CN212311119U - 换热器封头的自动焊装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种换热器封头的自动焊装置，包括操作台、焊机主机以及电控系统；所述操作台上设有用于卡装工件的定位装置、用于卡装焊枪的小车及行车导轨；在所述操作台上还设有一触头支架；在所述触头支架上可拆卸的设有多个触头；所述小车上设有与所述触头配合的接近开关；所述电控系统包括一焊接电流参数控制装置，所述接近开关与焊接电流参数控制装置电性连接，向焊接电流参数控制装置输入信号，由焊接电流参数控制装置切换焊接电流以实现自动焊接，有效降低对焊工经验的依赖性、降低操作难度，从而降低劳动强度，并且有效提高焊接质量、提高工作效率。

Description

换热器封头的自动焊装置

技术领域

本实用新型涉及焊接领域，特别的，是一种自动焊接装置。

背景技术

电弧焊，是指以电弧作为热源，利用气体放电的物理现象，将电能转换为焊接所需的热能和机械能，从而达到连接金属的目的；主要方法有焊条电弧焊、埋弧焊、气体保护焊等，其中焊条电弧焊是工业生产中应用最广泛的焊接方法，它的原理是利用电弧放电所产生的热量将焊条与工件互相熔化并在冷凝后形成焊缝，从而获得牢固接头的焊接过程；在电弧焊焊接过程中，尤其是自动电弧焊工程中，焊件厚度通常是均匀的，这就可以用定值的焊接电流和恒定的焊接速度焊接工件上一条或几条焊缝。

但有时焊件厚度不是均匀的，甚至相差很大；比如板式换热器，它由多腔板拼构的主体与封头对接焊接而成，在对接焊缝的焊接过程中，从焊接母材的厚度来说，主体与封头的厚度都不是等厚的，厚度甚至相差3倍以上；使用传统自动电弧焊设备焊接时，匀速进行焊接，如果设定了适合薄板处的焊接电流，那么在厚板处势必焊接电流过小，使得厚板处焊缝难以成形，更是难以保证内部焊接质量；如果设定适合厚板处的焊接电流，那么在薄板处容易熔焊过度，亦会影响焊接质量，因此传统的自动电弧焊无法自动完成这项焊接任务；目前常用的做法是用恒定的焊接电流手工焊接，凭焊工对熔池形态的观察人为调整焊接速度，以适应不同母材厚度；这种做法过于依赖焊工的工作经验，操作难度较大、劳动强度较高，且焊接质量不稳定，工作效率较低。

发明内容

针对上述问题，本实用新型提供一种换热器封头的自动焊装置，能够根据焊缝厚度不同，自动调节焊接电流大小，以实现自动焊接，有效降低对焊工经验的依赖性、降低操作难度，从而降低劳动强度，并且有效提高焊接质量、提高工作效率。

一种换热器封头的自动焊装置，包括：操作台、焊机主机以及电控系统；所述操作台上设有用于卡装工件的定位装置、用于卡装焊枪的小车及行车导轨；在所述操作台上还设有一触头支架，所述触头支架与所述行车导轨平行；在所述触头支架上可拆卸的设有多个触头；所述触头在焊接方向的长度与焊件厚处在焊接方向上的长度对应，相邻触头之间的间隔与焊件相邻厚处的间隔对应；所述小车上设有与所述触头配合的接近开关J；

所述电控系统包括一焊接电流参数控制装置，所述接近开关J与焊接电流参数控制装置电性连接，向焊接电流参数控制装置输入信号，由焊接电流参数控制装置切换焊接电流。

上述技术方案中的有关内容解释如下：

1.与所述焊机配套的还有焊接送丝机、焊机冷却系统、保护气供气系统，这些为焊接领域的常见设备装置，本领域技术人员能够根据电焊机型号、机型的不同自行选择型号配套的相关设备装置。

2.小车启动后给出两路开关信号，一路启动焊接送丝机，一路启动焊机，所述焊接冷却系统和保护气供气系统由焊机自动控制。

3.所述触头在焊接方向的长度与焊件厚处在焊接方向上的长度对应，相邻触头之间的间隔与焊件相邻厚处的间隔对应；触头的长度及相邻触头之间的间隔是由焊件的形状、结构决定的，本领域技术人员可以根据焊件的实际焊接情况将触头调节至合适的位置及间隔。

4.触头与接近开关J“适配”包括：接近开关J与触头相对时，接近开关J工作端面到触头的距离在接近开关J的有效距离范围内。

5.为实现上述控制，所述焊接电流参数控制装置包括一种具有厚度补偿的焊接电流控制电路与该自动焊装置配合，以实现针对焊缝厚度不同的焊件进行自动焊接；该焊接电流控制电路具有多种电路结构，其中较优方案包括：

电位器W1的两固定端与直流电源的正负极相连，活动端用以调节焊件薄板处的给定电流；

第一镜像恒流源电路，用以稳定给定电流；第一镜像恒流源电路包括电阻R1、三极管T1、三极管T2；三极管T1的基极与三极管T2的基极连接，三极管T1的基极与其集电极相连；三极管T1、三极管T2的发射极与电源正极相连，三极管T1的集电极经电阻R1与电位器W1的调节端相连；三极管T2的集电极经一电阻R2后与电源负极相连；

在电阻R2与三极管T2集电极的连接点上接出一控制输出端，用以取得焊接电流控制模量；

该厚度补偿焊接电流控制电路还包括用于采集电流切换时刻的信号的接近开关J和第二镜像恒流源电路，用以稳定焊接焊件厚处时所需增加的电流；接近开关J与其触头接近时接近开关J接通，第二镜像恒流源电路发挥作用；

接近开关J的接电端与电源的正负极连接；

该第二镜像恒流源电路由电阻R2、三极管T3、三极管T4以及用于调节焊件厚处需要增加的电流的电位器W2组成；三极管T3与三极管T4通过基极连接，三极管T3的基极与三极管T4的集电极相连；三极管T3、三极管T4的发射极与接近开关J的信号端相连，三极管T3的集电极与控制输出端相连；三极管T4的集电极经电位器W2与电源的负极连接。

此外，在接近开关J关闭时，如果没有二极管，电路中会产生由控制输出端通过三极管T3集电极与基极PN结和电阻R3及电位器W2流入电源负极的反向电流，该反向电流会导致薄板处的给定电流变小，干扰焊接电流的稳定性；因此，在三极管T3与控制输出端之间串接有一个二极管D，用以防止在不需要增加电流时反向电流的产生；

此外，在三极管T4与电位器W2之间串接一个电阻R3，用以对电路限流，以防止第三电位器调到零值附近时过大的电流烧毁三极管。

为与焊机接口协调，调节装置的电流调节信号格式为模拟量。

触头由金属材料做成，接近开关J选用PNP型接近开关。

上述中的电位器W1，电位器W2，电阻R1，电阻R2，电阻R3，三极管T1，三极管T2，三极管T3，三极管T4，接近开关J，二极管D仅为行业内惯用表述，在本案中当做固定名词使用，以便简洁明了的解释和理解本技术方案；实际也可采用其他代码。

本实用新型的原理及优点如下：接近开关J随小车运行，在焊枪对焊缝进行焊接的过程中，当焊枪焊到焊件厚处时，接近开关J靠近触头，接近开关J接通，与接近开关J连接的第二镜像恒流源电路增大焊接电流控制模量，使得焊件厚处得到充分焊接电流，有效提高焊接质量；当焊枪离开焊件大厚度位置时，接近开关J离开触头关闭，使得焊枪恢复至适合焊件薄处的焊接电流，避免薄处被烧穿，这样既保证焊件薄处的焊接质量又保证焊件厚处的焊接质量。

在使用本实用新型时，自动焊装置能够自动识别板厚处位置，再焊接同样焊件时，无需人工再随厚度变化调节焊接电流，有效降低了焊工操作技术难度，确保焊接的稳定性，同时提高了焊接质量；该结构能够实现自动化焊接，焊接过程中无需手动操作，有效降低焊工劳动强度，提高焊接效率。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的侧视结构示意图。

图2为本实用新型一个实施例的俯视结构示意图。

图3为本实用新型一个实施例的电路原理图。

图4为本实用新型一个实施例中焊接电流与焊接厚度对应关系图。

图5为板式换热器封头与主体的立体结构示意图。

其中：焊枪1，操作台2，小车3，行车导轨4，触头支架6，触头61，焊件7，厚处71，主体8，拼接处81，多腔板82，封头9，封条91。

具体实施方式

板式换热器是由多腔板82拼构的主体8和封头9对接焊接而成，多腔板82挤压成型，封头9钎焊成型；主体8各回程由多腔板82边缘拼接处81分隔而成，封头9的各回程由封条91分隔而成。

在焊接换热器主体8与封头9的对接焊缝的工艺过程中，从焊件的厚度来说，主体8与封头9的厚度都不是等厚的，且相差许多（三倍以上），多腔板82拼接处81和封条91处就是焊件厚大之处，如图5所示。

在进行板式换热器封头9的焊接时，传统的自动焊无法满足条件，需要用到本实用新型公开的技术方案，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例：参阅图1、图2，一种换热器封头的自动焊装置，包括：

操作台2、焊机主机以及电控系统；所述操作台2上设有用于卡装工件的定位装置、用于卡装焊枪1的小车3及行车导轨4；在所述操作台2上还设有一触头支架6，所述触头支架6与所述行车导轨4平行；在所述触头支架6上可拆卸的设有多个触头61；所述触头61的长度与焊件7厚处71在焊接方向上的长度对应，相邻触头61之间的间隔与焊件7相邻厚处71的间隔对应；所述小车3上设有与所述触头61配合的接近开关J；

所述电控系统包括一焊接电流参数控制装置，所述接近开关J与焊接电流参数控制装置电性连接，向焊接电流参数控制装置输入信号，由焊接电流参数控制装置切换焊接电流。

具体焊接步骤如下：

调试：制作几件模拟焊件进行试焊：

固定焊件，将焊件卡装在操作台2，使焊缝与行车导轨4平行；

启动小车3，小车3沿行车导轨4行驶并对焊件进行焊接；

当焊枪1移动至焊件厚处时，调节电位器W2改变焊接电路中的电流，使得调整后的焊接电流能够对焊件厚大位置进行正常焊接。

焊接：取同一批焊件7中的其他焊件7进行焊接：

固定焊件7，将焊件7卡装在操作台2，使焊缝与行车导轨4平行；

根据焊缝处厚大部分的长度选用合适长度的触头61，根据焊件7相邻厚处71的间隔将触头61调节至合适的间距；此时触头61的长度及间隔与焊缝厚大部分一一对应；

启动小车3，小车3沿行车导轨4行驶并对焊件7进行焊接；

焊接送丝机、焊机冷却系统、保护气供气系统在电控装置的调节下协同工作；焊车启动后给出两路开关信号，一路启动焊接送丝机，一路启动焊机；焊接冷却装置和保护气供气系统由焊机自动控制；

接近开关J及焊枪1随小车3同步运行，当焊枪1移动至焊件7厚大位置时，接近开关J靠近对应的触头61，接近开关J接通，与接近开关J连通的电路增大焊接电流，此时焊枪1能够对焊件7增厚的位置正常焊接，保证焊接质量；当焊枪1离开焊件7厚大位置时，接近开关J同步的远离对应触头61，于是接近开关J关闭，使得焊接电流恢复至适合焊件7薄处的焊接电流大小；以此实现既保证焊件薄处的焊接质量又保证焊件厚处的焊接质量。

为实现上述控制，本实用新型还设计一种具有厚度补偿的焊接电流控制电路与该自动焊装置配合，以实现针对焊缝厚度不同的焊件进行自动焊接；如图3所示，该焊接电流控制电路具有多种电路结构，其中较优方案包括：

一电位器W1，用以调节初始的给定电流；所述电位器W1的两固定端与直流电源的正负极相连；

一第一镜像恒流源模块，用以稳定所述给定电流；所述第一镜像恒流源模块包括电阻R1、三极管T1、三极管T2；所述三极管T1、三极管T2通过基极连接，三极管T2的基极与三极管T1的集电极相连；所述三极管T1、三极管T2的发射极与电源正极相连，所述三极管T1的集电极经所述电阻R1与电位器W1的调节端相连；所述三极管T2的集电极经一电阻R2后与电源负极相连；

在所述电阻R2与三极管T2集电极的连接点上接出一控制输出端，用以取得焊接电流控制模量；

该厚度补偿焊接电流控制电路还包括用于采集电流切换时刻的信号的接近开关J和第二镜像恒流源模块，用以稳定焊接焊件厚处时所需增加的电流；

接近开关J的正负极对应接直流电源正负极；

该第二镜像恒流源模块由电阻R2、三极管T3、三极管T4以及用于调节焊件厚处需要增加的电流的电位器W2组成；所述三极管T3与三极管T4通过基极连接，三极管T3的基极与三极管T4的集电极相连；所述三极管T3、三极管T4的发射极与接近开关J的信号端相连，所述三极管T3的集电极与所述控制输出端相连；所述三极管T4的集电极经所述电阻R3和电位器W2与电源的负极连接。

此外，在接近开关J关闭时，如果没有二极管，电路中会产生由控制输出端通过三极管T3集电极与基极PN结和电阻R3及电位器W2流入电源负极的反向电流，该反向电流会导致薄板处的给定电流变小，干扰焊接电流的稳定性；因此，在三极管T3与控制输出端之间串接有一个二极管D，用以防止在不需要增加电流时反向电流的产生；电流大小与焊件厚度的关系如图4所示，其中I表示焊接电流，t表示焊件厚度，L表示焊接进程。

此外，在三极管T4与电位器W2之间串接一个电阻R3，用以对电路限流，以防止第三电位器调到零值附近时过大的电流烧毁三极管。

在使用本实用新型时，自动焊装置能够自动识别焊缝处的厚度，再焊接同样焊件7时，无需人工再随厚度变化调节焊接电流，有效降低了焊工操作技术难度，确保焊接的稳定性，同时提高了焊接质量；该结构能够实现自动化焊接，焊接过程中无需手动操作，有效降低焊工劳动强度，提高焊接效率。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种换热器封头的自动焊装置，包括操作台（2）、焊机主机以及电控系统；所述操作台（2）上设有用于卡装工件的定位装置、用于卡装焊枪（1）的小车（3）及行车导轨（4）；其特征在于：在所述操作台（2）上还设有一触头支架（6），所述触头支架（6）与所述行车导轨（4）平行；在所述触头支架（6）上设有多个触头（61）；所述触头在焊接方向的长度与焊件（7）厚处（71）在焊接方向上的长度对应，相邻触头之间的间隔距离与焊件（7）相邻厚处（71）的间隔距离对应；所述小车（3）上设有与所述触头配合的接近开关J；

所述电控系统包括一焊接电流参数控制装置，所述接近开关J与焊接电流参数控制装置电性连接，向焊接电流参数控制装置输入信号，由焊接电流参数控制装置切换焊接电流。

2.根据权利要求1所述的换热器封头的自动焊装置，其特征在于：所述焊接电流参数控制装置的电流调节信号格式为模拟量。

3.根据权利要求2所述的换热器封头的自动焊装置，其特征在于：所述触头由金属材料做成，所述接近开关J选用PNP型接近开关。

4.根据权利要求1所述的换热器封头的自动焊装置，其特征在于：所述焊接电流参数控制装置包括一种具有厚度补偿的焊接电流控制电路，该电路包括电位器W1，电位器W1的两固定端与直流电源的正负极相连，活动端用以调节焊件（7）薄板处的给定电流；第一镜像恒流源电路，用以稳定给定电流；第一镜像恒流源电路包括电阻R1、三极管T1、三极管T2；三极管T1的基极与三极管T2的基极连接，三极管T1的基极与其集电极相连；三极管T1、三极管T2的发射极与电源正极相连，三极管T1的集电极经电阻R1与电位器W1的调节端相连；三极管T2的集电极经电阻R2后与电源负极相连；在电阻R2与三极管T2集电极的连接点上接出控制输出端，用以取得焊接电流控制模量；该厚度补偿焊接电流控制电路还包括用于采集电流切换时刻的信号的接近开关J和第二镜像恒流源电路，用以稳定焊接焊件（7）厚处（71）时所需增加的电流；接近开关J与其触头接近时接近开关J接通，第二镜像恒流源电路发挥作用；接近开关J的正接电端与电源的正极连接，负接电端与电源的负极连接；该第二镜像恒流源电路由电阻R2、三极管T3、三极管T4以及用于调节焊件（7）厚处（71）需要增加的电流的电位器W2组成；三极管T3与三极管T4通过基极连接，三极管T3的基极与三极管T4的集电极相连；三极管T3、三极管T4的发射极与接近开关J的信号端相连，三极管T3的集电极与控制输出端相连；三极管T4的集电极经电位器W2与电源的负极连接。

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