一种辐射加热与通电电阻加热复合式焊接装置的制作方法

本发明装置发明属于焊接设备技术领域，具体涉及一种辐射加热与通电电阻加热复合式焊接装置。

背景技术

钎焊是利用各种外加热量使得待连接金属间的钎料熔化，但焊件不熔化的条件下连接为一体的焊接方法。目前钎焊的问题是焊接周期很长，需要在真空炉里边通过辐射加热几个小时，然后进行保温进行焊接，效率低下，造成成本升高。

电阻焊是将焊件组合后通过电极施加压力，依靠电流通过焊件产生的电阻热实现焊接，是一种高效率、低成本的焊接方法。目前，采用通电实现的电阻热焊接主要集中在电阻钎焊方面。中国专利申请号201410426606.1发明公开了一种采用石墨电极的电阻钎焊方法及其装置，该方法利用石墨电极加热元件钎焊硬质合金工件，硬质合金钎焊工件放在一个密闭的钢制钎焊室内部，石墨电极被通电加热与硬座合金工件周围的o2反应，生成co、co2气体，使得钎焊连接处的局部区域氧气被消耗掉，实现钎焊连接区域无氧气气孔缺陷。该方法虽然在一定程度上解决接头氧气孔问题，但生成其他具有氧化性气体，可能会与焊件发生反应，同时，也可能生成新的气孔。除此之外，石墨与氧气反应后，石墨尺寸发生变化，影响电流的传导。电阻钎焊是通过电阻热进行焊接的方法，但是存在保护效果不好，焊接效果差，同时待焊件整体加热不均匀，焊接质量，尤其是焊接的强度普遍比较低。因此，提供一种保护效果好、焊接效果优良、待焊件整体加热均匀、焊件强度高的焊接装置是很有必要的。

技术实现要素：

本发明装置发明目的是要解决现有技术存在的问题，提出辐射加热与通电电阻加热复合式连接装置。该装置包括加压电极、固定电极、通电电阻加热电源、电阻丝、真空抽吸泵组、加压系统、焊件a、焊件b、钎料和真空室，真空抽吸泵组与真空室相连，真空室上下部位分别与加压电极和固定电极相连，加压电极与固定电极中部连接通电电阻加热电源，且端部放置焊件a、焊件b及钎料，加压电极与加压系统连接。

加压电极和固定电极材料为铬锆铜电极，通过对待连接焊件通电加热产生的电阻作为主要热源进行钎焊连接。

待焊件为铝合金此类有色金属时，电流波形为直流冲击波形式，最大峰值电流可以达到6000安培，电极压力0-1000n；待焊材料为黑色金属时（碳钢、不锈钢等），电流波形为直流或者工频交流形式波形，最大峰值电流可以达到6000安培，电极压力0-1000n。

真空抽吸泵组包括两部分：机械泵和真空泵，分别用于抽取低真空和高真空，真空度范围在1x10^-2pa到1x10^-3pa之间。

真空室辐射加热温度范围在0-500度，加热速率0-40摄氏度/分钟可调。

钎料可以是银基、铜基以及其他任何成分具备导电性能的钎料，可以在钎料中混入不超过百分之五的石墨烯提高导电性能，同时也可以在钎料中混入不超过百分之五的铬粉提高钎料电阻率以促进通电产热效果。

加压系统压力范围为0-50吨。

焊件a和焊件b待焊表面会均匀刷涂挥发性活性及去膜液体。

焊接a与焊接b之间也可以不放置钎料进行扩散焊。

去膜液体主要包括盐酸、磷酸或者氢氟酸。酸洗通常使用诸如硫酸、盐酸、氢氧酸及其混合物的水溶液以及苛性钠水溶液等。

加压系统配置压力控制装置，针对不同厚度焊件施加压力。

装置包括通电电阻加热电源、加压系统、真空室自带冷却水系统。

装置中施压结构和导电结构也可以分开，施压结构为加压系统，导电结构为加压电极和固定电极。辐射加热方式可以采用高频、微波等其他形式热源，辐射加热即为热源装置，热源装置包括加热电源、电阻丝、容纳电阻丝的真空室和与真空室连接的真空抽吸泵组。

焊接时，在待焊工件表面刷涂挥发性活性及去膜液体，并将待焊工件放置于电极间；打开机械泵，抽取低真空，同时用电阻丝辐射加热待焊部件到300度以下，实现连接表面的均匀化以及去膜液体组分钎剂的挥发；待挥发结束后，开启扩散泵抽取高真空，同时真空腔内保持辐射加热恒温状态，对上电极和下电极通以通电电流，同时施加压力，依靠电阻产热、压力以及界面原子在通电作用下的实现了金属待连接界面的原子活性，同时添加导电的石墨烯，促进待连接界面原子与钎料原子的快速钎焊连接或者扩散焊连接。

附图说明

图1：本发明装置发明的一种辐射加热与通电电阻加热复合式焊接装置结构示意图。

其中：1.加压电极；2.固定电极；3.加热电源；4.电阻丝；5.真空抽吸泵组；6.加压系统；7.焊件a；8.焊件b；9.钎料；10.真空室。

具体实施方式

结合附图1对本发明的辐射加热与通电电阻加热复合式连接装置进行详细的说明。

如图1所示，辐射加热与通电电阻加热复合式连接装置包括加压电极1、固定电极2、加热电源3、电阻丝4、真空抽吸泵组5、加压系统6、焊件a7、焊件b8、钎料9、真空室10。其中，真空抽吸泵组5与真空室10相连，真空室10上下部位分别与加压电极1和固定电极2相连，加压电极1与固定电极2中部连接通电电阻加热电源3，且端部放置焊件a7、焊件b8及钎料9，加压电极1与加压系统6连接。

加压电极1和固定电极2材料为铬锆铜电极，通过对待连接焊件通电加热产生的电阻作为主要热源进行钎焊连接。

当待焊件为铝合金此类有色金属时，电流波形为直流冲击波形式，最大峰值电流可以达到6000安培，电极压力0-1000n；待焊材料为黑色金属时（碳钢、不锈钢等），电流波形为直流或者工频交流形式波形，最大峰值电流可以达到6000安培，电极压力0-1000n。

真空抽吸泵组包括两部分：机械泵和真空泵，分别用于抽取低真空和高真空，真空度范围在1x10-2pa到1x10-3pa之间；真空室辐射加热温度范围在0-500度，加热速率0-40摄氏度/分钟可调；加压系统压力范围为0-50吨。

钎料可以是银基、铜基以及其他任何成分具备导电性能的钎料，可以在钎料中混入不超过百分之五的石墨烯提高导电性能，同时也可以在钎料中混入不超过百分之五的铬粉提高钎料电阻率以促进通电产热效果。

装置包括通电加热电源、加压系统、真空室自带冷却水系统。其中，加压系统配置压力控制装置。

焊接时，在待焊工件表面刷涂挥发性活性及去膜液体，并将待焊工件放置于电极间；打开机械泵，抽取低真空，同时用电阻丝辐射加热待焊部件到300度以下，实现连接表面的均匀化以及去膜液体组分钎剂的挥发；待挥发结束后，开启扩散泵抽取高真空，同时真空腔内保持辐射加热恒温状态，对上电极和下电极通以通电电流，同时施加压力，依靠电阻产热、压力以及界面原子在通电作用下的活性联合作用实现异种金属接头的钎焊或者扩散焊过程。

实施例仅说明本发明装置发明的技术方案，而非对其进行任何限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的普通技术人员来说，依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，比如采用高频加热或者其他方式代替电阻辐射家人等技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明所要求保护的技术方案的精神和范围。