TW201536465A - 加熱單元及包含其之真空焊接機 - Google Patents

Abstract

本發明揭露一種加熱單元及包含其之真空焊接機。加熱單元包含罩體及加熱光源，罩體之表面具有溝槽狀之內凹部且內凹部在表面上形成反射面，罩體內部穿設水路管道以供冷卻水通過，加熱光源設置於內凹部，藉由反射面聚集加熱光源。內凹部兩側頂端之側邊分別包含連接部，使得兩個加熱單元可藉連接部拼接，複數個加熱單元可拼接作為真空焊接機中之加熱模組，使其具有良好之加熱及散熱功效。

Description

加熱單元及包含其之真空焊接機 【0001】

本發明是關於一種應用在真空焊接上之加熱單元以及包含其之真空焊接機，特別是利用可以模組化拼接之加熱單元，使其能作為真空焊接機之加熱裝置。

【0002】

在焊接的方式當中，硬焊及軟焊都是在兩個欲焊接之加工件之間，加入熔點較低之焊料，經過加熱後，利用其焊料熔化後之流動性填充於兩加工件之接合處，待其凝固後將兩者接合之焊接方式，其差異主要是以焊料熔點之高低來區分。在進行焊接時，加工環境與加熱方式對於焊接有相當大之影響，在高溫熔化之焊料或者加工件之間，只要有些許汙染物產生，都有可能影響焊接之強度，而焊接時加熱與冷卻之控制，更是直接影響到焊接品質之重要因素。

【0003】

目前為了進行一致性之焊接，也就是具有高強度且低變異性之焊接產品，會使用真空焊接之方式，顧名思義就是在真空之環境下利用輻射加熱方式使焊料熔化進行焊接，由於真空環境下降低了加工件間污染物之產生，使製作之產品具有高品質及高可靠度，不過為了真空之焊接環境，抽真空之反應腔室及進行加熱之裝置往往是固定無法根據加工件變更的，而對於以輻射熱方式加熱熔化焊料及後續之冷卻方式，也是利用真空焊接方式最常見之問題。

【0004】

因此，本發明提供一種模組化之加熱單元，利用拼接方式形成配合加工件之加熱模組，以更有效之加熱及冷卻方式，於真空環境下對加工件進行焊接，使真空焊接機能進而改善前述之缺點。

【0005】

有鑑於上述習知技藝之問題，本發明之目的就是在提供加熱單元及包含其之真空焊接機，以解決習知之真空焊接機之加熱裝置為固定結構，無法依據需要方式調整加熱光源，使焊料加熱時可能有溫度不均勻之問題，並利用加熱單元之設置，提升真空焊接機在加熱及散熱時之效率。

【0006】

根據本發明之一目的，提出一種加熱單元 ，其包含罩體及加熱光源，罩體之表面 具有溝槽狀之內凹部，內凹部於表面形成反射面，罩體內部穿設水路管道以供冷卻水通過，進行加熱單元之散熱；加熱光源則包含設置於內凹部之加熱燈管，藉由反射面聚集加熱光源。其中，內凹部兩側頂端之側邊分別包含連接部，使得複數個加熱單元藉連接部拼接。

【0007】

較佳者，連接部可包含分別於內凹部兩側頂端之側邊設置之凸塊及套環，使相鄰之加熱模組互相連接，並藉由轉動套環以調整相鄰之加熱模組相互間之角度。

【0008】

較佳者，罩體之材質可包含鋁 。

【0009】

較佳者，反射面可進一步鍍上金屬薄膜，金屬薄膜之材質包含金、銀、白金。

【0010】

根據本發明之另一目的，提出一種真空焊接機，其包含反應腔室、加熱模組以及控制模組。反應腔室是設置於機體上，並連接至抽真空裝置，反應腔室內包含乘載及移動加工物之載具；加熱模組是包含拼接前述之加熱單元，環設於反應腔室外；控制模組則是連接於反應腔室與加熱單元，操作反應腔室裝載加工物及進行抽真空，且控制加熱燈管之溫度。

【0011】

較佳者，反應腔室可包含石英腔體或不銹鋼腔體。

【0012】

較佳者，反應腔室可包含直立式或橫臥式之設置。

【0013】

較佳者，拼接之複數個加熱元可以圓形、半圓弧形或平面方式環設於反應腔室外。

【0014】

較佳者，真空焊接機可進一步包含環繞抽真空裝置之散熱管路，以供冷卻水流通進行散熱。

【0015】

較佳者，真空焊接機可進一步包含與反應腔室接觸之散熱片，散熱片內部穿設管道以供冷卻水通過，進行該反應腔室之散熱。

【0016】

承上所述，依本發明加熱單元及包含其之真空焊接機，其可具有一或多個下述優點：

【0017】

(1)此加熱單元及包含其之真空焊接機讓使用者能依照焊接之加工件特性不同，利用可拼接之加熱單元設計不同之加熱模組，增加使用上之便利性。

【0018】

(2) 此加熱單元及包含其之真空焊接機利用加熱單元聚光之反射面，有效提升加熱光源之效率，進而提升焊接之效率。

【0019】

(3) 此加熱單元及包含其之真空焊接機利用穿設於加熱單元之水路管線及真空焊接機之散熱管線，由冷卻水流通帶走熱能而達到良好之散熱效果。

【0038】

10、 10a、10b、32、53‧‧‧罩體

11‧‧‧鋁材

12‧‧‧內凹部

13、37、55‧‧‧反射面

14、14a、14b‧‧‧凸塊

15、15a、15b‧‧‧套環

16、38、56、56a、56b、56c‧‧‧水路管道

20、40‧‧‧真空焊接機

21、35、41、52‧‧‧反應腔室

22、30、30'、50‧‧‧加熱模組

23‧‧‧控制模組

24、44‧‧‧抽真空裝置

25‧‧‧載具

26、31、31'、51、51a、51b、51c‧‧‧加熱單元

33‧‧‧連接部

34‧‧‧石英管

36、36'、42、54‧‧‧加熱燈管

43‧‧‧控制面板

45‧‧‧散熱管道

46‧‧‧散熱片

P‧‧‧角度

【0020】

第1圖係為本發明之加熱單元之罩體之示意圖。

【0021】

第2、第3圖係為本發明之加熱單元之罩體拼接之示意圖。

【0022】

第4圖係為本發明之真空焊接機之方塊圖。

【0023】

第5圖係為本發明之真空焊接機之加熱單元之示意圖。

【0024】

第6圖係為本發明之真空焊接機之另一加熱單元之示意圖。

【0025】

第7圖係為本發明之真空焊接機之示意圖。

【0026】

第8圖係為本發明之真空焊接機之又一加熱單元之示意圖。

【0027】

第9圖係為本發明之加熱模組之水路管道之示意圖。

【0028】

為利貴審查委員瞭解本發明之技術特徵、內容與優點及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。

【0029】

請參閱第1圖，其係為本發明之加熱單元中罩體之示意圖。圖中，罩體10為一長條形之鋁材11，其一表面具有溝槽狀之內凹部12，內凹部12沿著整條鋁材11向內彎曲一半圓弧形結構，形成一作為聚光之反射面13，而在此內凹部12兩側頂端之側邊，則分別設置沿著側邊之凸塊14及套環15，此套環15恰可配合於凸塊14作為罩體10之間之連接部，使相鄰之兩罩體10可以扣合並且可以轉動套環15以調整兩者之間拼接之角度，上述鋁材11與連接部之結構可以利用鋁擠方式製成，並且可以依照焊接之加工物件或焊接機台調整鋁材11之長度，在製作上更具彈性。另外，此罩體10還可於反射面13上鍍上金、銀或白銀之金屬薄膜，利用其材質之耐熱且反射性佳之特性進一步增加聚光效果，而在鋁材11內，還會設置貫通之水路管道16，其作為加工時冷卻水通過之管道，以此作為有效之散熱方式。

【0030】

請同時參閱第2圖及第3圖，其係為本發明之加熱單元中罩體拼接之示意圖。如圖所示，兩個鋁製罩體10a、10b在其內凹部之兩側頂端分別包含凸塊14a、14b及套環15a、15b，而在第2圖中，罩體10a利用凸塊14a與另一罩體10b之套環15b連接而拼接在一起，在此實施例中僅拼接兩件罩體10a、10b，但本發明不以此為限，可依需求繼續拼接其他罩體。拼接之罩體組合可如第2圖所示使其側邊密合成為水平之組合，也可利用套環15b與凸塊14a之轉動調整兩罩體10a、10b互相之間之角度P，進行角度調整主要是為了調整罩體10a、10b內凹部所形成反射面之角度，進一步配合加熱光源達到聚光之效果，因此其角度P可視焊接製程或焊接機台之設計來決定。

【0031】

請參閱第4圖，其係為本發明之真空焊接機之方塊圖。圖中，真空焊接機20包含反應腔室21、加熱模組22以及控制模組23。其中，反應腔室21為石英管製成之腔室，且反應腔室連接於抽真空裝置24，利用抽真空裝置24抽氣而形成真空之反應腔室21，反應腔室21當中設有承載待加工件之載具25，此載具25包含將加工件移入反應腔室21之移動裝置以及移入後密封反應腔室21以進行抽真空之密封裝置，移動裝置及密封裝置可為油壓結構或是電動驅動結構。加熱模組22包含複數個加熱單元26之組合，設置於反應腔室21外，利用加熱燈管照射反應腔室21以進行焊接製程，加熱單元26之組合及拼接方式將在之後實施例描述。另外，真空焊接機20還包含控制模組23，分別連接至反應腔室21及加熱模組22，由控制模組23操作使加工件移入反應腔室21，進行密封且抽真空，並控制加熱模組22之加熱燈管加熱進行焊接，直到達到焊接溫度後進行冷卻，均為透過控制模組23操作之項目，控制模組23可依需求設計各式操作按鈕或是以觸控操作面板進行操作控制。

【0032】

請參閱第5圖，其係為本發明之真空焊接機之加熱單元之示意圖。圖中，加熱模組30包含10個加熱單元31，其利用每一罩體32之間凸塊與套環構成之連接部33拼接成圓形，並環設於石英管34所製成之反應腔室35外圍，每一個加熱單元31包含罩體32及加熱光源，每一加熱光源包含一支加熱燈管36，但本發明不以此為限，每一個加熱單元31之加熱光源可包含複數個加熱燈管36，或者不同的加熱單元31可包含不同加熱光源之加熱燈管36，其中，單一加熱燈管36內可包含一個或複數個發光熱元件，發光熱元件例如為燈絲。加熱燈管36之輻射熱除了直接照射於反應腔室35外，還可經由罩體32之反射面37反射入反應腔室35，提高加熱效率。而針對此加熱光源大量之熱能，加熱單元31穿設有環繞貫通之水路管道38，利用冷卻水流通帶走熱能，使其能有效散熱，由於焊接時焊料加熱至熔點之時間與冷卻凝固之時間對焊接品質有相當大的影響，本發明有效提升兩方面之功效以達到更好之焊接成果。

【0033】

請參閱第6圖，其係為本發明之真空焊接機之另一加熱單元之示意圖。其中，加熱模組30'與第5圖之加熱模組30同樣包含10個加熱單元31'，拼接成圓形之結構，其相同結構部分將不再重複描述，與前述實施例不同處，在於加熱單元31'包含一個加熱燈管36'，此加熱燈管36'內部包含兩個以上之發光之燈絲，其中，兩個以上之燈絲可具有相同光譜，也可由不同光譜之燈絲組合而成，以進行焊接之加工件需要照射光源之種類來決定。

【0034】

請參閱第7圖，其係為本發明之真空焊接機之示意圖。如圖所示，真空焊接機40包含反應腔室41、加熱燈管42以及控制面板43。反應腔室41連接至抽真空裝置44，在載具之裝卸完成後密封進行抽氣使反應腔室41呈真空狀態，再利用環繞之加熱燈管42對反應腔室41進行加熱使其達到焊接所需之熔點溫度，由於進行焊接時加熱之高溫除了反應腔室41內也可能傳至其他機體結構，為避免設備因高溫損壞，如抽真空裝置44之管道外側及承載裝置外側都可繞設散熱管道45，使冷卻水通過帶走多餘熱能，以避免裝置受熱損壞，在鄰近反應腔室41之兩端，也可設置直接接觸反應腔室41散熱片46，其為散熱效果良好之金屬片，更可進一步在此散熱片46內部穿設管道，同樣以冷卻水流通進行散熱。本實施例之真空焊接機40是以橫臥式之反應腔室41進行加熱焊接，但本發明不以此為限，反應腔室41及對應機體之設置，也可設計為直立式，以上下之裝卸方式配合不同之加工件進行焊接。

【0035】

請參閱第8圖，其係為本發明之真空焊接機之另一加熱單元之示意圖。圖中，加熱模組50包含分別由3個加熱單元51水平拼接而成之組合，其分設於反應腔室52之上下兩側，每一個加熱單元51包含罩體53及加熱燈管54，加熱燈管54可由一支或多支燈管所組成，或者每支燈管內可包含一個以上之燈絲，加熱燈管54之輻射熱除了直接照射於反應腔室52外，還可經由罩體53之反射面55反射入反應腔室52，提高加熱效率。加熱單元51同樣穿設有貫通之水路管道56，利用冷卻水流通帶走熱能，使其能有效散熱，水路管道56之設置，則於後描述。由於加熱單元51是以水平方式拼接，因此其反射面55與加熱燈管54所構成加熱光源之方向，與圓弧狀或圓形之設置有所不同，其主要是針對焊接時加工物及焊料之特性加以調整，以獲得最佳焊接效果。

【0036】

第8圖係為本發明之加熱模組之水路管道之示意圖。如圖所示，其中3個加熱單元51a、51b、51c，分別具有其水路管道56a、56b、56c，其管道在垂直方向及水平方向均設有進水或出水口，為了進行水路循環以帶走熱能，可將部分開口塞住，設定固定之循環方式，使冷卻水能平均帶走每一加熱單元51a、51b、51c所產生之熱。上述為本發明之一種水路管道設置之方式，但本發明不以此為限，任何串接或並接之水路循環方式，只要能有效散熱均應包含於本發明之範圍當中。

【0037】

以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。

 

無

10‧‧‧罩體

11‧‧‧鋁材

12‧‧‧內凹部

13‧‧‧反射面

14‧‧‧凸塊

15‧‧‧套環

16‧‧‧水路管道

Claims (10)

1. 【第1項】

   一種加熱單元，其包含：
   一罩體，該罩體之一表面具有溝槽狀之一內凹部，該內凹部於該表面形成一反射面，該罩體內部穿設一水路管道以供冷卻水通過，進行該加熱單元之散熱；以及
   一加熱光源，係包含一加熱燈管，設置於該內凹部，藉由該反射面聚集該加熱光源；
   其中，該內凹部兩側頂端之側邊分別包含一連接部，使得複數個該加熱單元藉該連接部拼接。
2. 【第2項】

   如申請專利範圍第1項所述之加熱單元，其中該連接部包含分別於該內凹部兩側頂端之側邊設置之一凸塊及一套環，使相鄰之該加熱模組互相連接，並藉由轉動該套環以調整相鄰之該加熱模組相互間之角度。
3. 【第3項】

   如申請專利範圍第1項所述之加熱單元，其中該罩體之材質包含鋁。
4. 【第4項】

   如申請專利範圍第1項所述之加熱單元 ，其中該反射面進一步鍍上一金屬薄膜，該金屬薄膜之材質包含金、銀、白金。
5. 【第5項】

   一種真空焊接機，其包含：
   一反應腔室，係設置於一機體上，並連接至一抽真空裝置，該反應腔室內包含乘載及移動一加工物之一載具；
   一加熱模組，係包含拼接之複數個申請專利範圍第1至第4項之任一項所述之該加熱單元，環設於該反應腔室外；以及
   一控制模組，係連接於該反應腔室與該加熱單元，操作該反應腔室裝載該加工物及進行抽真空，且控制該加熱燈管之溫度。
6. 【第6項】

   如申請專利範圍第5項所述之真空焊接機，其中該反應腔室包含石英腔體或不銹鋼腔體。
7. 【第7項】

   如申請專利範圍第5項所述之真空焊接機，其中該反應腔室包含直立式或橫臥式之設置。
8. 【第8項】

   如申請專利範圍第5項所述之真空焊接機，其中拼接之複數個該加熱單元以圓形、半圓弧形或平面方式環設於該反應腔室外。
9. 【第9項】

   如申請專利範圍第5項所述之真空焊接機，進一步包含環繞該抽真空裝置之一散熱管路，以供冷卻水流通進行散熱。
10. 【第10項】

    如申請專利範圍第5項所述之真空焊接機，進一步包含與該反應腔室接觸之一散熱片，該散熱片內部穿設一管道以供冷卻水通過，進行該反應腔室之散熱。