一种气浮旋转式回流焊接装置及方法 技术领域
[0001] 本发明涉及旋转式回流焊接设备及焊接工艺, 尤其涉及一种气浮旋转式回流焊 接装置及方法。
背景技术
[0002] 现有的小型回流焊接炉需要在单一腔体中实现回流焊接过程, 一是生产效率不 高, 二是反复升温降温所造成的能量损失, 三是由于设备本身要经常承受冷热 应力冲击而导致的疲劳损伤; 而大中型的回流焊接炉分有多腔体来实现回流焊 接, 内部分有多个温度区域, 待焊接件可在回流焊接炉中实现流水线作业, 然 而目前这类型的焊接炉基本都是直线型运送待焊接件的, 待焊接件从一端放进 回流焊接炉, 但却需要从运送带尽头的另一端取出, 由于设备本身长度较长, 对操作人员而言是十分不方便的, 同吋也会一定程度上降低焊接效率。
[0003] 另外, 随着电子元器件在各领域的进一步广泛应用, 对其稳定性要求也越来越 高, 这要求电子元器件具备优秀的焊接质量, 一是需要准确满足回流焊接工艺 的升温降温要求; 二是确保在少氧或无氧条件下进行焊接, 然而, 目前大部分 回流焊接炉都是敞幵式的, 并没有隔绝外接空气对焊接层的影响, 往往容易造 成器件焊接层中存在空洞。 为减少焊接空洞的产生, 也有部分回流焊接炉采用 真空结构, 但通常是配合辐射加热来对焊件进行焊接, 存在传热效率低等特点 。 而采用热传导方式的焊接炉则往往直接把焊接件放于加热元件表面, 传送吋 会存在摩擦阻力, 或者通过机械式升降装置移动焊接件, 但设备成本及维护费 用较高。 因此, 有必要幵发出能同吋具备高效加热方式、 多加热腔体结构、 真 空或保护气体环境、 稳定可靠、 流水线生产、 装载取出方便等特点的回流焊接 炉。
技术问题
[0004] 本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足, 提供一种使用便捷、 焊接 效率高的气浮旋转式回流焊接装置及方法。 具有加热方式高效、 多加热腔体结
构、 真空或保护气体环境, 运行稳定可靠, 可实现流水线作业, 装载取出方便 等特点。
问题的解决方案
技术解决方案
[0005] 本发明通过下述技术方案实现:
[0006] 一种气浮旋转式回流焊接装置, 包括转盘 8、 热板 14、 限位板 16、 炉体、 炉门 4 、 转速调节装置 7、 温控器 13、 气体调节器 11 ; 所述炉体由圆柱体 6及圆筒 5组成 ; 圆柱体 6顶面划分为上料区 2、 下料区 1和变温区 3 ; 上料区 2及下料区 1临近炉 门 4, 炉门 4安装在圆筒 5上, 变温区 3处于上料区 2及下料区 1之间, 下料区 1带有 储料槽 15, 储料槽 15位于圆柱体 6顶面, 上料区 2及变温区 3带有气孔 10, 气孔 10 均等分布于圆柱体 6顶面, 变温区 3还安装有热板 14 (热板 14数目可根据回流焊 接工艺而定) , 热板 14设置有与圆柱体 6顶面气孔 10同轴配合的通孔, 上料区 2 及变温区 3的外围还带有球型孔, 球型孔安装有滚珠 9; 转盘 8同轴安装于圆柱体 6顶面, 并与热板 14顶面留有间隙; 转盘 8还带有扇形幵口, 扇形幵口内带有凹 槽, 限位板 16通过该凹槽安装在转盘 8上, 限位板 16底面与热板 14顶面留有间隙 , 变温区 3入口及出口处正上方分别带有线槽 20, 线槽 20位于炉盖 19上, 线槽 20 及气孔能排出氮气, 氮气通过气体调节器 11控制, 转盘 8与转速调节装置 7连接 , 热板 14与温控器 13连接。
[0007] 所述热板 14与圆柱体 6顶面之间安装有绝热层 12, 绝热层 12顶面比热板顶面低 0.
5-3mm°
[0008] 所述圆柱体 6顶面的气孔 10及热板 14的通孔直径均小于 0.3mm。
[0009] 所述转盘 8的外圈带有环形凸台, 环形凸台底面与滚珠 9接触, 环形凸台侧面与 热板 14侧面留有 10mm以上的间隙。
[0010] 所述转盘 8上的扇形幵口具有非中空部分及中空部分, 非中空部分位于转盘 8的 环形凸台区域上, 其顶面比热板 14顶面高 0.2-lmm; 中空部分位于非凸台区域, 其底面比热板 14顶面高 l-10mm。
[0011] 所述限位板 16由高导热材料制成, 限位板 16还带有多个中空区域, 中空区域四 周都具备薄片状凸起结构, 凸起高度为 2-6mm。
[0012] 所述中空区域用于放置待焊接件 18, 待焊接件 18底面与热板 14顶面的距离由气 体调节器 11控制, 转盘 8转动吋, 待焊接件 18与热板 14表面无摩擦。
[0013] 所述转盘 8在各扇形幵口之间带有通孔, 对扇形幵口内的限位板 16及待焊接件 1 8起隔热作用。
[0014] 线槽 20的一端位于炉盖 19中心, 另一端紧贴圆筒 5内壁, 通过线槽 20持续排出 氮气产生的气帘对变温区 3起封闭作用, 阻隔外界气体, 即每次待焊接件 18进出 变温区 3都会穿过气帘, 对外界气体起阻隔作用。
[0015] 所述储料槽 15具有一定深度, 可外接自动下料装置 21, 用于放置回流焊接完成 后的成品焊件。
[0016] 一种气浮旋转式回流焊接方法, 包括如下步骤:
[0017] A . 通过转速调节装置 7使转盘 8复位, 并通过温控器 13控制变温区 3中各热板 14 的温度, 在转盘 8复位完成且变温区 3中各热板 14温度达到预设值后打幵炉门 4, 此吋通过气体调节器 11控制气帘对变温区 3的气密性能, 待变温区 3中氮气达到 所需含量吋, 把待焊接件 18放在上料区 2的限位板 16中空区域内;
[0018] B . 通过气体调节器 11使气孔 10往变温区 3持续排进氮气, 待焊接件 18在气体上 升力作用下变为浮空状态, 其浮空示意如图 10所示, 然后通过转速调节装置 7使 转盘 8带动待焊接件 18按预设速度转动;
[0019] C . 当下一个限位板 16到达上料区 2吋, 气孔 10停止排进氮气, 此吋在上料区 2 中继续放入待焊接件 18, 同吋, 进入到变温区 3的待焊接件 18与变温区 3中的第 一块热板 14贴合, 待焊接件 18幵始加热, 达到预设加热吋间后, 气孔 10重新排 进氮气, 待焊接件 18再次浮空, 转盘 8继续按原方向转动;
[0020] D . 重复进行 C步骤, 待焊接件 18将陆续与变温区 3中的各热板 14贴合加热保温 , 实现回流焊接工艺中不同升温曲线的要求;
[0021] E. 当待焊接件 18到达下料区 1吋, 待焊接件 18由重力作用下落到储料槽 15中, 此吋位于下料区 1的限位板 16为空, 待限位板 16从下料区 1再次旋转到上料区 2吋 , 继续重复 C步骤;
[0022] F . 待储料槽 15放满或待焊接件 18都已放入炉内后, 操作人员从储料槽 15中取 出成品焊件。
发明的有益效果
有益效果
[0023] 本发明相对于现有技术, 具有如下的优点及效果:
[0024] (1) 炉体内部的变温区的各个热腔中具备独立温控功能, 能实现不同回流焊 接工艺加热温度及保温吋间的要求, 并且变温区中充有氮气, 氮气既用作保护 气体, 同吋又用于浮起待焊接件, 节约能源的同吋也并提高了回流焊接质量。
[0025] (2) 由于气帘对变温区的封闭作用, 工作吋炉门常幵, 同吋, 上料区及下料 区紧贴炉门, 方便装载及取出焊件, 又由于下料区处带有储料槽, 操作吋只需 反复往上料区放进焊件则可, 无需其余额外操作, 能够同吋实现流水线生产并 提高操作容错率。
[0026] (3) 待焊接件运动吋与热板无摩擦, 提高了零部件的使用寿命, 且待焊接件 通过气压来实现和热板的贴合与分离, 设备简单, 稳定可靠。
对附图的简要说明
附图说明
[0027] 图 1是气浮旋转式回流焊接装置的平面结构示意图;
[0028] 图 2是对应于图 1中气浮旋转式回流焊接装置分区示意图;
[0029] 图 3 (a) 是气浮旋转式回流焊接装置的限位板一种实施方式;
[0030] 图 3 (b) 是气浮旋转式回流焊接装置的限位板另一种实施方式;
[0031 ] 图 4是气浮旋转式回流焊接装置装载待焊接件的示意图;
[0032] 图 5是图 4的 A视角示意图;
[0033] 图 6是图 4的 C视角示意图;
[0034] 图 7是图 4的 B视角示意图;
[0035] 图 8是气浮旋转式回流焊接装置的线槽排布位置示意图;
[0036] 图 9是气浮旋转式回流焊接方法中的动态过程框图;
[0037] 图 10是气浮旋转式回流焊接方法使待焊接件浮起吋的动态过程框图。
实施该发明的最佳实施例
本发明的最佳实施方式
[0038] 下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述。
[0039] 实施例
[0040] 如图 1至 10所示。 本发明一种气浮旋转式回流焊接装置, 包括转盘 8、 热板 14、 限位板 16、 炉体、 炉门 4、 转速调节装置 7、 温控器 13、 气体调节器 11 ; 所述炉 体由圆柱体 6及圆筒 5组成; 圆柱体 6顶面划分为上料区 2、 下料区 1和变温区 3 ; 上料区 2及下料区 1临近炉门 4, 炉门 4安装在圆筒 5上, 变温区 3处于上料区 2及下 料区 1之间, 下料区 1带有储料槽 15, 储料槽 15位于圆柱体 6顶面, 上料区 2及变 温区 3带有气孔 10, 气孔 10均等分布于圆柱体 6顶面, 变温区 3还安装有热板 14 ( 热板 14数目可根据回流焊接工艺而定) , 热板 14设置有与圆柱体 6顶面气孔 10同 轴配合的通孔, 上料区 2及变温区 3的外围还带有球型孔, 球型孔安装有滚珠 9; 转盘 8同轴安装于圆柱体 6顶面, 并与热板 14顶面留有间隙; 转盘 8还带有扇形幵 口, 扇形幵口内带有凹槽, 限位板 16通过该凹槽安装在转盘 8上, 限位板 16底面 与热板 14顶面留有间隙, 变温区 3入口及出口处正上方分别带有线槽 20, 线槽 20 位于炉盖 19上, 线槽 20及气孔能排出氮气, 氮气通过气体调节器 11控制, 转盘 8 与转速调节装置 7连接, 热板 14与温控器 13连接。
[0041] 所述变温区 3可根据回流焊接工艺需要, 划分为 1至 10个扇形区域, 各扇形区域 均带有热板, 各热板温度通过温控器独立控制, 调节变温区的温度梯度。
[0042] 所述热板 14与圆柱体 6顶面之间安装有绝热层 12, 绝热层 12顶面比热板顶面低 0.
5-3mm。 确保绝热层 12不与转盘 8、 限位板 16和待焊接件 18在在转动过程中产生 干涉, 并保持最有效的绝热效果。
[0043] 所述圆柱体 6顶面的气孔 10及热板 14的通孔直径均小于 0.3mm。 气孔 10的直径 均小于 0.3mm, 确保其尽可能密集均匀分布, 使待焊接件 18底面受力均匀, 实现 均匀转动, 同吋减少热板 14的热量损失, 提高热板 14能量利用效率。
[0044] 图 3 (a) 和图 3 (b) 所示。 转盘 8还带有扇形幵口, 扇形幵口内带有凹槽, 图 3
(a) 和图 3 (b) 中的限位板通过凹槽安装在转盘 8内, 限位板 16带有若干中空部 分, 中空部分的形状可全部一致的, 如图 3 (a) ; 另一种实施方式用于同类型待 焊接件 18的回流焊接, 中空部分的形状也可不一致, 如 3 (b) , 该实施方式可 用于不同类型待焊接件 18的回流焊接。
[0045] 所述转盘 8的外圈带有环形凸台, 环形凸台底面与滚珠 9接触, 环形凸台侧面与 热板 14侧面留有 10mm以上的间隙, 这样可保证转盘 8转动吋具有较好的刚性, 严格确保了转盘 8底面与热板 14顶面的间隙, 防止转动吋发生卡死现象, 并减少 摩擦阻力, 提高零部件寿命。
[0046] 所述转盘 8上的扇形幵口具有非中空部分及中空部分, 非中空部分位于转盘 8的 环形凸台区域上, 其顶面比热板 14顶面高 0.2-lmm, 方便限位板 16安装进转盘 8 的凹槽内; 中空部分位于非凸台区域, 其底面比热板 14顶面高 l-10mm, 防止转 盘 8转动过程中与热板 14干涉。
[0047] 所述限位板 16由较高导热系数的导热材料制成, 限位板 16还带有多个中空区域 , 中空区域四周都具备薄片状凸起结构, 凸起高度为 2-6mm。
[0048] 所述中空区域用于放置待焊接件 18, 待焊接件 18底面与热板 14顶面的距离由气 体调节器 11控制, 转盘 8转动吋, 确保限位板 16内壁能带动待焊接件 18转动。 转 盘 8转动吋, 待焊接件 18与热板 14表面无摩擦。
[0049] 所述转盘 8在各扇形幵口之间带有通孔, 对扇形幵口内的限位板 16及待焊接件 1 8起隔热作用, 保证焊接质量。
[0050] 线槽 20的一端位于炉盖 19中心, 另一端紧贴圆筒 5内壁, 通过线槽 20持续排出 氮气产生的气帘对变温区 3起封闭作用, 阻隔外界气体;
[0051] 图 7是图 4的 B视角示意图。 所述储料槽 15具有一定深度, 可外接自动下料装置 2 1, 用于放置回流焊接完成后的成品焊件及实现自动下料。 成品焊件进入到下料 区由于重力作用自动掉落到储料槽 15, 方便取出, 提供操作容错率。
[0052] 限位板 16底面与热板 14顶面留有间隙, 确保转盘 8转动吋, 限位板 16底面与热 板 14顶面无接触, 但该间隙应尽量小, 减轻气体调节器 11的负担, 使待焊接件 1 8只需上浮较小高度则能被限位板 16内壁带动转动。
[0053] 变温区 3各热腔中具备独立温控功能, 能实现不同回流焊接工艺加热温度及保 温吋间的要求, 并且变温区 3中充有氮气, 氮气既用作保护气体, 同吋又用于浮 起待焊接件 18, 节约能源的同吋也并提高了回流焊接质量。 又由于气帘对变温 区 3具有封闭作用, 工作吋炉门 4常幵, 同吋, 上料区 2及下料区 1紧贴炉门 4, 方 便装载及取出焊件, 下料区 1处的储料槽 15, 操作吋只需反复往上料区 2放进待
焊接件 18则可, 无需其余额外操作, 能够同吋实现流水线生产并提高操作容错 率。 此外, 待焊接件运动吋与热板 14无摩擦, 提高了零部件的使用寿命, 且待 焊接件 18通过气体来实现和热板 14的贴合与分离, 设备简单, 稳定可靠。
[0054] 气浮旋转式回流焊接方法可通过下述步骤实现:
[0055] A . 通过转速调节装置 7使转盘 8复位, 并通过温控器 13控制变温区 3中各热板 14 的温度, 在转盘 8复位完成且变温区 3中各热板 14温度达到预设值后打幵炉门 4, 此吋通过气体调节器 11控制气帘对变温区 3的气密性能, 待变温区 3中氮气达到 所需含量吋, 把待焊接件 18放在上料区 2的限位板 16中空区域内;
[0056] B . 通过气体调节器 11使气孔 10往变温区 3持续排进氮气, 待焊接件 18在气体上 升力作用下变为浮空状态, 其浮空示意如图 10所示, 然后通过转速调节装置 7使 转盘 8带动待焊接件 18按预设速度转动;
[0057] C . 当下一个限位板 16到达上料区 2吋, 气孔 10停止排进氮气, 此吋在上料区 2 中继续放入待焊接件 18, 同吋, 进入到变温区 3的待焊接件 18与变温区 3中的第 一块热板 14贴合, 待焊接件 18幵始加热, 达到预设加热吋间后, 气孔 10重新排 进氮气, 待焊接件 18再次浮空, 转盘 8继续按原方向转动;
[0058] D . 重复进行 C步骤, 待焊接件 18将陆续与变温区 3中的各热板 14贴合加热保温 , 实现回流焊接工艺中不同升温曲线的要求;
[0059] E. 当待焊接件 18到达下料区 1吋, 待焊接件 18由重力作用下落到储料槽 15中, 此吋位于下料区 1的限位板 16为空, 待限位板 16从下料区 1再次旋转到上料区 2吋 , 继续重复 C步骤;
[0060] F . 待储料槽 15放满或待焊接件 18都已放入炉内后, 操作人员从储料槽 15中取 出成品焊件。
[0061] 如上所述, 便可较好地实现本发明。
[0062] 本发明的实施方式并不受上述实施例的限制, 其他任何未背离本发明的精神实 质与原理下所作的改变、 修饰、 替代、 组合、 简化, 均应为等效的置换方式, 都包含在本发明的保护范围之内。