红外预热摩擦焊工艺及其施焊工具的制作方法
【专利摘要】本发明涉及焊接技术，红外预热摩擦焊工艺，红外预热摩擦焊工艺，步骤一，取至少两个焊件；步骤二，通过一作为热源的加热板对至少一个焊件的焊接处，即焊件接触端面，进行加热；步骤三，通过摩擦焊工艺对至少两个焊件进行焊接。红外预热摩擦焊用施焊工具，包括机架，机架上设有摩擦焊焊具，还包括一用于对焊件接触端面进行加热的加热板，加热板上按照焊件接触端面轮廓设置电热丝；加热板与机架活动连接。加设电热丝后，通过电热丝能够对焊件进行加热，将电热丝产生的热和摩擦产生的热有机组合，使焊件接触端面快速达到或接近熔融状态，解决了单靠摩擦产生的热进行焊接存在杂质、冷渣、飞边、焊接速度慢、成型效果差的问题。
【专利说明】红外预热摩擦焊工艺及其施焊工具【技术领域】
[0001]本发明涉及焊接技术，具体涉及摩擦焊。
【背景技术】
[0002]摩擦焊是通过电动、气动或液压传动使摩擦焊焊具在固定频率和振幅下对焊件进行摩擦加热，使焊件接触端面达到熔融状态，从而实现焊接的过程。具有质量好、工期短、噪声小、污染少等点。但是传统的摩擦焊工艺能耗高，焊接速度慢，焊接处常存在杂质、冷渣、飞边等。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于，提供一种红外预热摩擦焊工艺，以解决上述技术问题。
[0004]本发明的目的还在于，提供一种红外预热摩擦焊用施焊工具，以解决上述技术问题。
[0005]本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:
[0006]红外预热摩擦焊工艺，其特征在于，
[0007]步骤一，取至少两个焊件；
[0008]步骤二，通过一作为热源的加热板对至少一个焊件的焊接处，即焊件接触端面，进行加热；
[0009]步骤三，通过摩擦焊工艺对至少两个焊件进行焊接。
[0010]本工艺将热源产生的热和摩擦产生的热有机组合，能够使焊件接触端面快速达到熔融状态，解决了单靠摩擦产生的热进行焊接存在杂质、冷渣、飞边、焊接速度慢、成型效果差的问题。同时加热板产生的热有助于减少摩擦过程中产生的摩擦杂质，另外，加热板产生的热还可以提高焊件的焊接处的基础温度，改善焊接部位的连接强度，减少冷摩擦造成的飞边，改善产品的外观。
[0011]所述加热板上按照焊件接触端面轮廓设置电热丝，一电热丝作为加热元件。利用电热丝对焊件接触端面进行加热。电热丝可以直接将焊件接触端面加热到熔融状态，也可以加热到一尚未达到熔融的设定温度。
[0012]先进行步骤二，对焊件接触端面进行预热，预热到一设定温度后，启动步骤三。在启动步骤二后，步骤二，加热板可以停止加热。
[0013]在步骤一中，取至少两个焊件，将至少两个焊件分离，并固定；分离的距离大于等于加热板厚度，以便加热板伸入。以便加热。
[0014]在步骤二中，将加热板伸入至少两个焊件之间进行加热，加热到设定温度后退出加热板，以备进行摩擦焊。
[0015]在步骤三中，将至少两个焊件合拢，借助焊件接触端面上的热量，进行摩擦焊。
[0016]红外预热摩擦焊用施焊工具，包括机架，机架上设有摩擦焊焊具，其特征在于，还包括一用于对焊件接触端面进行加热的加热板，所述加热板上按照焊件接触端面轮廓设置电热丝；
[0017]所述加热板与所述机架活动连接。
[0018]所述加热板通过一转动机构连接在所述机架上。
[0019]所述转动机构连接一动力机构，并受所述动力机构驱动,所述动力机构连接一控制系统。进而控制加热板的动作状况。
[0020]加设电热丝后，通过电热丝能够对焊件进行加热，将电热丝产生的热和摩擦产生的热有机组合，使焊件接触端面快速达到或接近熔融状态，解决了单靠摩擦产生的热进行焊接存在杂质、冷渣、飞边、焊接速度慢、成型效果差的问题。同时电热丝产生的热有助于减少摩擦过程中产生的摩擦杂质，另外，电热丝产生的热还可以提高焊件的焊接处的基础温度，改善焊接部位的连接强度，减少冷摩擦造成的飞边，改善产品的外观。
[0021]所述加热板上，与焊件接触的一端设有电热丝槽，所述电热丝槽内埋设有所述电热丝。所述电热丝槽可以通过耐高温密封材料将电热丝密封。也可以通过其它方式将电热丝限定在电热丝槽内，例如，所述加热板上靠近所述电热丝槽处，还设有用于压紧所述电热丝的压线装置。所述压线装置可以是一弹性片，所述弹性片一端固定连接所述加热板，一端压紧所述电热丝。所述压线装置也可以包括一绕线端，所述绕线端上绕有用于固定所述电热丝的线，所述绕线端固定在所述加热板上，所述电热丝穿于所述线内。
[0022]所述电热丝还可以嵌入所述加热板，靠近与焊件接触的一端。所述电热丝还可以埋设在所述加热板内，所述电热丝的两端从加热板伸出，所述电热丝通过加热所述加热板对焊件接触端面进行加热。电热丝可以直接与焊件接触，但为了防止焊接过程对电热丝造成损伤，电热丝最好与焊件之间留有间隙。
[0023]作为一种优选方案，所述加热板上开有电源线连接孔，所述电热丝的两端从所述电源线连接孔伸出。作为另一种优选方案，所述加热板上设有接线端子，所述电热丝连接所述接线端子，所述电热丝通过所述接线端子接入电源。
[0024]所述电热丝可以采用铁铬铝电热合金、镍铬电热合金、金属PTC、石墨、石英、陶瓷PTC结构的加热元件。
[0025]为了提高电热丝的热效率，同时改善电热丝的可弯折性，所述电热丝呈锯齿状、波纹状或螺旋状。
[0026]所述摩擦焊焊具可以是惯性摩擦焊用焊具、径向摩擦焊用焊具、线性摩擦焊用焊具、轨道摩擦焊用焊具、搅拌摩擦焊用焊具等。
[0027]红外预热摩擦焊用施焊工具还包括一温度传感器，所述温度传感器用于检测焊件接触端面处的温度。作为一种优选方案，所述温度传感器位于所述电热丝槽内，所述电热丝的上方。作为另一种优选方案，所述加热板靠近焊件的端面上设有一凹陷，所述温度传感器位于所述凹陷内。所述温度传感器可以位于压线装置处。
[0028]所述温度传感器可以是接触式温度传感器，也可以是非接触式传感器。优选热电偶传感器，以方便对电热丝进行直接测量。在采用电阻式传感器时优选钼电阻传感器、铜电阻传感器，钼电阻传感器、铜电阻传感器测量范围广，熔点高，不容易在焊接的过程中受热损坏。
【专利附图】
【附图说明】[0029]图1为本发明的红外预热摩擦焊工艺流程图；
[0030]图2为本发明的红外预热摩擦焊用施焊工具的一种结构示意图；
[0031]图3为本发明的电热丝的一种形态示意图；
[0032]图4为摩擦焊焊具的主要部件的一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0033]为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本发明。
[0034]参照图1、图2、图3、图4，红外预热摩擦焊工艺，
[0035]步骤一，取至少两个焊件；
[0036]步骤二，通过一作为热源的加热板7对至少一个焊件的焊接处，即焊件接触端面，进行加热；
[0037]步骤三，通过摩擦焊工艺对至少两个焊件进行焊接。
[0038]本工艺将热源产生的热和摩擦产生的热有机组合，能够使焊件接触端面快速达到熔融状态，解决了单靠摩擦产生的热进行焊接存在杂质、冷渣、飞边、焊接速度慢、成型效果差的问题。同时加热板7产生的热有助于减少摩擦过程中产生的摩擦杂质，另外，加热板7产生的热还可以提高焊件的焊接处的基础温度，改善焊接部位的连接强度，减少冷摩擦造成的飞边，改善产品的外观。
[0039]加热板7上按照焊件接触端面轮廓设置电热丝4，一电热丝4作为加热元件。利用电热丝4对焊件接触端面进行加热。电热丝4可以直接将焊件接触端面加热到熔融状态，也可以加热到一尚未达到熔融的设定温度。
[0040]先进行步骤二，对焊件接触端面进行预热，预热到一设定温度后，启动步骤三。在启动步骤三后，步骤二，加热板7可以停止加热。在步骤一中，取至少两个焊件，将至少两个焊件分离，并固定；分离的距离大于等于加热板7厚度，以便加热板7伸入。以便加热。在步骤二中，将加热板7伸入至少两个焊件之间进行加热，加热到设定温度后退出加热板7，以备进行摩擦焊。在步骤三中，将至少两个焊件合拢，借助焊件接触端面上的热量，进行摩擦焊。
[0041]参照图2、图3、图4，红外预热摩擦焊用施焊工具，包括机架，机架上设有摩擦焊焊具5，还包括一用于对焊件接触端面进行加热的加热板7，加热板7上按照焊件接触端面轮廓设置电热丝4。加热板7与机架活动连接。加热板7通过一转动机构连接在机架上。转动机构连接一动力机构，并受动力机构驱动，动力机构连接一控制系统。进而控制加热板7的动作状况。加热板7下方设有用于固定焊件的下型工具6，上方设有用于固定另一焊件的上型工具。
[0042]加设电热丝4后，通过电热丝4能够对焊件进行加热，将电热丝4产生的热和摩擦产生的热有机组合，使焊件接触端面快速达到或接近熔融状态，解决了单靠摩擦产生的热进行焊接存在杂质、冷渣、飞边、焊接速度慢、成型效果差的问题。同时电热丝4产生的热有助于减少摩擦过程中产生的摩擦杂质，另外，电热丝4产生的热还可以提高焊件的焊接处的基础温度，改善焊接部位的连接强度，减少冷摩擦造成的飞边，改善产品的外观。
[0043]加热板7上，与焊件接触的一端设有电热丝槽1，电热丝槽I内埋设有电热丝4。电热丝槽I可以通过耐高温密封材料将电热丝4密封。也可以通过其它方式将电热丝4限定在电热丝槽I内，例如，加热板7上靠近电热丝槽I处，还设有用于压紧电热丝4的压线装置。压线装置可以是一弹性片，弹性片一端固定连接加热板7，一端压紧电热丝4。压线装置也可以包括一绕线端3，绕线端3上绕有用于固定电热丝4的线，绕线端3固定在加热板7上，电热丝4穿于线内。
[0044]电热丝4还可以嵌入加热板7，靠近与焊件接触的一端。电热丝4还可以埋设在加热板7内，电热丝4的两端从加热板7伸出，电热丝4通过加热加热板7对焊件接触端面进行加热。电热丝4可以直接与焊件接触，但为了防止焊接过程对电热丝4造成损伤，电热丝4最好与焊件之间留有间隙。
[0045]作为一种优选方案，加热板7上开有电源线连接孔2，电热丝4的两端从电源线连接孔2伸出。作为另一种优选方案，加热板7上设有接线端子，电热丝4连接接线端子，电热丝4通过接线端子接入电源。
[0046]电热丝4可以采用铁铬铝电热合金、镍铬电热合金、金属PTC、石墨、石英、陶瓷PTC结构的加热元件。
[0047]为了提高电热丝4的热效率，同时改善电热丝4的可弯折性，电热丝4呈锯齿状、波纹状或螺旋状。
[0048]摩擦焊焊具可以是惯性摩擦焊用焊具、径向摩擦焊用焊具、线性摩擦焊用焊具、轨道摩擦焊用焊具、搅拌摩擦焊用焊具等。
[0049]红外预热摩擦焊用施焊工具还包括一温度传感器，温度传感器用于检测焊件接触端面处的温度。作为一种优选方案，温度传感器位于电热丝槽I内，电热丝4的上方。作为另一种优选方案，加热板7靠近焊件的端面上设有一凹陷，温度传感器位于凹陷内。温度传感器可以位于压线装置处。
[0050]温度传感器可以是接触式温度传感器，也可以是非接触式传感器。优选热电偶传感器，以方便对电热丝4进行直接测量。在采用电阻式传感器时优选钼电阻传感器、铜电阻传感器，钼电阻传感器、铜电阻传感器测量范围广，熔点高，不容易在焊接的过程中受热损坏。
[0051]为了适应不同的焊接需要，焊接接触部分的预热后的温度为200°C -600°C。最佳温度为260°C。
[0052]为了避免融化后的焊件拉丝或黏在焊接接触部分上，焊接接触部分表面进行PTFE镀层处理。可以先将焊接接触部分表面做成镜面后再进行PTFE镀层。
[0053]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【权利要求】
1.红外预热摩擦焊工艺，其特征在于， 步骤一，取至少两个焊件； 步骤二，通过一作为热源的加热板对至少一个焊件的焊接处，即焊件接触端面，进行加执.步骤三，通过摩擦焊工艺对至少两个焊件进行焊接。
2.根据权利要求1所述的红外预热摩擦焊工艺，其特征在于，所述加热板上按照焊件接触端面轮廓设置电热丝，一电热丝作为加热元件。
3.根据权利要求2所述的红外预热摩擦焊工艺，其特征在于，先进行步骤二，对焊件接触端面进行预热，预热到一设定温度后，启动步骤三；在启动步骤三后，步骤二，加热板停止加热。
4.根据权利要求2所述的红外预热摩擦焊工艺，其特征在于，在步骤一中，取至少两个焊件，将至少两个焊件分离，并固定；分离的距离大于等于加热板厚度，以便加热板伸入； 在步骤二中，将加热板伸入至少两个焊件之间进行加热，加热到设定温度后退出加热板，以备进行摩擦焊； 在步骤三中，将至少两个焊件合拢，借助焊件接触端面上的热量，进行摩擦焊。
5.红外预热摩擦焊用施焊工具，包括机架，机架上设有摩擦焊焊具，其特征在于，还包括一用于对焊件接触端面进行加热的加热板，所述加热板上按照焊件接触端面轮廓设置电执--.;—..? 所述加热板与所述机架活动连接。
6.根据权利要求5所述的红外预热摩擦焊用施焊工具，其特征在于:所述加热板通过一转动机构连接在所述机架上。
7.根据权利要求6所述的红外预热摩擦焊用施焊工具，其特征在于:所述转动机构连接一动力机构，并受所述动力机构驱动，所述动力机构连接一控制系统。进而控制加热板的动作状况。
8.根据权利要求5所述的红外预热摩擦焊用施焊工具，其特征在于:所述加热板上，与焊件接触的一端设有电热丝槽，所述电热丝槽内埋设有所述电热丝。
【文档编号】B23K20/12GK104028887SQ201310072141
【公开日】2014年9月10日 申请日期:2013年3月6日 优先权日:2013年3月6日
【发明者】樊强 申请人:上海久牵实业有限公司