CN209936105U - 一种利用涂层加热的真空扩散焊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种利用涂层加热的真空扩散焊装置，包括：涂层加热组件、液压系统、升降机构、及控制系统；其中，所述涂层加热组件包括壳体、模具支撑件、隔热板、模具、及加热板，所述加热板上涂覆有导电加热涂层，所述加热板、所述液压系统分别与所述控制系统进行电连接，液压系统可在驱动涂层加热组件之间的相对运动。本实用新型通过导电加热涂层实现了加热板的均匀加热，并可快速将加热板的热量传导给模具；通过隔热板、模具支撑件的设置有效阻止加热板的热量传导到加热腔室以外，壳体及其他部件的过热现象，提高了热量利用率；在设置了真空系统的情况下，使焊接产品处于近真空状态，提高了焊接质量。

Description

一种利用涂层加热的真空扩散焊装置

技术领域

本实用新型涉及真空扩散焊技术领域，尤其涉及一种利用涂层加热的真空扩散焊装置。

背景技术

传统的扩散焊设备是通过把待焊接产品置于上下两层石墨焊接模具之间，使其在热传导下达到设定的温度后进行加压焊接成型。现有扩散焊装置通常包括两块相对设置的石墨模具和两个高频感应线圈加热组件、及与其中一个加热组件连接的驱动组件。两个高频加热组件分别用于对该两块石墨模具进行加热，产品放置于该两块石墨模具之间，驱动组件施加压力至石墨模具，以对模具内的焊接产品进行预热、挤压。然而，高频感应线圈加热的区域温度不均匀，容易导致产品焊接出现不均匀焊接；且高频加热线圈的热转化率较低，产生的高温会传递至与其连接的驱动组件等部件，使其他各部件长时间处于高温或过热的状态，从而影响了焊接设备的使用寿命。且现有技术的扩散焊设备多是在是在常压下进行，由于空气中氧气的存在，在高温状态下会出现产品表面氧化而导致产品内部焊接不良，且焊接时大量的热能散失到外界环境中，热量的损耗较大。

实用新型内容

为解决以上技术问题，本实用新型的目的是提供一种利用涂层加热的真空扩散焊装置，其加热组件的加热温度均匀稳定、具有良好的隔热性能，扩散焊装置的热量利用率高，焊接质量好。

本实用新型采用以下技术方案：

一种利用涂层加热的真空扩散焊装置，包括：涂层加热组件、液压系统、升降机构、及控制系统；其中：

所述升降机构，包括机架、活动板和底板，所述活动板活动连接于所述机架，所述液压系统的液压驱动装置连接所述活动板，用于驱动所述活动板朝向或远离所述底板的运动；

所述涂层加热组件，所述涂层加热组件包括：壳体、模具支撑件、隔热板、模具、及加热板，且所述壳体内设有加热腔室，所述模具支撑件、加热板、模具由内至外依次设于所述加热腔室内，所述隔热板包括第一隔热板，所述第一隔热板设于所述加热板与所述壳体之间，且所述第一隔热板与所述加热板、所述壳体之间有隔热空隙，所述加热板上涂覆有导电加热涂层；

所述涂层加热组件包括相对设置的第一涂层加热组件和第二涂层加热组件，所述第一涂层加热组件的壳体与所述活动板相连接，所述第二涂层加热组件的壳体与所述底板相连接；

所述加热板、所述液压系统分别与所述控制系统进行电连接。

在一种优选实施例中，所述导电加热涂层设于所述加热板朝向基板的一侧，所述加热板朝向所述模具的一侧设有导热涂层。

在一种优选实施例中，所述导电加热涂层为石墨导电加热涂层、金属导电加热涂层、金属氧化物导电加热涂层、纳米管导电加热涂层、陶瓷导电加热涂层中的一种或几种的组合。

在一种优选实施例中，所述加热板上、设有所述导电加热涂层的一侧设有接线铜排，所述接线铜排与所述导电加热涂层直接接触。

在一种优选实施例中，所述加热板为不锈钢加热板、陶瓷加热板、铸铝加热板、铸铜加热板中的任意一种。

在一种优选实施例中，所述隔热板由低导热材料或者绝热材料制成，如泡沫材料、玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、陶瓷、气凝胶毡等。

在一种优选实施例中，所述壳体包括基板和侧板，所述基板与所述侧板垂直设置，所述基板与所述侧板合围而成的空间为加热腔，所述隔热板还包括第二隔热板，所述侧板与所述模具支撑件之间、与所述模具之间设有第二隔热板。

优选地，所述第二隔热板与所述模具支撑件之间、与所述模具之间有隔热间隙。

在一种优选实施例中，所述模具支撑件有两个或者更多个，且等距排列于所述基板上。

在一种优选实施例中，所述模具支撑件包括模具支撑件宽部和模具支撑件窄部，所述模具支撑件窄部位于靠近所述加热板的一侧；所述第一隔热板位于相邻两个所述模具支撑件窄部之间。

优选地，所述第一隔热板与所述基板之间、与所述加热板之间设有隔热间隙。

在一种优选实施例中，所述第二涂层加热组件的所述模具上设有产品定位销，所述第一涂层加热组件的所述模具上设有与所述产品定位销相匹配的产品定位孔。

在一种优选实施例中，所述模具支撑件采用具有高强度的低导热材料或者绝热材料制成，如陶瓷。

在一种优选实施例中，真空扩散焊装置还包括温控组件，所述温控组件包括温度传感器和温控器，所述温度传感器设于所述模具上，与所述温控器进行电连接，所述温控器与所述控制系统进行通信连接。

所述温度传感器能够检测所述模具的温度信息，并将其传递至温度控制器，温度控制器将信号传达所述控制系统，所述控制系统进行对所述加热板的加热状态进行自动调节。

在一种优选实施例中，所第一涂层加热组件的加热腔室和所述第二涂层加热组件的加热腔室闭合，形成一个密封腔室。

优选地，所述真空扩散焊装置还包括真空系统，所述真空系统包括真空泵和抽气管，所述抽气管的一端设于所述加热腔室内，另一端连接所述真空泵。

在一种优选实施例中，所述第一涂层加热组件上设有位置传感器，所述位置传感器与所述控制系统相连接，用于将第一涂层加热组件的位置信息传输给所述控制系统。

在一种优选实施例中，所述模具上设有压力传感器，所述压力传感器与所述控制系统相连接，用于检测模具对焊接产品的压力，并将压力值传输至所述控制系统。

在一种优选实施例中，所述控制系统，包括PLC可编程逻辑控制器，用于对加热板的加热状态进行控制。

与现有技术相对比，本实用新型的技术方案具有如下有益效果：

(1)涂层加热组件的加热板上涂覆有导电加热涂层，实现了加热板的均匀加热，并可快速将加热板的热量传导给模具；

(2)隔热板、模具支撑件的设置可减少加热板与其他部件的接触面积，有效阻止加热板的热量传导到加热腔室以外，确保壳体在高温状态下产生变形、以及其他零部件因过热而影响使用寿命，降低了热量损耗，提高了能量利用率；

(3)在设置了真空系统的情况下，真空泵在第一涂层加热组件和第二涂层加热组件接触到焊接产品时，启动抽真空，可使加热腔室内实现-95Kpa的真空状态，从而避免了因为空气中氧气的存在使焊接产品在高温下产生表面氧化而导致焊接不良的现象；

(4)在设置温控组件的情况下，控制系统可通过温控组件，自动调节加热板的工作状态，保持焊接的恒定温度。

附图说明

构成本申请的一部分附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型提供的利用涂层加热的真空扩散焊装置的结构示意图；

图2为涂层加热组件的结构示意图；

图3为模具支撑件和第一隔热板的局部放大图；

图4为加热板的结构示意图。

图例说明：

11、第一涂层加热组件；101、基板；100、侧板；102、第二隔热板；103、第一隔热板；104、模具支撑件；105、导电加热涂层；106、加热板；107、模具；108、第一隔热孔隙；109、第二隔热间隙，110、加热腔室；111、产品定位孔；112、接线铜排；12、第二涂层加热组件；128、产品定位销；2、升降机构；21、活动板；22、机架；23、底板；3、液压系统；31、液压驱动装置；4、控制系统；51、真空泵；52、抽气管；6、焊接产品。

具体实施方式

本实用新型提供一种利用涂层加热的真空扩散焊装置，为使本实用新型的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实例对本实用新型进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序，应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。

本实施例提供了一种利用涂层加热的真空扩散焊装置，如图1和图2所示，包括涂层加热组件、液压系统3、升降机构2、及控制系统4、及真空系统。其中，液压系统3包括液压驱动装置31。升降机构2包括机架22、活动板21和底板23，机架22竖直设置，且垂直于活动板21和底板23，活动板21在上，底板23在下，活动板21活动连接于机架22，比如通过套环或者滑轨滑块连接，活动板21可在液压驱动装置31的驱动下沿机架22做升降运动，即朝向或者远离所述底板23的运动。机架22也可平行于水平面设置，此时，活动板21和底板23竖直设置，分别连接机架22的左右两侧，活动板21在液压驱动装置31 的驱动下可沿水平方向运动。

如图1所示，所述加热涂层组件包括相对设置的第一涂层加热组件11和第二涂层加热组件12。如图2所示，涂层加热组件包括：壳体、模具支撑件104、第一隔热板103、第二隔热板102、模具107、及加热板106。壳体包括基板101 和侧板100，基板101与侧板100合围而成的腔室为加热腔室110，所述模具支撑件104、加热板106、模具107由内至外依次设于所述加热腔室110内。第一隔热板103设于所述加热板106与所述基板101之间。模具支撑件104可设置多个，等距排列在加热腔室110内，第一隔热板103设于相邻两个模具支撑件 104之间。

如图4所示，加热板106的背面(靠近基板101的一面)涂覆有导电加热涂层7，两侧设有接线铜排112，接线铜排112与导电加热涂层7直接接触，接线铜排112连接有电源，其作为电流输出端为导电加热涂层7提供电能。加热板106的正面(朝向模具的一侧)也可以设置导热涂层8。导电加热涂层7的设置可实现了对加热板106的均匀加热，可根据实际使用过程中的发热状态对导电加热涂层7进行局部的屏蔽或消除，以达到加热板106的正面(朝向模具107 的一面)的均热效果。导热涂层108的设置可以使加热板106的热量快速、均匀的传导至模具107，进一步实现了了快速、均热的目的。从而解决了现有技术中因为高频感应线圈加热的区域温度不均匀的问题。

如图1和图2所示，第一涂层加热组件11的基板与活动板21进行可拆卸连接，第一涂层加热组件11能够随活动板21沿机架22进行上下的升降运动。第二涂层加热组件12的基板与底板23进行可拆卸连接。第二涂层加热组件12 的模具上设有至少两个产品定位销128。第一涂层加热组件12的模具上设有与产品定位销128相对应的产品定位孔111。

如图1～3所示，在进行焊接时，先把焊接产品6放置到第二涂层加热组件 12上，并通过产品定位销128进行定位，开启液压系统3，液压驱动装置31驱动活动板21向下运动，从而使第一涂层加热组件11向第二涂层加热组件12靠近，产品定位销128插入到产品定位孔111中，第一涂层加热组件11和第二涂层加热组件21的加热腔室闭合，第一涂层加热组件12接触到焊接产品6、并能够对焊接产品6施加压力。

如图2所示，侧板100与模具支撑件104、与加热板106、与模具107之间设有第二隔热板102，且第二隔热板102与模具支撑件104、加热板106、模具107不直接接触，其之间留有第二隔热间隙109。

在一个更优选的实施例中，如图2和图3所示，模具支撑件104包括一体成型的模具支撑件宽部1041和模具支撑件窄部1042，模具支撑件宽部1041连接基板101，模具支撑件窄部1042连接加热板106。第一隔热板103位于相邻两个模具支撑件窄部1042之间。相邻两个模具支撑件宽部1042之间的间隙为隔热间隙108，且第一隔热板103的宽度大于隔热间隙宽度。而且，隔热板103 与加热板106之间之间也设有隔热间隙108。

在焊接过程中，隔热板103、第一隔热间隙108、第二隔热间隙109的设置可以阻止加热板103的热量传导到基板101、及涂层加热组件之外的其他部件，比如液压系统、控制系统等。确保了壳体不会因温度过高而导致变形、以及其他零部件因受加热板106的热量的影响在过热状态下工作而影响使用寿命。同时，其对加热腔室110本身起到隔热保温的作用，避免了热量的散失提高了热量利用率。

在一个更优选的实施例中，在进行焊接时，第一涂层加热组件11和第二涂层加热组件12的加热腔室闭合，形成一个密封的腔室。所述真空扩散焊装置，还包括真空系统，真空系统包括真空泵51和抽气管52，抽气管52的一端位于第一涂层加热组件11和/或第二涂层加热组件12的加热腔室内，另一端连接真空泵51。在第一涂层加热组件11和第二涂层加热组件12的加热腔室闭合时，启动真空泵51，可在短时间内使加热腔室110内呈近真空状态，从而避免了因为空气中氧气的存在使焊接产品在高温下产生表面氧化而导致焊接不良的现象。

在一个更优选实施例中，真空扩散焊装置还包括温控组件，所述温控组件包括温度传感器和温控器，所述温度传感器设于所述模具107上，且与所述温控器进行电连接，所述温控器与所述控制系统4进行通信连接。温控器能够通过温度传感器获知模具107的温度信息，并将其传输至控制系统4，控制系统4可根据实际温度和设定的工作温度进行加热板加热状态的自动调节，以保持恒定的焊接温度。

导电加热涂层7可以为石墨导电加热涂层、金属导电加热涂层、金属氧化物导电加热涂层、纳米管导电加热涂层、陶瓷导电加热涂层中的一种或几种的组合。其能够将电能转化为热能。加热板106为超导热材料，其可以为不锈钢加热板、陶瓷加热板、铸铝加热板或者铸铜加热板。所述隔热板，包括第一隔热板103 及第二隔热板102，由低导热材料或者绝热材料制成，如泡沫材料、玻璃纤维、石棉、岩棉、硅酸盐、陶瓷、气凝胶毡等，其也可以为真空板或者铝箔隔热板。本实施例中，模具支撑件104为陶瓷柱，陶瓷材质具有高强度、低热导率的特性，可尽量减少与加热板106的接触面积，并有效阻止加热板106的热量传导到壳体及涂层加热组件之外的部件，进一步确保壳体不会因温度过高导致变形、及其他部件过热的现象。模具107为导热或超导热材料，可快速的将加热板106 提供的热量传导给焊接产品6。

以上对本实用新型的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本实用新型并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本实用新型的范畴之中。因此，在不脱离本实用新型的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本实用新型的范围内。

Claims (9)

1.一种利用涂层加热的真空扩散焊装置，其特征在于，包括：涂层加热组件、液压系统、升降机构、及控制系统；其中：

所述升降机构，包括机架、活动板和底板，所述活动板活动连接于所述机架，所述液压系统的液压驱动装置连接所述活动板，用于驱动所述活动板朝向或远离所述底板的运动；

所述涂层加热组件，所述涂层加热组件包括：壳体、模具支撑件、隔热板、模具、及加热板，且所述壳体内设有加热腔室，所述模具支撑件、加热板、模具由内至外依次设于所述加热腔室内，所述隔热板包括第一隔热板，所述第一隔热板设于所述加热板与所述壳体之间，且所述第一隔热板与所述加热板、所述壳体之间有隔热空隙，所述加热板上涂覆有导电加热涂层；

所述涂层加热组件包括相对设置的第一涂层加热组件和第二涂层加热组件，所述第一涂层加热组件的壳体与所述活动板相连接，所述第二涂层加热组件的壳体与所述底板相连接；

所述加热板、所述液压系统分别与所述控制系统进行电连接。

2.根据权利要求1所述的利用涂层加热的真空扩散焊装置，其特征在于，所述壳体包括基板和侧板，所述导电加热涂层设于所述加热板朝向所述基板的一侧，所述加热板朝向所述模具的一侧设有导热涂层。

3.根据权利要求2所述的利用涂层加热的真空扩散焊装置，其特征在于，所述基板与所述侧板垂直设置，所述基板与所述侧板合围而成的空间为加热腔，所述隔热板还包括第二隔热板，所述侧板与所述模具支撑件之间、与所述模具之间设有第二隔热板。

4.根据权利要求1所述的利用涂层加热的真空扩散焊装置，其特征在于，所述模具支撑件包括模具支撑件宽部和模具支撑件窄部，所述模具支撑件窄部位于靠近所述加热板的一侧；所述第一隔热板位于相邻两个所述模具支撑件窄部之间，且所述第一隔热板与基板之间、与所述加热板之间设有隔热间隙。

5.根据权利要求1所述的利用涂层加热的真空扩散焊装置，其特征在于，所述第二涂层加热组件的所述模具上设有产品定位销，所述第一涂层加热组件的所述模具上设有与所述产品定位销相匹配的产品定位孔。

6.根据权利要求1所述的利用涂层加热的真空扩散焊装置，其特征在于，真空扩散焊装置还包括温控组件，所述温控组件包括温度传感器和温控器，所述温度传感器设于所述模具上，与所述温控器进行电连接，所述温控器与所述控制系统进行通信连接。

7.根据权利要求1所述的利用涂层加热的真空扩散焊装置，其特征在于，所述真空扩散焊装置还包括真空系统，所述真空系统包括真空泵和抽气管，所述抽气管的一端设于所述加热腔室内，另一端连接所述真空泵。

8.根据权利要求1所述的利用涂层加热的真空扩散焊装置，其特征在于，所述第一涂层加热组件上设有位置传感器，所述位置传感器与所述控制系统相连接，用于将第一涂层加热组件的位置信息传输给所述控制系统。

9.根据权利要求1所述的利用涂层加热的真空扩散焊装置，其特征在于，所述模具上设有压力传感器，所述压力传感器与所述控制系统相连接，用于检测模具对焊接产品的压力，并将压力值传输至所述控制系统。

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