构,开合便捷性好,加热可靠性高。
其中,所述第一半线圈和所述第二半线圈之间,对称或不对称设置;和/或,所述第一半线圈和所述第二半线圈,具有相同结构或不同结构。
由此,通过多种形式的半线圈,可以提升感应线圈通电加热焊接的灵活性和通用性。
更可选地,具有所述开合结构的所述感应线圈2,还可以包括:转动式连接部、平移式连接部中的任一个。
在一个更可选具体例子中,所述转动式连接部,设置在所述第一半线圈的第一端和所述第二半线圈的第一端之间,可以用于使所述第一半线圈和所述第二半线圈通过转动实现张开或合并。
在一个更可选具体例子中,所述平移式连接部,设置在所述第一半线圈的第一端和所述第二半线圈的第一端之间,可以用于使所述第一半线圈和所述第二半线圈通过平移实现张开或合并。
由此,通过多种形式的开合结构,可以使得开合方式更便捷、更灵活性。
在一个可选具体例子中,所述仿形结构,具有仿照所述待焊接工件的形状而形成的结构,以使具有所述仿形结构的所述感应线圈2对所述待焊接工件进行适配焊接。
例如:对于所述感应线圈,可以设计仿形结构。通过设计仿形线圈,利用本申请设计的仿形线圈一次钎焊成型,提高生产效率。
由此,通过采用仿形结构设计可提高焊接工艺的柔性,提高焊接技术的通用性。
更可选地,具有所述仿形结构的所述感应线圈2,可以包括:平齐四通阀焊接线圈23、山字四通阀焊接线圈24中的任一个。
在一个更可选具体例子中,所述平齐四通阀焊接线圈23,可以用于至少对四通阀中平齐排布的C管、S管和E管进行一次性焊接。
在一个更可选具体例子中,所述山字四通阀焊接线圈24,可以用于至少对四通阀中呈山字形排布的C管、S管和E管进行一次性焊接。
例如:感应线圈可以是平齐四通阀焊接线圈23,可以参见图9和图10所示的例子。感应线圈还可以是山字四通阀焊接线圈24,可以参见图11和图12所示的例子。
例如:四通阀上有四个管口需要焊接,分别为E、S、C、D管,为一次焊接完成E、S、C三根铜管,需设计相应的感应线圈,实现一次钎焊成型。可分为改四通阀ESC管口结构和线圈设计高低仿形结构,可以参见图13、图14、图15和图16所示的例子。
由此,通过对感应线圈进行仿形设计,使得具有仿形结构的感应线圈能快速且可靠地对待焊接工件进焊接,有利于提升钎焊效率。
可选地,所述感应线圈2与所述待焊接工件之间的感应加热距离,可以包括:1-2mm。
例如:感应加热的最佳距离是零件(即金属工件)与感应线圈的距离为1-2mm。
由此,通过对感应加热距离的设置,有利于提升感应加热效果,进而提升焊接效果。
可选地,所述感应线圈2,可以包括:长U形感应线圈、半圆形感应线圈中的至少之一。
例如:图3所示的这种设计,兼顾闭环的加热优势,又有U形结构的柔性。
例如:开合线圈结构可解决长“U”形线圈加热铜管不均匀的问题。其中,开合式的长“U”线圈同时焊接两个以上的焊点。例如:开合式的长“U”仿形线圈可同时焊接四通阀上的ESC三个管。
由此,通过多种形式的感应线圈,加热效果好,焊接效率高,还有利于提升焊接柔性。
可选地,所述待焊接工件,可以包括:具有两个以上焊点的金属工件。
其中,所述金属工件,可以包括:四通阀、电子阀中的至少之一。
例如:可将焊点相邻、等高的焊点一次焊接完成,如电子阀,可以参见图22所示的例子。这样,空气调节器中的并行管路焊点在以后的设计中不用避开也能焊接,且焊接时不用担心彼此受到影响。
由此,通过对两个以上焊点一次性焊接,可以提升焊接效率,且能保证焊接效果,使用便捷性好,可靠性高。
在一个可选例子中,所述磁芯3,布置在所述感应线圈2上,可以用于根据所述待焊接工件的焊点分布加强两个以上不同位置设定焊点对应的焊缝处的磁场强度。
例如:改变通电后所述感应线圈2中的磁场强度、并根据需求加强设定部位的磁场强度,使感应线圈2中待焊接工件的焊点升温一致,以使所述感应线圈2同时焊接两个以上所述焊点。其中,在感应线圈中加入磁芯3会导致磁场强度增加,对于本申请方案中的多个焊点同时焊接,可以根据焊点分布加强多个不同位置设定焊点对应的焊缝处的磁场强度。焊点升温一致的情况,在三个铜管规格相同的情况下,需要有此要求。
例如:所述磁芯3,可以用于改变通电后所述感应线圈2上磁场的分布区域、并加强所述磁场的中间部分的强度,以使所述感应线圈2同时焊接两个以上所述焊点。
例如:可以在线圈上布置磁芯,集中加热区域或补偿加热区域,根据磁芯的加热损耗、磁场集中区域,选择磁芯的大小、厚薄和材质进行综合设计。
例如:将线圈上分布磁芯,改变感应线圈上的磁场分布,且加强中间磁场强度,以避免四通阀中的S管在感应钎焊时出现升温滞后现象,实现同时焊接两个以上焊点。
由此,通过在感应线圈上布置磁芯,可以改变通电后感应线圈上磁场分布情况、并加强中间部分的磁场强度,进而实现同时焊接两个以上焊点,提升焊接效率和焊接效果。
可选地,所述磁芯3的结构,可以包括:半工字形结构、块状结构中的至少之一;其中,所述半工字形结构,可以包括:C形结构(例如:具体可以为类似C形的结构)。
由此,通过多种结构的磁芯,在感应线圈上的设置更方便,对磁场分布改变的稳定性更好、可靠性更高。
更可选地,具有所述磁芯3,通过预设的绝缘体安装在所述感应线圈2中。例如:具有所述半工字形结构的所述磁芯3,卡在所述感应线圈2中。
例如:绝缘体可以采用绝缘胶水。具体地,可以使用绝缘胶水进行固定,使磁芯3与感应线圈2不接触,避免因流过电流引起磁芯升温。
由此,通过将磁芯卡在感应线圈中,使得磁芯在感应线圈上分布的稳定性好,有利于提升对通电后感应线圈的磁场的改变稳定性和可靠性。
可选地,所述磁芯3的材质,可以包括:硅钢片、铁氧体中的至少之一。
例如:所述磁芯3的材质,可以包括:Mn-Zn铁氧体、Ni-Zn铁氧体、硅钢片中的至少之一。
例如:在确定线圈设计轮廓后,在线圈上布置磁芯可选择Mn-Zn铁氧体、Ni-Zn铁氧体和硅钢片等。
由此,通过多种材质的磁芯,有利于提升对通电后感应线圈上磁场改变的灵活性和多样性。
更可选地,所述磁芯3厚度,可以包括:2.4-2.6mm。
例如:可选地,所述Mn-Zn铁氧体、所述Ni-Zn铁氧体、所述硅钢片中至少之一的厚度,可以包括:2.4-2.6mm。
例如:感应线圈上分布硅钢片,硅钢片加工为半工字形结构卡在线圈中,其中硅钢片的厚度2.4-2.6mm,目的是减少磁损耗。
由此,通过设置磁芯的参数,可以减少磁损耗,进而提升加热效果和焊接效果。
在一个可选实施方式中,还可以包括:电源装置和驱动装置、定位工装、通讯装置中的至少之一。
由此,通过电源装置和驱动装置、定位工装、通讯装置等的适配设置,可以提升感应钎焊的焊接效果,且可靠性高、安全性好。
在一个可选例子中,所述电源装置,可以用于为所述感应线圈2提供感应加热电源。所述感应加热电源,可以包括:开合电源。
可选地,当所述感应线圈2可以包括第一半线圈和第二半线圈时,所述开合电源,可以包括:电源本体、连接桥5和绝缘隔断7。
其中,所述电源本体的单输出端与所述连接桥5的主体连接,所述连接桥5的第一桥臂与所述第一半线圈连接,所述连接桥5的第二桥臂与所述第二半线圈连接;其中,在相应桥臂与相应半线圈之间的接触位置处,设置有煤油液封结构和/或钨铜材料结构。所述绝缘隔断7设置在所述第一桥臂与所述第二桥臂之间。
例如:方案四是一个电源的单输出端,利用中间连接桥(例如:连接桥5)分别连接线圈(例如:全线圈22)的两个半线圈(例如:半线圈21)依然可以合并为类似于闭环结构的感应加热区域,可以参见图6、图7和图8所示的方案。
例如:针对方案四,一种设计是半线圈与连接桥接触,若接触位置选择煤油液封或钨铜材料,可加强线圈的耐用性。
由此,通过电源本体、连接桥和绝缘隔断之间的适配设置,可以作为开合电源,可靠性高;且半线圈与连接桥接触处进行特殊设置,可以提升线圈的耐用性。
更可选地,所述开合电源,还可以包括:接水口6。
其中,所述接水口6,设置在所述连接桥5的主体、所述第一桥臂、所述第二桥臂中的至少之一上,可以用于当所述焊接头装置所属感应钎焊系统的冷却装置可以包括冷却循环水路时,与所述冷却循环水路连接,以对所述感应线圈2和/或所述开合电源进行冷却降温。
例如:在图6、图7和图8所示的方案中,单输出连接桥结构,还包括:接水口6和绝缘隔断7。
由此,通过接水口的设置,可以方便连接冷却循环水路,使得温度控制更加方便、也更加可靠。
更可选地,所述电源本体,可以包括:变压器1。所述变压器1,可以用于与交流电源连接,以根据所述感应线圈2的感应加热需要供电。
由此,通过变压器的适配设置,可以使得供电灵活性更高、通用性更强。
可选地,所述开合电源,也可以包括:电源主体。所述电源主体的第一输出端与所述第一半线圈连接,形成第一输出电源回路。所述电源主体的第二输出端与所述第二半线圈连接,形成第二输出电源回路。其中,所述第一输出端和所述第二输出端的结构相同。
例如:方案一是将一个电源主体设计为相同的两个输出端,再将半个感应线圈设计为一个输出电源回路,称半线圈,这样两个输出端就可以组成一个类似于闭环结构的感应加热区域。
可选地,所述开合电源,也可以包括:第一电源和第二电源。所述第一电源与所述第一半线圈连接,所述第二电源与所述第二半线圈连接。
例如:方案二是将两个相同型号电源集成在一起,再将两个半线圈合并为类似于闭环结构的感应加热区域。
可选地,所述开合电源,也可以包括:电源主体。所述电源主体的输出端的第一输出头,与所述第一半线圈连接。所述电源主体的输出端的第二输出头,与所述第二半线圈连接。
例如:方案三是将一个电源输出端设计为两个输出头,这样两个输出端结合半线圈也可以合并为类似于闭环结构的感应加热区域。
例如:方案一、二、三的线圈在工作过程不需两个半线圈彼此接触,可靠性更高;且该类线圈可设计的形状多样,且效果与闭合线圈的效果相同,加热均匀,可设计为多样的仿形形状,满足生产需求,兼容性更好。
由此,通过多种形式的开合电源,可靠性高,兼容性好,有利于提升加热效果和加热效率。
在一个可选例子中,所述驱动装置,可以用于为所述感应线圈2提供开合驱动,以使所述感应线圈2张开或合并;和/或,为所述感应线圈2提供移动驱动,以使所述感应线圈2通电加热时移动。其中,该移动,可以是上下移动,也可以是左右移动,还可以是倾斜移动,等等。
例如:中间铜管的升温与两边铜管的升温情况基本相吻合,在焊接加热时再进行上下移动,可完成均匀加热。
例如:焊接时机器人上下移动,增加焊接均匀性。
由此,通过在焊接时使感应线圈上下移动,可以提升加热均匀性性,进而提升焊接效率和焊接效果。
可选地,所述驱动装置可以用于提供所述开合驱动的结构,可以包括:气缸4、伺服电机、液压装置。
其中,所述液压装置、所述伺服电机和所述气缸4,依次适配设置。所述气缸4,还与所述感应线圈2的供电电源适配设置。
例如:在开合动作上,可以使用气缸、伺服电机、液压装置等移动元件。
例如:为了使图3所示的这种开口线圈的加热效果与闭环线圈结构的加热效果基本相同,与图3所示的这种开口线圈的旋转开合相比,实现自动化更容易,且开合的空间更小。在开合动作上,可以使用气缸、伺服电机、液压装置等移动元件,均能满足自动开合的需求,实现起来更加容易。
例如:在开合动作上可以使用气缸、伺服电机、液压装置等移动元件均能满足自动开合的需求,容易实现,在线圈上增加磁芯,且合理选择磁芯的材质、设计磁芯结构、合理布局磁芯位置,有针对性对磁场做出焊接需求的设计,可极大的提高其适用性和提高生产效率。
由此,通过气缸、伺服电机和液压装置的适配设置,有利于提升感应线圈开合的自动化程度和可靠性,进而可以提升焊接效率和焊接效果,且避免了人为操控而带来的安全隐患。
更可选地,所述驱动装置为所述感应线圈2提供开合驱动,可以包括:在所述焊接头装置所属感应钎焊系统的控制装置的控制下提供开合驱动。
由此,通过在控制装置的控制下开合,自动化程度更高,开合可靠性和安全性更好。
更可选地,所述驱动装置使所述感应线圈2通电加热时的上下移动,可以包括:上下周期性移动。
例如:可以在焊接加热时感应线圈上下周期性移动,从而进一步提高加热均匀性。
由此,通过周期性移动,可以更可靠、更稳定地提升加热均匀性,加热效果更好。
在一个可选例子中,所述定位工装,可以用于对所述待焊接工件进行定位。其中,定位工装可以对待焊接工件进行定位。配管可以通过人工或机械手完成。
例如:仿形线圈结合机器人定位,可极大地提高焊接适用性。机器人按照设定的路径运行至焊接位置进行定位,将E、S、C管同时焊接完成后再使用此机器人定位D管单独焊接。因此,焊接工作台可设计为固定工作台或转台式工作台,可极大地减少焊接设计难度,提高生产的通用性,最大程度地发挥机器人柔性功能。也可以指导四通阀组件设计时预留感应线圈的进出空间,促使设计更加规范合理,提高组件的焊接效率。
例如:定位工装,可以进行零件(即待焊接工件,可以参见图21所示的例子)的定位,然后配管,成型后呈现为图4所示的部件。
由此,通过定位工装的定位,可以提升焊接的稳定性和安全性。
在一个可选例子中,所述通讯装置,可以用于获取所述焊接头装置、所述焊接头装置所属感应钎焊系统中至少之一的焊接参数,并对所述焊接参数进行输出、存储、显示中的至少一种操作,以作为对所述焊接头装置所属感应钎焊系统的焊接工艺、控制参数中的至少之一进行优化的依据。
例如:使所述焊接头装置所属感应钎焊系统的控制装置,根据所述焊接参数,对感应钎焊系统的焊接工艺、所述控制装置自身的控制参数中的至少之一进行优化。
可选地,所述通讯装置,可以包括:RS485模块、RS232模块中的至少之一。当然,通讯装置,也可以包括其它能够实现信息化采集的模块。
例如:该通讯装置,可以包括:RS485通讯模块。在钎焊过程中,可以获取焊接参数,并将焊接参数通过设备(例如:该设备,可以是感应钎焊系统,也可以是感应钎焊系统中一个部件)上的RS485通讯输出,将焊接信息输出和储存,做到后期追溯与焊接优化提高。
由此,通过多种形式的通讯方式,有利于提升通讯的灵活性和便捷性。
例如:焊接工艺革新,设备可监控、提取焊接信息,为长期优化工艺和信息化提供方法,再者不使用燃气管道,减少车间管路布局,消除动火工位,使车间布局更简洁。
由此,通过通讯装置的设置,可以对焊接参数进行及时处理和应用,进而进行优化,有利于进一步提升焊接效率和焊接效果,且人性化好。
经大量的试验验证,采用本实施例的技术方案,通过在感应线圈上分布磁芯,改变感应线圈上的磁场分布、并加强中间磁场强度,以实现同时焊接两个以上焊点,降低了几个临近焊点的焊接操作难度,并提升了焊接效率和焊接质量。
根据本实用新型的实施例,还提供了对应于焊接头装置的一种感应钎焊系统。参见图23所示本实用新型的系统的一实施例的结构示意图。该感应钎焊系统可以包括:控制装置;还可以包括:一所述的焊接头装置。
其中,所述控制装置,可以用于控制所述焊接头装置中的感应线圈2上下移动。
可选地,所述控制装置,可以包括:机器人定位系统和机械手部件。
其中,所述机器人定位系统的控制端与所述机械手部件连接。所述机械手部件与所述焊接头装置连接。
在一个可选实施方式中,还包括:保温装置、冷却装置中的至少之一。
在一个可选例子中,所述保温装置,可以用于在焊接过程中,对所述焊点进行保温。
其中,保温可以用于焊接过程,体现在焊接工艺上。
由此,通过保温装置的保温,可以提升焊接效果,且节能效果好。
在一个可选例子中,所述冷却装置,可以用于在焊接结束后对所述感应线圈2、所述磁芯3、所述待焊接工件中的至少之一进行冷却降温。
其中,冷却主要是针对焊接零件,保护其主要部位不至因焊接高温损坏而设置,感应电源由冷水机冷却。
由此,通过冷却装置的冷却降温,可以在焊接完成后迅速降温,可靠性高,安全性强。
可选地,所述冷却装置,可以包括:冷却循环水路。
例如:定位工装和冷却装置的结构,可以参见图17、图18、图19、图20和图21所示的例子。在图17、图18、图19、图20和图21所示的例子中,定位工装还可以包括定位管口8;冷却装置可以包括冷却循环水路,冷却循环水路的冷却液位可以在F处;气缸可以包括第一气缸41和第二气缸42。
例如:针对该感应钎焊系统,可以结合定位工装和冷却装置,对四通阀进行感应钎焊。
由此,通过冷却循环水路进行冷却,结构简单,冷却灵活性好,且节能效果好。
可选地,当所述焊接头装置包括定位工装时,所述定位工装与所述冷却装置一体式设置。
例如:定位工装和冷却循环水路合二为一,且定位精准,冷却有效。例如:定位工装和冷却循环水路合二为一,且定位精准,冷却有效。
其中,将定位工装和冷却循环水路合二为一,可以持续冷却,焊接效果和安全性更好。
由此,通过将定位工装和冷却装置一体式设置,可以提升定位精度,保证冷却效果。
在一个实施方式中,该感应钎焊系统,可以包括:感应线圈。下面可以参见图1、图2和图3所示的例子,对感应线圈结构进行具体说明。
其中,该感应钎焊系统的感应钎焊,是利用交变的电流产生磁场再耦合在金属工件上形成感应电动势,再在金属工件上形成闭环电流,并转化为焦尔热致使金属工件升温,利用这个特性可将金属焊接工件加热到钎焊温度,就能实现感应钎焊功能。其中,感应线圈是产生磁场并与工件(即金属工件)耦合的关键零件,因此,感应线圈的形状、结构对加热的方式和加热效果起着决定性的作用。而感应加热的最佳距离是零件(即金属工件)与感应线圈的距离为1-2mm,为设计美观和操作方便,以下将详细说明本申请的特点。
其中,零件与感应线圈的距离,具体为零件的铜管(例如:铜管接头9)与感应线圈的间隙G,可以参见图24至图26所示的例子。
在一个例子中,感应线圈的结构几乎就是两种,一种是闭合的圆形线圈,如图2所示;另一种是开口的U形线圈,如图1所示。
其中,因U形结构感应线圈存在缺口,在缺口处存在漏磁现象,在加热的过程中就会在此处(即U形线圈的开口处或缺口处)有升温滞后现象,且缺口越大漏磁越严重;所以在焊接直径越大的管,焊接效果越差;再者是开口线圈的漏磁现象,加热到同样的温度,需要更多的时间,使焊接效率下降。若使用闭环线圈,虽然可以避免漏磁现象,但是闭环线圈的柔性差,两端大中间小,或者是焊缝两端有折弯结构的异形结构,闭环线圈都难以套在焊缝处加热。
进而,产生了图3所示的这种设计,兼顾闭环的加热优势,又有U形结构的柔性,但旋转开合需要空间,以及实现自动化开合比较困难;线圈需在开合处进行接触或旋转处接触,因此极易出现打火现象,烧毁线圈,使得线圈的使用寿命短。
在一个可选例子中,为了使图3所示的这种开口线圈的加热效果与闭环线圈结构的加热效果基本相同,与图3所示的这种开口线圈的旋转开合相比,实现自动化更容易,且开合的空间更小。在开合动作上,可以使用气缸、伺服电机、液压装置等移动元件,均能满足自动开合的需求,实现起来更加容易。
可选地,对于所述感应线圈,可以设计仿形结构。通过设计仿形线圈,利用本申请设计的仿形线圈一次钎焊成型,提高生产效率。
可见,采用仿形结构设计可提高焊接工艺的柔性,提高焊接技术的通用性。
在一个可选例子中,所述感应线圈,可以采用开合式感应线圈结构,焊接时线圈自动合并为一体,焊接结束后线圈自动张开,增强感应钎焊的柔性,加大应用范围,同时提高加热均匀性和提高焊接效率。
可见,开合线圈结构可解决长“U”形线圈加热铜管不均匀的问题。其中,开合式的长“U”线圈同时焊接两个以上的焊点。例如:开合式的长“U”仿形线圈可同时焊接四通阀上的ESC三个管。
其中,设置长U形线圈,需要使感应线圈与零件(即待焊接工件)之间具有1-2mm的间隙或距离。
在一个可选实施方式中,该感应钎焊系统,可以包括:感应线圈和磁芯。下面对磁芯设计进行具体说明。
根据欧姆定律和阻抗匹配原则,磁芯愈大愈厚在相同交变电流下,磁场强度愈大;磁芯愈厚,加热损耗愈大;磁芯愈多,线圈的阻抗愈大,而感应加热的阻抗匹配需求成开口向下的二次曲线,有一个值对应输出的最大值,然后往两边变化均减小输出,因此设计线圈需与感应电源相匹配,在确定线圈设计轮廓后,在线圈上布置磁芯可选择Mn-Zn铁氧体、Ni-Zn铁氧体和硅钢片等,其效果如下表:
其中,由于感应钎焊的加热时间较短,所以硅钢片的稳定性对其工艺影响不大;在设计感应加热范围时,除了可使用仿形的手段外,还可以在线圈上布置磁芯,集中加热区域或补偿加热区域,根据磁芯的加热损耗、磁场集中区域,选择磁芯的大小、厚薄和材质进行综合设计。
其中,因交变电流产生的感应磁场,其强度分布为距离交变电流越近越强,所以在感应线圈靠近中心的位置磁场强度相对更弱,为补偿该区域的磁场强度,所以增加磁芯。加热区域是指零件受热的区域,此处指焊接区域。补偿区域,指在磁场弱的部位,增加磁芯,提高其磁场强度,在焊接四通阀的ESC管时,S管位于中心,磁场较弱,升温滞后,为促进焊接升温一致性,在中心处增加磁芯,补偿其磁场强度。
例如:对应5P四通阀(例如:5P空调的四通阀),ESC铜管管端成型后OD21.3(即成型后ESC铜管管端的外径),深度19mm,ESC管间的间距29mm,因此线圈内部空间设计为85mm*25mm*30mm(即长*宽*高),并在对应的ESC管处增加硅钢片,其厚度2.5mm,对应EC管上的硅钢片宽度22mm,对应S管上的硅钢片宽度23mm;因处于中间的S管因离线圈的平均距离远,所以耦合的磁场少。为弥补此缺陷,所以将线圈磁芯进行合理布局,根据试验验证,若磁芯均为对应EC管上的硅钢片(例如:该硅钢片宽度22mm),测试发现中间S管加热滞后2-3S,再进行焊接时会出现EC管过烧,而S管还未焊接好的现象出现;若均采用对应S管上的硅钢片(例如:该硅钢片宽度23mm),也出现上述情况。而采用试验中的分布布局,中间铜管的升温与两边铜管的升温情况基本相吻合,在焊接加热时再进行上下移动,可完成均匀加热。
其中,采用试验中的分布布局,中间铜管的升温与两边铜管的升温情况基本吻合,例如:处于S管位置的硅钢片厚度大于处于E、C管的位置的硅钢片;较好地弥补了因线圈结构导致的中间磁场弱的情况,最终体现即为三根管的升温一致。
可选地,感应线圈优化结构或按需增加磁芯,改变通电后线圈上的磁场。例如:感应线圈上分布硅钢片,硅钢片加工为半工字形结构卡在线圈中,其中硅钢片的厚度2.4-2.6mm,目的是减少磁损耗。
可见,采用本方案技术中关于选择磁芯的材质、设计磁芯结构、合理布局磁芯位置可实现加热区域均匀性。
在一个可选例子中,由于四通阀中的S管是处在感应线圈中间的铜管,因耦合的磁场较少,会出现升温滞后现象。为此,本实施例中将线圈上分布磁芯,改变感应线圈上的磁场分布,且加强中间磁场强度,以避免四通阀中的S管在感应钎焊时出现升温滞后现象,实现同时焊接两个以上焊点。
例如:通过将线圈上分布磁芯,可以同时焊接电子阀中的两个管,也可以同时焊接四通阀中的三个管(例如:C管、S管和E管)。其中,电子阀的结构可以参见图22所示的例子,四通阀的结构可以参考图4、图5、图13、图14、图15和图16所示的例子。
进一步地,可以在焊接加热时感应线圈上下周期性移动,从而进一步提高加热均匀性。
在一个可选实施方式中,该感应焊接系统,还可以包括:感应线圈、磁芯和感应焊接电源。其中,该感应电源(例如:感应焊接电源),可以为开合电源。下面对开合电源方案进行具体说明。
在一个可选例子中,由于大多数的感应焊接电源均为单一电源,线圈必须形成一个回路,因此:
可选地,方案一是将一个电源主体设计为相同的两个输出端,再将半个感应线圈设计为一个输出电源回路,称半线圈,这样两个输出端就可以组成一个类似于闭环结构的感应加热区域。
可选地,方案二是将两个相同型号电源集成在一起,再将两个半线圈合并为类似于闭环结构的感应加热区域。
可选地,方案三是将一个电源输出端设计为两个输出头,这样两个输出端结合半线圈也可以合并为类似于闭环结构的感应加热区域。
可选地,方案四是一个电源的单输出端,利用中间连接桥(例如:连接桥5)分别连接线圈(例如:全线圈22)的两个半线圈(例如:半线圈21)依然可以合并为类似于闭环结构的感应加热区域,可以参见图6、图7和图8所示的方案。在图6、图7和图8所示的方案中,单输出连接桥结构,还包括:接水口6和绝缘隔断7。
其中,接水口,可以指水路的快速接头,能方便的连接水管。结缘隔断,因感应线圈的的特殊结构,需电流流经线圈的整个回路,在线圈彼此靠的比较近的地方,需使用绝缘材料将两者隔离,避免短路。
具体地,方案一、二、三的线圈在工作过程不需两个半线圈彼此接触,可靠性更高;且该类线圈可设计的形状多样,且效果与闭合线圈的效果相同,加热均匀,可设计为多样的仿形形状,满足生产需求,兼容性更好。
其中,方案一、二、三,与图6、图7和图8所示的方案相比,此时半线圈为一个独立的电源回路,两个半线圈合成一个整体感应加热源(例如:两个半线圈可以合成一个全线圈),与闭环结构的加热效果相同。与图6、图7和图8所示的方案实现自动化的方式相同,且因两个半线圈彼此不接触,所以使用寿命更长,且可根据需求设计为各类仿形结构。
例如:可根据需求,将感应线圈的形状,设计为所需的仿形结构,得到仿形线圈。
具体地,方案四是半线圈与连接桥接触,影响使用寿命,可靠性略差。
更可选地,针对方案四,一种设计是半线圈与连接桥接触,通电时也容易出现打火、接触磨损等现象而损伤线圈,所以其使用寿命不长,可靠性略差,若接触位置选择煤油液封或钨铜材料,可加强线圈的耐用性。
更具体地,方案一和方案三分别是改变主机、输出变压器结构,设计制造成本低;方案二成本高。
可选地,在开合动作上可以使用气缸、伺服电机、液压装置等移动元件均能满足自动开合的需求,容易实现,在线圈上增加磁芯,且合理选择磁芯的材质、设计磁芯结构、合理布局磁芯位置,有针对性对磁场做出焊接需求的设计,可极大的提高其适用性和提高生产效率。
其中,气缸、伺服电机、液压装置仅提供进退的动力,在实现开合的动作上任选其一即可。
在一个可选实施方式中,该感应钎焊系统,可以包括:感应线圈、磁芯、感应钎焊电源、定位工装和冷却装置。下面对该最优方案进行具体说明。
在一个可选例子中,开合电源(即感应钎焊电源)使用方案一,即电源主体设计为相同的两个输出端,再将半个感应线圈设计为一个输出电源回路;磁芯选择硅钢片,开合选用气缸,整个感应电源的输出线圈集成在工业机器人上。
可选地,可以针对四通阀结构,对该感应钎焊系统的焊接过程进行说明。
具体地,四通阀上有四个管口需要焊接,分别为E、S、C、D管,为一次焊接完成E、S、C三根铜管,需设计相应的感应线圈,实现一次钎焊成型。可分为改四通阀ESC管口结构和线圈设计高低仿形结构,可以参见图13、图14、图15和图16所示的例子。
在一个可选例子中,定位工装和冷却装置的结构,可以参见图17、图18、图19、图20和图21所示的例子。在图17、图18、图19、图20和图21所示的例子中,定位工装还可以包括定位管口8;冷却装置可以包括冷却循环水路,冷却循环水路的冷却液位可以在F处;气缸可以包括第一气缸41和第二气缸42。
可选地,针对该感应钎焊系统,可以结合定位工装和冷却装置,对四通阀进行感应钎焊。其中,对四通阀进行感应钎焊的过程,可以包括:
(1)通过一个气阀控制两个气缸伸出,实现限位管口的定位块工装移动,将腔体暴露出来。
其中,步骤(1)中的气阀、两个气缸、限位管口、定位块工装、腔体,可以参见图21所示的例子。气阀可以是类似开关的部件。气缸和与之联动的限位块中,方形结构为气缸,限位块为“U”形槽口。四通阀中单独伸出的为D管,并行的三根为ESC管。
(2)将四通阀放置于在内腔体中定位台上,因D管单独伸出,所以工件自身带有防呆作用。
(3)闭合气阀,此时限位管口的定位滑块移动,闭合腔体,将E、S、C、D管进行校准和定位。
(4)腔体下部连接有水管,在下面往腔体中泵水,当水面超过液位时,多余的水流走,此时水位刚好淹没阀体(即四通阀的阀体),保证焊接时阀体温度基本维持常温,不至于烫坏阀体内的塑料滑块。
(5)再将其(即四通阀的阀体)与铜管按设计图示配接在管口上,完成定位配管工作。
其中,步骤(2)中的内腔体、定位台,步骤(3)中的定位滑块,定位滑块指与气缸联动的限位“U”形槽,步骤(4)中的水管、阀体,可以参见图18所示的例子。因定位工装的腔体较大,在与腔体内部相通的位置焊接一个快速接头接水管即可;阀体指四通阀,因其具有转向作用,在内部有一个控制工质流向的小滑块(塑料件),为防止焊接温度损坏该滑块,需对阀体进行冷却。
通过上述步骤(1)至步骤(5),钎焊完成的四通阀,可以参见图4和图5所示的例子。
在一个可选例子中,可以将定位工装与冷却装置合二为一,保证定位精度,保证焊接外观饱满。
可选地,定位工装和冷却循环水路合二为一,且定位精准,冷却有效。例如:定位工装和冷却循环水路合二为一,且定位精准,冷却有效。
在一个可选实施方式中,该感应钎焊系统,还可以包括:机器人,可以参见图23所示的例子。下面结合机器人,对使用该感应钎焊系统进行焊接的过程进行具体说明。在图23所示的例子中,该感应钎焊系统,可以包括:变压器1、感应线圈2、磁芯3和气缸4。
其中,仿形线圈结合机器人定位,可极大地提高焊接适用性。机器人按照设定的路径运行至焊接位置进行定位,将E、S、C管同时焊接完成后再使用此机器人定位D管单独焊接。因此,焊接工作台可设计为固定工作台或转台式工作台,可极大地减少焊接设计难度,提高生产的通用性,最大程度地发挥机器人柔性功能。也可以指导四通阀组件设计时预留感应线圈的进出空间,促使设计更加规范合理,提高组件的焊接效率。
其中,感应线圈可以是平齐四通阀焊接线圈23,可以参见图9和图10所示的例子。感应线圈还可以是山字四通阀焊接线圈24,可以参见图11和图12所示的例子。
可选地,焊接时机器人上下移动,增加焊接均匀性。
可见,采用本方案中的机器人定位可解决自动化定位的难题,以及工作台为定点还是转台通用性问题,缩短定位时间,提高通用性,提高焊接效率。
在一个可选例子中,该感应钎焊系统,还可以实现焊接拓展。
可选地,可将焊点相邻、等高的焊点一次焊接完成,如电子阀,可以参见图22所示的例子。这样,空气调节器中的并行管路焊点在以后的设计中不用避开也能焊接,且焊接时不用担心彼此受到影响,其具体焊接过程可以包括:
1)将使用定位工装将零件(例如:电子阀)固定,再按照组件设计图纸的指示逐一将管路组装完毕。
2)通过机器人定位系统,将感应线圈移动到需要焊接的位置。
3)通过感应线圈上的气缸控制连杆伸长,带动感应线圈闭合。
4)此时调用焊接程序,焊接处将经历加热、保温和冷却过程。
5)感应线圈上的气缸收回连杆,打开感应线圈,复位机器人。
6)整个系统再次重复上述步骤2)至步骤5),依次将组件上的焊点焊接完成,然后重复整个焊接动作。
可见,此钎焊新工艺可极大地发挥感应钎焊的优势,可以替代火焰钎焊,且优于火焰钎焊。
在一个可选实施方式中,该感应钎焊系统,还可以包括:通讯装置。
可选地,该通讯装置,可以包括:RS485通讯模块。在钎焊过程中,可以获取焊接参数,并将焊接参数通过设备(例如:该设备,可以是感应钎焊系统,也可以是感应钎焊系统中一个部件)上的RS485通讯输出,将焊接信息输出和储存,做到后期追溯与焊接优化提高。
可见,焊接工艺革新,设备可监控、提取焊接信息,为长期优化工艺和信息化提供方法,再者不使用燃气管道,减少车间管路布局,消除动火工位,使车间布局更简洁。
由于本实施例的系统所实现的处理及功能基本相应于前述图1至图22所示的装置的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
经大量的试验验证,采用本实用新型的技术方案,通过在焊接加热时感应线圈上下周期性移动,进一步提高加热均匀性。
根据本实用新型的实施例,还提供了对应于感应钎焊系统的一种感应钎焊系统的焊接方法。该感应钎焊系统的焊接方法,可以是基于以上所述的感应钎焊系统的焊接方法。
具体地,该焊接方法可以包括:使所述感应线圈2以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接;根据所述待焊接工件的焊点分布加强两个以上不同位置设定焊点对应的焊缝处的磁场强度,以使所述感应线圈2同时焊接两个以上所述焊点。
例如:可以在线圈上布置磁芯,集中加热区域或补偿加热区域,根据磁芯的加热损耗、磁场集中区域,选择磁芯的大小、厚薄和材质进行综合设计。
例如:将线圈上分布磁芯,改变感应线圈上的磁场分布,且加强中间磁场强度,以避免四通阀中的S管在感应钎焊时出现升温滞后现象,实现同时焊接两个以上焊点。
由此,通过在感应线圈上布置磁芯,可以改变通电后感应线圈上磁场分布情况、并加强中间部分的磁场强度,进而实现同时焊接两个以上焊点,提升焊接效率和焊接效果。
可选地,当所述待焊接工件可以包括四通阀时,在所述使所述感应线圈2以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接的过程中、和/或焊接结束后,使所述感应线圈2以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接,具体可以包括:
1)在完成所述四通阀的定位配管工作之后,通过所述控制装置将所述感应线圈2移动到待焊接工件的焊点处。
2)通过所述焊接头装置中的气缸控制预先设置的连杆伸长,带动所述感应线圈2闭合。
3)调用预设的焊接程序,使所述焊点处经历加热、保温和冷却过程。
4)通过所述气缸收回所述连杆,打开所述感应线圈2,复位所述控制装置。
可选地,使所述感应线圈2以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接,具体还可以包括:在对所述四通阀的一个焊点焊接结束后,重复上述步骤1)至步骤4),以将所述感应线圈2移动至待焊接工件的下一个焊点处。
可见,此钎焊新工艺可极大地发挥感应钎焊的优势,可以替代火焰钎焊,且优于火焰钎焊。
在一个可选例子中,使所述感应线圈2以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接,可以包括:在焊接开始前、和/或焊接结束后张开,以使所述待焊接工件进入所述感应线圈2中的加热区域;以及,在焊接时合并为一体,以使所述加热区域包围在两个以上所述焊点的外周。
例如:所述感应线圈,可以采用开合式感应线圈结构,焊接时线圈自动合并为一体,焊接结束后线圈自动张开,增强感应钎焊的柔性,加大应用范围,同时提高加热均匀性和提高焊接效率。
由此,通过采用开合结构的感应线圈,可以增强感应钎焊的柔性,加大应用范围,同时提高加热均匀性和提高焊接效率。
在一个可选实施方式中,在所述使所述感应线圈2以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接之前,还可以包括:为所述感应线圈2提供感应加热电源。
例如:方案四是一个电源的单输出端,利用中间连接桥(例如:连接桥5)分别连接线圈(例如:全线圈22)的两个半线圈(例如:半线圈21)依然可以合并为类似于闭环结构的感应加热区域,可以参见图6、图7和图8所示的方案。
例如:针对方案四,一种设计是半线圈与连接桥接触,若接触位置选择煤油液封或钨铜材料,可加强线圈的耐用性。
例如:方案一、二、三的线圈在工作过程不需两个半线圈彼此接触,可靠性更高;且该类线圈可设计的形状多样,且效果与闭合线圈的效果相同,加热均匀,可设计为多样的仿形形状,满足生产需求,兼容性更好。
由此,通过多种形式的开合电源,可靠性高,兼容性好,有利于提升加热效果和加热效率。
在一个可选实施方式中,在所述使所述感应线圈2以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接之前,还可以包括:为所述感应线圈2提供开合驱动,以使所述感应线圈2张开或合并;和/或,为所述感应线圈2提供移动驱动,以使所述感应线圈2通电加热时上下移动。
例如:中间铜管的升温与两边铜管的升温情况基本相吻合,在焊接加热时再进行上下移动,可完成均匀加热。
例如:焊接时机器人上下移动,增加焊接均匀性。
由此,通过在焊接时使感应线圈上下移动,可以提升加热均匀性性,进而提升焊接效率和焊接效果。
在一个可选实施方式中,在所述使所述感应线圈2以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接之前,还可以包括:对所述感应线圈2、所述磁芯3、所述待焊接工件中的至少之一进行定位配管。
在一个可选例子中,当所述待焊接工件可以包括四通阀时,所述对所述感应线圈2、所述磁芯3、所述待焊接工件中的至少之一进行定位配管,可以包括:
(1)通过预先设置的一个气阀控制两个气缸伸出,使定位工装的限位管口处的定位块工装移动,将定位工装的内腔体暴露出来。
(2)将所述四通阀放置于所述内腔体中的定位台上,使所述四通阀的D管单独伸出。
(3)闭合所述气阀,此时所述限位管口的定位滑块移动,闭合所述内腔体,对所述四通阀的E管、S管、C管、D管进行校准和定位。
(4)通过所述内腔体下部连接的水管,往所述内腔体中泵水,当水面超过设定液位时,多余的水流走,此时水位刚好淹没所述四通阀的阀体。
(5)再将所述阀体与铜管按设定方式进行配接,以完成所述四通阀的定位配管工作。
例如:仿形线圈结合机器人定位,可极大地提高焊接适用性。机器人按照设定的路径运行至焊接位置进行定位,将E、S、C管同时焊接完成后再使用此机器人定位D管单独焊接。因此,焊接工作台可设计为固定工作台或转台式工作台,可极大地减少焊接设计难度,提高生产的通用性,最大程度地发挥机器人柔性功能。也可以指导四通阀组件设计时预留感应线圈的进出空间,促使设计更加规范合理,提高组件的焊接效率。
由此,通过定位工装的定位,可以提升焊接的稳定性和安全性。
在一个可选实施方式中,在所述使所述感应线圈2以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接的过程中、和/或焊接结束后,还可以包括:对所述焊点进行保温。
由此,通过保温装置的保温,可以提升焊接效果,且节能效果好。
在一个可选实施方式中,在所述使所述感应线圈2以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接的过程中、和/或焊接结束后,还可以包括:在焊接结束后对所述感应线圈2、所述磁芯3、所述待焊接工件中的至少之一进行冷却降温。
由此,通过冷却装置的冷却降温,可以在焊接完成后迅速降温,可靠性高,安全性强。
在一个可选实施方式中,在所述使所述感应线圈2以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接的过程中、和/或焊接结束后,还可以包括:获取所述焊接头装置、所述焊接头装置所属感应钎焊系统中至少之一的焊接参数,并对所述焊接参数进行输出、存储、显示中的至少一种操作,以作为对所述焊接头装置所属感应钎焊系统的焊接工艺、控制参数中的至少之一进行优化的依据。
例如:该通讯装置,可以包括:RS485通讯模块。在钎焊过程中,可以获取焊接参数,并将焊接参数通过设备(例如:该设备,可以是感应钎焊系统,也可以是感应钎焊系统中一个部件)上的RS485通讯输出,将焊接信息输出和储存,做到后期追溯与焊接优化提高。
例如:焊接工艺革新,设备可监控、提取焊接信息,为长期优化工艺和信息化提供方法,再者不使用燃气管道,减少车间管路布局,消除动火工位,使车间布局更简洁。
由此,通过通讯装置的设置,可以对焊接参数进行及时处理和应用,进而进行优化,有利于进一步提升焊接效率和焊接效果,且人性化好。
由于本实施例的方法所实现的处理及功能基本相应于前述图23所示的系统的实施例、原理和实例,故本实施例的描述中未详尽之处,可以参见前述实施例中的相关说明,在此不做赘述。
经大量的试验验证,采用本实用新型的技术方案,通过采用开合式感应线圈结构,焊接时线圈自动合并为一体,焊接结束后线圈自动张开,增强感应钎焊的柔性,加大应用范围,同时提高加热均匀性和提高焊接效率。
综上,本领域技术人员容易理解的是,在不冲突的前提下,上述各有利方式可以自由地组合、叠加。
以上所述仅为本实用新型的实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的权利要求范围之内。
Claims (12)
1.一种焊接头装置,其特征在于,包括:感应线圈(2)和磁芯(3);其中,
所述感应线圈(2),用于以通电加热的方式对待焊接工件的焊点进行焊接;
所述磁芯(3),布置在所述感应线圈(2)上,用于根据所述待焊接工件的焊点分布加强两个以上不同位置设定焊点对应的焊缝处的磁场强度,以使所述感应线圈(2)同时焊接两个以上所述焊点。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,其中,
所述磁芯(3)的结构,包括:半工字形结构、块状结构中的至少之一;其中,所述半工字形结构,包括:C形结构;
和/或,
所述磁芯(3),通过预设的绝缘体安装在所述感应线圈(2)中;
和/或,
所述磁芯(3)的材质,包括:硅钢片、铁氧体中的至少之一;
和/或,
所述磁芯(3)的厚度,包括:2.4-2.6mm。
3.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,所述感应线圈(2)的结构,包括:开合结构、仿形结构中的至少之一;其中,
所述开合结构,用于在焊接开始前、和/或焊接结束后张开,以使所述待焊接工件进入所述感应线圈(2)中的加热区域;以及,在焊接时合并为一体,以使所述加热区域包围在两个以上所述焊点的外周;
和/或,
所述仿形结构,具有仿照所述待焊接工件的形状而形成的结构,以使具有所述仿形结构的所述感应线圈(2)对所述待焊接工件进行适配焊接。
4.根据权利要求3所述的装置,其特征在于,其中,
具有所述开合结构的所述感应线圈(2),包括:第一半线圈和第二半线圈;所述第一半线圈和所述第二半线圈,在合并为一体时形成全线圈;
和/或,
具有所述仿形结构的所述感应线圈(2),包括:平齐四通阀焊接线圈(23)、山字四通阀焊接线圈(24)中的任一个;其中,
所述平齐四通阀焊接线圈(23),用于至少对四通阀中平齐排布的C管、S管和E管进行一次性焊接;和/或,
所述山字四通阀焊接线圈(24),用于至少对四通阀中呈山字形排布的C管、S管和E管进行一次性焊接。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,其中,
所述第一半线圈和所述第二半线圈之间,对称或不对称设置;
和/或,
所述第一半线圈和所述第二半线圈,具有相同结构或不同结构。
6.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,还包括:电源装置和驱动装置、定位工装、通讯装置中的至少之一;其中,
所述电源装置,用于为所述感应线圈(2)提供感应加热电源;所述感应加热电源,包括:开合电源;
和/或,
所述驱动装置,用于为所述感应线圈(2)提供开合驱动,以使所述感应线圈(2)张开或合并;和/或,为所述感应线圈(2)提供移动驱动,以使所述感应线圈(2)通电加热时移动;
和/或,
所述定位工装,用于对所述待焊接工件进行定位;
和/或,
所述通讯装置,用于获取所述焊接头装置、所述焊接头装置所属感应钎焊系统中至少之一的焊接参数,并对所述焊接参数进行输出、存储、显示中的至少一种操作,以作为对所述焊接头装置所属感应钎焊系统的焊接工艺、控制参数中的至少之一进行优化的依据。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,其中,
当所述感应线圈(2)包括第一半线圈和第二半线圈时,
所述开合电源,包括:电源本体、连接桥(5)和绝缘隔断(7);其中,
所述电源本体的单输出端与所述连接桥(5)的主体连接,所述连接桥(5)的第一桥臂与所述第一半线圈连接,所述连接桥(5)的第二桥臂与所述第二半线圈连接;其中,在相应桥臂与相应半线圈之间的接触位置处,设置有煤油液封结构和/或钨铜材料结构;
所述绝缘隔断(7)设置在所述第一桥臂与所述第二桥臂之间;
或者,
所述开合电源,包括:电源主体;所述电源主体的第一输出端与所述第一半线圈连接,形成第一输出电源回路;所述电源主体的第二输出端与所述第二半线圈连接,形成第二输出电源回路;其中,所述第一输出端和所述第二输出端的结构相同;
或者,
所述开合电源,包括:第一电源和第二电源;所述第一电源与所述第一半线圈连接,所述第二电源与所述第二半线圈连接;
或者,
所述开合电源,包括:电源主体;所述电源主体的输出端的第一输出头,与所述第一半线圈连接;所述电源主体的输出端的第二输出头,与所述第二半线圈连接;
和/或,
所述驱动装置用于提供所述开合驱动的结构,包括:气缸(4)、伺服电机、液压装置;其中,
所述液压装置、所述伺服电机和所述气缸(4),依次适配设置;所述气缸(4),还与所述感应线圈(2)的供电电源适配设置。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,其中,
所述开合电源,还包括:接水口(6);
所述接水口(6),设置在所述连接桥(5)的主体、所述第一桥臂、所述第二桥臂中的至少之一上,用于当所述焊接头装置所属感应钎焊系统的冷却装置包括冷却循环水路时,与所述冷却循环水路连接,以对所述感应线圈(2)和/或所述开合电源进行冷却降温;
和/或,
所述电源本体,包括:变压器(1);所述变压器(1),用于与交流电源连接,以根据所述感应线圈(2)的感应加热需要供电;
和/或,
所述驱动装置为所述感应线圈(2)提供开合驱动,包括:在所述焊接头装置所属感应钎焊系统的控制装置的控制下提供开合驱动;
和/或,
所述驱动装置使所述感应线圈(2)通电加热时的上下移动,包括:上下周期性移动;
和/或,
所述通讯装置,包括:RS485模块、RS232模块中的至少之一。
9.根据权利要求1或2所述的装置,其特征在于,其中,
所述感应线圈(2)与所述待焊接工件之间的感应加热距离,包括:1-2mm;
和/或,
所述感应线圈(2),包括:长U形感应线圈、半圆形感应线圈中的至少之一;
和/或,
所述待焊接工件,包括:具有两个以上焊点的金属工件;
其中,所述金属工件,包括:四通阀、电子阀中的至少之一。
10.一种感应钎焊系统,其特征在于,包括:控制装置;
还包括:如权利要求1-9中任一项所述的焊接头装置;其中,
所述控制装置,用于控制所述焊接头装置中的感应线圈(2)移动。
11.根据权利要求10所述的系统,其特征在于,所述控制装置,包括:机器人定位系统和机械手部件;其中,
所述机器人定位系统的控制端与所述机械手部件连接;
所述机械手部件与所述焊接头装置连接。
12.根据权利要求10或11所述的系统,其特征在于,还包括:保温装置、冷却装置中的至少之一;其中,
所述保温装置,用于在焊接过程中,对所述焊点进行保温;
和/或,
所述冷却装置,用于在焊接结束后对所述感应线圈(2)、所述磁芯(3)、所述待焊接工件中的至少之一进行冷却降温。
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CN201721334144.6U CN207431456U (zh) | 2017-10-17 | 2017-10-17 | 一种焊接头装置及感应钎焊系统 |
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CN110328424A (zh) * | 2019-05-30 | 2019-10-15 | 北京控制工程研究所 | 一种用于导线连接的高可靠感应钎焊焊接接头和焊接方法 |
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