CN221019101U - 焊接装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种焊接装置，第一夹具、第二夹具和限位装置，第一夹具和第二夹具相互靠近使第一工件和第二工件在焊接过程中产生挤压力，并利用两个工件的接触面之间熔化作用以及原子的扩散作用实现两个工件的焊接连接。利用限位装置可以对第二夹具的行程进行限位，从而能够控制两个工件之间在焊接过程中相对活动的距离，实现控制两个工件的熔化长度。一方面，这样能够精确控制工件的熔化长度，从而缩短工件预留的余量，减少材料的浪费。另一方面，通过精确控制工件的熔化长度，能够保证焊接的质量，避免熔化长度太短导致的焊接不牢的问题，以及避免熔化长度太长导致焊接部位损伤的问题，从而提高焊接的良率。

Description

焊接装置

技术领域

本申请涉及压力焊设备技术领域，特别涉及一种焊接装置。

背景技术

压力焊是对工件施加压力，使接合面紧密地接触产生一定的塑性变形而完成焊接的方法。在压力焊接过程中，工件会发生熔化并损失一部分的材料，最终会缩短焊接后的总长。相关技术中，一方面，为了保证每件工件在焊接后能达到目标总长，需要给工件需有留较大的余量，然后再进行定总长，这将造成原材料的浪费。

另一方面，焊接质量和熔化长度有较大的关系，熔化长度过大意味着焊接热量较高，造成焊接部位的损伤，导致焊接缺陷并影响焊接强度；熔化长度过小意味着焊接热量较低，未能形成牢固的焊接接头，因此，控制熔化长度对确保焊接质量具有重要意义。

实用新型内容

为解决上述技术问题中的至少之一，本申请提供一种焊接装置，能够精确控制焊接时的熔化长度，从而确保焊接后的工件长度，有利于减少材料浪费，所采用的技术方案如下。

本申请所提供的焊接装置用于将第一工件与第二工件焊接连接，所述焊接装置包括第一夹具、第二夹具和限位装置，第一夹具用于夹持所述第一工件；第二夹具用于夹持所述第二工件，所述第二夹具与所述第一夹具在焊接过程中可相互靠近，以使所述第一工件与所述第二工件之间产生挤压力；限位装置用于在所述第一夹具和所述第二夹具相互靠近时对所述第一夹具和/或所述第二夹具的行程限位。

本申请的某些实施例中，所述限位装置包括限位块，所述限位块设置于所述第一夹具和/或所述第二夹具，用于在所述第一夹具和所述第二夹具相互靠近至设定距离时抵接于所述第二夹具和/或所述第一夹具。

本申请的某些实施例中，所述第一工件与第二工件的端部相接触时，所述第一夹具与第二夹具之间的距离为L，焊接完成后，所述第一工件与第二工件相对移动距离为X，沿所述第一工件与第二工件相对移动的方向上，所述限位装置的长度为D，且满足D＝L-X。

本申请的某些实施例中，所述第一夹具与所述第二夹具均设有能量发生装置，所述能量发生装置分别连接于所述第一工件、第二工件，并用于为所述第一工件、第二工件提供焊接能量。

本申请的某些实施例中，所述焊接装置还包括距离传感器和控制器，所述距离传感器设置于所述第一夹具或所述第二夹具，以检测所述第一夹具与所述第二夹具之间的距离，所述控制器用于在所述距离传感器检测到所述第一夹具与所述第二夹具之间的距离小于或等于设定距离时，控制所述能量发生装置减弱或停止能量输出。

本申请的某些实施例中，所述能量发生装置包括电极，且可产生电流以使所述第一工件和所述第二工件通电，并在所述第一工件和第二工件相互接触的部位产生能量；或者

所述能量发生装置包括超声波能量发生装置，并用于产生超声波传递至所述第一工件和所述第二工件，以使所述第一工件和所述第二工件的相互接触部位相连接；或者

所述能量发生装置包括旋转动力发生装置，且所述能量发生装置分别连接于所述第一工件、第二工件的远离焊接部位的一端，并用于带动所述第一工件和/或所述第二工件旋转，以使所述第一工件和所述第二工件相互接触的部位相互摩擦以产生能量。

本申请的某些实施例中，所述第一夹具和第二夹具均设有承托台，所述第一夹具的承托台和所述第二夹具的承托台的高度平齐，所述承托台的表面设有凹槽，所述凹槽用于承托所述第一工件或所述第二工件。

本申请的某些实施例中，当所述能量发生装置包括电极或者包括超声波能量发生装置时，所述能量发生装置与所述承托台用于夹持所述第一工件和所述第二工件。

本申请的某些实施例中，所述焊接装置还包括警报装置，所述警报装置电连接于所述控制器，所述控制器用于在所述第一夹具与所述第二夹具的距离小于设定距离时，控制所述警报装置发出警报。

本申请的某些实施例中，所述焊接装置还包括施压装置，所述施压装置用于驱动所述第一夹具与所述第二夹具相互靠近，以带动所述第一工件与所述第二工件相互挤压。

本申请的实施例至少具有以下有益效果：第一夹具和第二夹具相互靠近能够使得第一工件和第二工件在焊接过程中产生挤压力，并且在挤压力的作用下以及其他形式的能量的作用下利用两个工件的接触面之间熔化作用以及原子的扩散作用实现两个工件的焊接连接。利用限位装置可以对第二夹具的行程进行限位，也就是说，通过控制第二夹具与第一夹具之间的距离，从而能够控制两个工件之间在焊接过程中相对活动的距离，实现控制两个工件的熔化长度。一方面，这样能够精确控制工件的熔化长度，从而缩短工件预留的余量，减少材料的浪费。另一方面，通过精确控制工件的熔化长度，能够保证焊接的质量，避免熔化长度太短导致的焊接不牢的问题，以及避免熔化长度太长导致焊接部位损伤的问题，从而提高焊接的良率。

附图说明

本申请的实施例所描述和/或所附加的方面和优点，结合下面附图将变得明显和容易理解。应说明的是，下面附图所体现的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

图1为两个工件之间进行焊接的示意图；

图2为本申请实施例提供的焊接装置的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的焊接装置的另一结构示意图；

图4为图2的A-A剖面图。

附图标记：100、焊接装置；10、第一夹具；11、能量发生装置；12、承托台；120、凹槽；20、第二夹具；30、限位装置；40、距离传感器；201、第一工件；202、第二工件。

具体实施方式

下面结合图1至图4详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若出现术语“中心”、“中部”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

请参阅图1，压力焊是通过对工件施加压力，使两个工件之间的接合面紧密地接触并产生一定的塑性变形而完成焊接的方法。其中，两个工件之间可以通过施加压力，加速接合面之间的原子扩散作用从而实现焊接，也可以在施加压力的基础上额外施加其他能量，例如电流、超声波或者机械旋转的动能，以提高工件的接合面位置的能量，使接合面位置的工件发生熔化或者发生塑性变形，以实现焊接效果。本申请针对压力焊提出一种焊接装置，能够对焊接过程中的焊接长度或工件的熔化长度进行控制，有助于减少材料的浪费。

请参阅图2至图3，焊接装置100用于将第一工件201与第二工件202焊接连接，焊接装置100包括第一夹具10、第二夹具20和限位装置30。第一夹具10用于夹持第一工件201，第二夹具20用于夹持第二工件202，第二夹具20与第一夹具10在焊接过程中可相对靠近，以使第一工件201与第二工件202之间产生挤压力。限位装置30用于在两个夹具相互靠近时对第一夹具10或第二夹具20的行程限位。

第一夹具10和第二夹具20相互靠近能够使得第一工件201和第二工件202在焊接过程中产生挤压力，并且在挤压力的作用下以及其他形式的能量的作用下利用两个工件的接触面之间熔化作用以及原子的扩散作用实现两个工件的焊接连接。利用限位装置30可以对夹具的行程进行限位，也就是说，通过控制第二夹具20与第一夹具10之间的距离，从而能够控制两个工件之间在焊接过程中相对活动的距离，实现控制两个工件的熔化长度。一方面，这样能够精确控制工件的熔化长度，从而缩短工件预留的余量，减少材料的浪费。另一方面，通过精确控制工件的熔化长度，能够保证焊接的质量，避免熔化长度太短导致的焊接不牢的问题，以及避免熔化长度太长导致焊接部位损伤的问题，从而提高焊接的良率。

需要说明的是，第一夹具10与第二夹具20在焊接过程中产生的相互靠近的效果，可以是通过两个夹具同时做相互靠近的运动实现的，从而达到带动两个工件相互挤压并实现压力焊接的效果；还可以是其中一个夹具保持不动，另一个夹具向其靠近，这样也同样能达到两个夹具带动工件相互靠近的效果。

在一些实施例中，限位装置30包括限位块，限位块设置于第一夹具10或者第二夹具20，用于在两个夹具相互靠近至设定距离时，抵接于第二夹具20或第一夹具10。利用限位块的抵接作用，既能实现对夹具的行程的限制，限位块的结构简单，易于设置，从而简化限位装置30的设置过程，提高使用的可靠性。可选地，限位块可以是通过焊接方式固定连接，又或者是通过螺栓、铆钉等方式连接，还可以是通过卡扣等方式可拆卸连接，通过更换不同尺寸的限位块，从而在不同工件焊接时控制实现不同的焊接长度。

如图3所示的示例中，限位块设置在第一夹具10，并用于在两个夹具相互靠近时抵接于第二夹具20；当然在其他示例中，限位块可以设置在第二夹具20，并用于抵接于第一夹具10。在其他示例中，限位块还可以设置为两个，且分别设置在第一夹具10和第二夹具20，当两个夹具相互靠近时，两个限位块分别抵接于对向的夹具。

限位装置30除了设置为限位块形式以外，还可以设置为在第一夹具10、第二夹具20相互靠近的路径上的阻挡件，该阻挡件可以阻挡第一夹具10、第二夹具20进一步相对靠近，从而实现对夹具的行程的限位。阻挡件可以进设置在第一夹具10、第二夹具20二者之一的移动路径上，也可以是设置两个阻挡件，分别设置在两个件夹具的移动路径上。

可以理解的是，第一夹具10和第二夹具20相互靠近至设定距离是指，在两个夹具到达该设定距离时，第一工件201与第二工件202之间接触部位的焊接长度能够达到预设的状态，即两个工件之间的熔化长度不会过长，从而避免焊接热量过高导致的焊接损伤问题，熔化长度也不会过小，从而确保工件之间具有足够的焊接热量以形成足够强度的焊接接头。在两个工件的焊接长度达到预设状态时，限制两个夹具之间进一步相互靠近，从而保证工件能够保持在该状态下不发生进一步熔化或缩短，使得最终的焊接后获得的工件长度达到预设的长度。实际运用过程中，该设定距离应当根据两个工件的具体焊接需求、工件自身的材质以及自身尺寸等因素灵活设置。

下文将以第一夹具10设置限位块的实施方式为例进行说明。请参阅图3，在焊接过程中，第二夹具20向靠近第一夹具10的方向运动，第一工件201与第二工件202的端部相接触时，第一夹具10与第二夹具20之间的距离为L，焊接完成后，第一工件201与第二工件202相对移动距离为X，沿第一工件201与第二工件202相对移动的方向上，限位装置30的长度为D，且满足D＝L-X。通过上述方式设置限位装置30的长度，能够对焊接时工件的熔化长度进行量化与控制，通过设置不同长度的限位装置30，从而满足工件不同焊接长度的需求，达到对工件焊接后的总长的精确控制，减少焊接浪费，提高焊接质量。

示例性地，第一夹具10和第二夹具20之间是利用施压装置进行施压，从而使得两个夹具能够相互靠近，且在第一工件201与第二工件202的端面相互接触之后继续施压，使得两个工件在挤压力的作用下实现焊接连接。具体地，焊接装置100还包括施压装置(未图示)，施压装置用于驱动第一夹具10与第二夹具20相互靠近，以带动第一工件201与第二工件202相互挤压。施压装置可以是气缸、电机等动力装置，从而能够推动第一夹具10、第二夹具20相互靠近。

除此之外，焊接装置100还可以设置有控制器，控制器可以是单片机、微控制单元等芯片模组，控制器能够用于控制施压装置的施压过程。因此，控制器电连接于施压装置，控制器用于控制施压装置驱动第一夹具10与第二夹具20相互靠近，控制器还用于在第一夹具10与第二夹具20的距离小于设定距离时，控制施压装置停止驱动。一方面，本申请的焊接装置100不仅利用限位装置30限制两个夹具之间相互靠近的行程，另一方面，还通过控制施压装置停止驱动，从而在两个夹具到达设定位置或者超过设定位置时，避免两个夹具进一步相互靠近，实现焊接过程中对挤压力的精准控制。

在一些实施例中，第一夹具10与第二夹具20均设有能量发生装置11，能量发生装置11分别连接于第一工件201、第二工件202，并用于为第一工件201、第二工件202提供焊接能量。利用能量发生装置，两个工件之间焊接除了挤压力以外，还能利用其他形式的能量进一步加速焊接过程，从而提高工件焊接的效率。

其中，能量发生装置11可以根据能量形式的不同设置为不同的装置。例如在一些示例中，能量发生装置11包括电极，且可产生电流以使第一工件201和第二工件202通电，并在第一工件201和第二工件202相互接触的部位产生能量。采用电流作为能量的焊接方式可以是电阻焊，此时第一工件201、第二工件202通常是金属材质，具有良好的导电效果。第一工件201、第二工件202导电后产生热量，并在挤压力的作用下相互靠近，实现焊接。这时，电极可以设置在工件的侧面或者端部，只要电极能够接触到工件并实现导电即可。

在另一些示例中，能量发生装置11可以包括超声波能量发生装置，并用于产生超声波传递至第一工件201和第二工件202，以使第一工件201和第二工件202的相互接触部位相连接。超声波同样能够使得两个工件之间产生热量，并有助于进行焊接。超声波能量发生装置的设置方式可以参考电极的设置方式。

在另一些示例中，能量发生装置11还可以包括旋转动力发生装置，例如是电机。能量发生装置11分别连接于第一工件201、第二工件202的远离焊接部位的一端，并用于带动第一工件201和第二工件202旋转，以使第一工件201和第二工件202相互接触的部位相互摩擦以产生能量。两个具有相对转速的工件在接触部位能够具有较大的能量，这样能够同时在挤压力的作用下实现焊接。示例性地，两个工件可以同时向相反的方向转动，或者其中一个工件保持不动，另一个转动，同样能够使得两个工件之间具有相对转动的效果。工件通常呈柱状或棒状，其中，工件的转动方向是指沿工件自身的轴向转动。能量发生装置11设置在工件的远离焊接端的端部，能够夹持住工件进行旋转。

为了更精确地控制焊接过程，在一些实施例中，焊接装置100还包括距离传感器40，距离传感器40设置于第一夹具10或第二夹具20，以检测第一夹具10与第二夹具20之间的距离，控制器用于在距离传感器40检测到第一夹具10与第二夹具20之间的距离小于或等于设定距离时，控制能量发生装置11减弱或停止能量输出。利用距离传感器40能够更好地实时监控两个夹具之间的记录，从而或者两个工件之间焊接的进度，当连个夹具之间的距离小于或等于设定距离时，意味着两个工件之间的熔化长度过长，需要减弱或停止能量的输出，避免熔化长度进一步增加，从而及时控制工件的焊接长度，实现对焊接进度的精确控制。

示例性地，距离传感器40可以是激光传感器、红外传感器、磁感应传感器等。由于两个工件之间的焊接是在端部挤压力和额外能量这两种能量同时作用下进行的，且工件接触部位发生熔化的过程需要一定的时间，当两个夹具之间的距离逐渐缩小至设定距离时，可以减弱能量输出，利用剩余的能量进一步将两个工件焊接牢固，同时减弱后的能量能够减缓工件焊接部位的融化速度，最终使得焊接后的工件的长度控制在误差范围内。或者，当检测到两个夹具之间的距离缩小至小于设定距离时，也可以停止能量输出，避免工件熔化长度进一步增大。其中，距离传感器40与限位装置30可以均设置在第一夹具10上，这样可以简化焊接装置100的结构设计，方便距离传感器40、限位装置30的安装。

一些实施例中，请参阅图4，第一夹具10和第二夹具20均设有承托台12，第一夹具10的承托台12和第二夹具20的承托台12的高度平齐，承托台12的表面设有凹槽120，凹槽120用于承托第一工件201和第二工件202。凹槽120能够增加第一工件201与承托台12，以及第二工件202与承托台12的接触面积，从而提高工件在焊接过程中放置的稳定性，避免两个工件在相互靠近挤压的过程中发生偏移，从而提高焊接的精度和焊接质量。

可选地，当能量发生装置11为电极或者为超声波能量发生装置时，能量发生装置11与承托台12用于夹持第一工件201和第二工件202。也即，能量发生装置11与承托台12从工件的侧面上下夹持住工件，从而进一步提高工件在焊接过程中的稳定性，在端部接受挤压力的同时，避免发生偏心、移动等问题。配合承托台12表面的凹槽120，能够进一步提高稳定的效果。示例性地，凹槽120的截面可以是V型、U型等形状，从而能够更好地容纳工件。

一些实施例中，焊接装置100还包括警报装置(未图示)，警报装置电连接于控制器，控制器用于在第一夹具10与第二夹具20的距离小于设定距离时，控制警报装置发出警报。通过发出警报可以提醒操作人员对焊接装置100及时进行调整，避免焊接过程持续进行，导致熔化长度过大，最终获得的工件长度过短等问题。其中，警报装置可以是利用灯光的方式进行提醒，例如采用亮灯、闪烁灯方式，又或者，还可以采用声音提醒等方式，例如发出警报声等。

在本说明书的描述中，若出现参考术语“一个实施例”、“一些实例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上结合附图对本申请的实施方式作了详细说明，但是本申请不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。

本申请的描述中，专利名称若出现“、”，表示“和”的关系，而不是“或”的关系。例如专利名称为“一种A、B”，说明本申请所要求保护的内容为：主题名称为A的技术方案和主题名称为B的技术方案。

Claims (10)

1.一种焊接装置(100)，其特征在于：所述焊接装置(100)用于将第一工件(201)与第二工件(202)焊接连接，所述焊接装置(100)包括

第一夹具(10)，用于夹持所述第一工件(201)；

第二夹具(20)，用于夹持所述第二工件(202)，所述第二夹具(20)与所述第一夹具(10)在焊接过程中可相互靠近，以使所述第一工件(201)与所述第二工件(202)之间产生挤压力；

限位装置(30)，用于在所述第一夹具(10)和所述第二夹具(20)相互靠近时对所述第一夹具(10)和/或所述第二夹具(20)的行程限位。

2.根据权利要求1所述的焊接装置(100)，其特征在于：所述限位装置(30)包括限位块，所述限位块设置在所述第一夹具(10)和/或所述第二夹具(20)，用于在所述第一夹具(10)和所述第二夹具(20)相互靠近至设定距离时抵接于所述第二夹具(20)和/或所述第一夹具(10)。

3.根据权利要求2所述的焊接装置(100)，其特征在于：所述第一工件(201)与所述第二工件(202)的端部相接触时，所述第一夹具(10)与所述第二夹具(20)之间的距离为L，焊接完成后，所述第一工件(201)与所述第二工件(202)相对移动距离为X，沿所述第一工件(201)与所述第二工件(202)相对移动的方向上，所述限位装置(30)的长度为D，且满足D＝L-X。

4.根据权利要求1至3任一项所述的焊接装置(100)，其特征在于：所述第一夹具(10)与所述第二夹具(20)均设有能量发生装置(11)，所述能量发生装置(11)分别连接于所述第一工件(201)、第二工件(202)，并用于为所述第一工件(201)、第二工件(202)提供焊接能量。

5.根据权利要求4所述的焊接装置(100)，其特征在于：所述焊接装置(100)还包括距离传感器(40)和控制器，所述距离传感器(40)设置于所述第一夹具(10)或所述第二夹具(20)，以检测所述第一夹具(10)与所述第二夹具(20)之间的距离，所述控制器用于在所述距离传感器(40)检测到所述第一夹具(10)与所述第二夹具(20)之间的距离小于或等于设定距离时，控制所述能量发生装置(11)减弱或停止能量输出。

6.根据权利要求4所述的焊接装置(100)，其特征在于：所述能量发生装置(11)包括电极，且可产生电流以使所述第一工件(201)和所述第二工件(202)通电，并在所述第一工件(201)和第二工件(202)相互接触的部位产生能量；或者

所述能量发生装置(11)包括超声波能量发生装置(11)，并用于产生超声波传递至所述第一工件(201)和所述第二工件(202)，以使所述第一工件(201)和所述第二工件(202)的相互接触部位相连接；或者

所述能量发生装置(11)包括旋转动力发生装置，且所述能量发生装置(11)分别连接于所述第一工件(201)、第二工件(202)的远离焊接部位的一端，并用于带动所述第一工件(201)和/或所述第二工件(202)旋转，以使所述第一工件(201)和所述第二工件(202)相互接触的部位相互摩擦以产生能量。

7.根据权利要求5所述的焊接装置(100)，其特征在于：所述第一夹具(10)和第二夹具(20)均设有承托台(12)，所述第一夹具(10)的承托台(12)和所述第二夹具(20)的承托台(12)的高度平齐，所述承托台(12)的表面设有凹槽(120)，所述凹槽(120)用于承托所述第一工件(201)或所述第二工件(202)。

8.根据权利要求7所述的焊接装置(100)，其特征在于：当所述能量发生装置(11)包括电极或者包括超声波能量发生装置(11)时，所述能量发生装置(11)与所述承托台(12)用于夹持所述第一工件(201)和所述第二工件(202)。

9.根据权利要求5所述的焊接装置(100)，其特征在于：所述焊接装置(100)还包括警报装置，所述警报装置电连接于所述控制器，所述控制器用于在所述第一夹具(10)与所述第二夹具(20)的距离小于设定距离时，控制所述警报装置发出警报。

10.根据权利要求1至3任一项所述的焊接装置(100)，其特征在于：所述焊接装置(100)还包括施压装置，所述施压装置用于驱动所述第一夹具(10)与所述第二夹具(20)相互靠近，以带动所述第一工件(201)与所述第二工件(202)相互挤压。