高频钎焊的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种高频钎焊机，其包括工作台及真空系统部件，所述工作台上设有焊接工作箱、高频发生器、编程控制装置、温度检测部件，所述焊接工作箱内设有工装夹具及高频磁棒线圈，所述工装夹具固定待焊接工件，所述焊接工作箱的一端设有气动驱动工件，所述气动驱动工件连接所述工装夹具并驱动所述工装夹具运转；所述高频钎焊机还包括冷却部件；所述编程控制装置连接所述真空系统部件、气动驱动工件、高频发生器、冷却部件及温度检测部件。通过上述方式，本发明高频钎焊机采用电涡流式钎焊，能保证安全风险低、成本低、效率高，焊接性能好。
【专利说明】高频钎焊机
【技术领域】
[0001]本发明涉及产品加工的焊接领域，尤其涉及一种高频钎焊机。
【背景技术】
[0002]焊接工艺在各行业加工中应用广泛，如医疗、电子、机床、塑料、汽车等，而其中又以在汽车制造中发展得最迅速，焊接是汽车零部件与汽车整车制造的一个关键环节，起着承上启下的特殊作用。而且汽车焊接加工是一个多学科、跨领域和技术集成性强的生产过程。
[0003]随着市场激烈的竞争，制造业的转型开放，技术创新等因素要求。焊接产品从使用安全性、配合精度、外观要求、成本投入等都大幅度增高。
[0004]现在国际上普遍使用的钎焊方法有火焰钎焊、感应钎焊、炉中钎焊、浸溃钎焊等。其中火焰钎焊是用可燃气体与氧气或压缩空气混合燃烧的火焰作为热源进行焊接。具有方便、灵活、投资低、装置简单等优点，但是易产生气孔，且加热时间长、成本高、表面易有残渣和热垢，不合适高精度加工工艺。感应钎焊利用高频、中频或工频感应电流作为热源进行焊接。高频加热适合于焊接薄壁管件，特别适用于某些大型构件。具有加热速度快、加热控制精确等优点，但其缺点是配套系统复杂、部件装配难度大、设备费用高；炉中钎焊将装配好钎料的工件放在炉中进行加热焊接，常需要加钎剂，也可用还原性气体或惰性气体保护，力口热比较均匀。能用于大批量生产、焊接效果好、表面没有氧化，它缺点是耗电高，升温时间长、维护成本高、安全风险高。浸溃钎焊，它是把焊件局部或整体浸入盐混合物溶液或钎料溶液中，依靠这些液体介质的热量来实现钎焊的过程。这种钎焊方法生产效率高，焊件变形，晶粒大小和脱碳等现象都不显著，容易实现机械化。但缺点是耗电多、熔盐蒸汽污染严重、使用安全低、劳动条件差。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于能有效解决这些难题，提供一种高频钎焊机，采用电涡流式钎焊，并能保证安全风险低、成本低、效率高，焊接性能好，本发明通过技术和实用性的考究，使焊接技术向更先进的精良化焊接制造方向发展。
[0006]本发明提供了一种高频钎焊机，包括工作台及真空系统部件，所述工作台上设有焊接工作箱、高频发生器、编程控制装置、温度检测部件，所述焊接工作箱内设有工装夹具及高频磁棒线圈，所述工装夹具固定待焊接工件，所述焊接工作箱的一端设有气动驱动工件，所述气动驱动工件连接所述工装夹具并驱动所述工装夹具运转；所述高频钎焊机还包括冷却部件；所述编程控制装置连接所述真空系统部件、气动驱动工件、高频发生器、冷却部件及温度检测部件。本发明中所述焊接工作箱能够密闭并能够开合。所述气动驱动工件驱动所述工装夹具运动以调整所述高频磁棒线圈和焊接工件的相对位置。所述真空系统部件用于使所述密闭焊接工作箱内部在焊接过程中保持真空状态。所述可编程控制装置控制所述气动驱动工件工作以及控制所述高频发生器的加热时间和加热电流。所述温度检测部件对在焊接过程中的焊接工件的加热温度进行监控；所述温度检测部件将检测到的数据反馈给所述可编程控制装置，并通过所述可编程控制装置调整加热电流而保证焊接工件的加热温度要求。所述冷却部件用于对焊接完成后的焊接工件进行快速冷却。
[0007]作为上述技术方案的改进，所述高频磁棒线圈包括高频N极磁棒线圈和高频S极磁棒线圈，所述工装夹具包括工件固定模座，所述待焊接工件固定于所述工件固定模座上；所述工件固定模座的两侧分别设有第一磁极固定座和第二磁极固定座；所述第一磁极固定座和第二磁极固定座相对设置。
[0008]作为上述技术方案的改进，所述气动驱动工件包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸连接所述第一磁极固定座并能够驱动其水平移动；所述第二气缸连接所述第二磁极固定座并能够驱动其水平移动。
[0009]作为上述技术方案的改进，所述第一气缸通过滑座推杆和浮动接头连接并驱动所述第一磁极固定座水平移动，所述第二气缸通过滑座推杆和浮动接头连接并驱动所述第二磁极固定座水平移动。
[0010]作为上述技术方案的改进，所述工装夹具还包括一底座，所述工件固定模座固定在所述底座上，所述底座的两端均设有滑轨，所述滑轨均位于所述工件固定模座的两侧，所述第一磁极固定座和第二磁极固定座可分别在所述滑轨上相对所述件固定模座水平移动。
[0011]作为上述技术方案的改进，所述真空系统部件主要由压缩泵、电磁阀和负压储气罐连接组成，通过正负压力转换，使密闭焊接工作箱在焊接过程中保持真空状态。
[0012]作为上述技术方案的改进，所述可编程控制装置还与所述真空系统部件连接，用于设定所述真空系统部件的工作参数以及监控其工作状况，当检测到所述真空系统部件工作异常时发出警报。
[0013]作为上述技术方案的改进，所述可编程控制装置还与所述冷却部件连接以监控其工作状况，当检测到所述冷却部件工作异常时发出警报。
[0014]作为上述技术方案的改进，所述焊接工作箱上设有连通所述真空系统部件和焊接工作箱内部的真空接口 ；所述焊接工作箱上还设有连通所述冷却部件和焊接工作箱内部的冷却接口。
[0015]作为上述技术方案的改进，所述冷却部件采用水循环冷却系统实现对焊接完成后的焊接工件进行快速冷却。
[0016]作为上述技术方案的改进，所述温度检测部件采用红外线温度监测仪对在焊接过程中的焊接工件的加热温度进行监控。
[0017]与现有技术相比，本发明公开的高频钎焊机具有如下有益效果:
I)适合高精密零件加工:最大限度的减少产品在焊接前后的精度偏差和焊后变形，能满足精度要求苛刻的产品，保证其品质高且一致性好。
[0018]2)效率高:对于批量性生产的应用尤为显著，焊接速度得到最大化提升，生产节拍高。
[0019]3)成本低:由于其安装要求不高、设备组成也不复杂，投入成本极低。
[0020]4)安全性好:焊接过程中不会产生有害粉尘、有毒气体、不发生溅射。不容易导致火灾、爆炸、烫伤、触电等安全事故。
[0021]5)环保节能:没有噪音、废气、辐射污染，通过电磁感应、冷却循环水等达到节能的目的。
[0022]6)自动化程度高:通过自动焊机头、PLC电路控制系统，实现自动化焊接。
[0023]7)使用范围广泛:不受零件材质、尺寸、外观形状及焊接范围限制，均可满足各种需要。
[0024]8)维护简单:日常保养简单，维修容易，操作方便。
[0025]9)焊接强度高，使用性能好:高频钎焊加热结构适用于钢、铜、镍等各种磁性材料的焊接，异种金属或合金、金属与非金属的连接，远大于母材强度。
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1是本发明实施例中一种高频钎焊机的结构示意图。
[0027]图2是图1所不的闻频针焊机的局部放大不意图。
[0028]图3是图2所示的密闭焊接工作箱处于闭合状态的结构式意图。
[0029]图4是图2所示的密闭焊接工作箱的俯视图。
[0030]图5是图2所示的密闭焊接工作箱内部的部分结构示意图。
[0031]图6是图1所示的可编程控制装置的程序控制电路图。
[0032]图7是图1所示的真空系统部件的工作电路图。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0034]参见图1，是本发明实施例提供的一种高频钎焊机的结构示意图。该高频钎焊机包括置于工作台100上的可开合的且能够密闭的焊接工作箱1、具有高频磁棒线圈21的高频发生器2、工装夹具3、气动驱动工件4、真空系统部件5、可编程控制装置6、冷却部件7以及温度检测部件8，其中:
所述工装夹具3置于所述焊接工作箱I内，用于固定焊接工件200 (图2)和所述高频磁棒线圈21 ；
所述气动驱动工件4驱动所述工装夹具3运动以调整所述高频磁棒线圈21和焊接工件200的相对位置；
所述真空系统部件5用于使所述焊接工作箱I内部在焊接过程中保持真空状态，防止焊接工件200在加热过程接触空气而出现氧化皮等不良缺陷；
所述可编程控制装置6分别与所述气动驱动工件4、高频发生器2、真空系统部件5、冷却部件7以及温度检测部件8连接，用于I)控制所述气动驱动工件4工作；2)控制所述高频发生器2的加热时间和加热电流的大小；3)用于设定所述真空系统部件5的工作参数以及监控其工作状况，当检测到所述真空系统部件工作5异常时发出警报；以及4)用于监控所述冷却部件7的工作状况，当检测到所述冷却部件工作7异常时发出警报。所述可编程控制装置6的程序电路图如图6所示。
[0035]所述冷却部件7用于对焊接完成后的焊接工件200进行快速冷却； 所述温度检测部件8对焊接过程中的焊接工件200的加热温度进行监控，所述温度检测部件8将检测到的数据反馈给所述可编程控制装置6，并通过所述可编程控制装置6调整加热电流而保证焊接工件200的加热温度要求。
[0036]请参考图2至图5，所述高频磁棒线圈21包括高频N极磁棒线圈211和高频S极磁棒线圈212，所述高频N极磁棒线圈211和高频S极磁棒线圈212置于所述密闭焊接工作箱I内部且与置于所述密闭焊接工作箱I外部的高频发生器2电连接，通过所述高频发生器2产生高频电流，高频电流在所述密闭焊接工作箱I内部产生可变磁场，通过控制高频电流的频率和时间，从而实现对焊接工件200的焊接。
[0037]所述焊接工作箱I包括箱体11和密封压盖12，所述密封压盖12通过四边机构支座121和连杆122与所述箱体11连接，从而实现可开合。另外，所述密封压盖12表面设有真空视镜123，通过所述真空视镜123能够观察所述密闭焊接工作箱I内部的工作情况。
[0038]另外，所述焊接工作箱I上设有连通所述真空系统部件5和焊接工作箱I内部的真空接口 151，所述真空系统部件5通过所述真空接口 151使所述焊接工作箱I内部达到真空状态。所述焊接工作箱I上还设有连通所述冷却部件7和焊接工作箱I内部的冷却接口171，所述冷却部件7通过冷却接口 171向所述焊接工作箱I内部进行热交换以对焊接完成后的焊接工件200进行快速冷却。
[0039]所述工装夹具3包括用于承载及固定所述焊接工件200的工件固定模座31以及置于所述工件固定模座31两边且可相对其移动的、用于分别固定所述高频N极磁棒线圈211和高频S极磁棒线圈212的第一磁极固定座32和第二磁极固定座33。所述工装夹具3还包括一底座34，所述工件固定模座31固定在所述底座34上，所述底座34表面在所述工件固定模座两边分别设有滑轨341，所述第一磁极固定座32和第二磁极固定座33可分别在所述滑轨341上相对所述件固定模座31水平移动。
[0040]所述气动驱动工件4包括用于连接并驱动所述第一磁极固定座32水平移动的第一气缸41和用于连接并驱动所述第二磁极固定座33水平移动的第二气缸42。其中，所述第一气缸41和第二气缸42分别设于所述密闭焊接工作箱I的外部两侧，所述第一气缸41通过滑座推杆411和浮动接头412连接并驱动所述第一磁极固定座32水平移动，所述第二气缸42也通过滑座推杆421和浮动接头422连接并驱动所述第二磁极固定座33水平移动。
[0041]因此,在所述第一气缸41和第二气缸42的驱动下,所述第一磁极固定座32和所述第二磁极固定座33可相对所述工件固定模座31正向/反向移动，从而带动所述高频N极磁棒线圈211和高频S极磁棒线圈212靠近/远离所述焊接工件200，即工作时高频N极磁棒线圈211和高频S极磁棒线圈212前进到焊接区域(靠近焊接工件200)，焊接完成后高频N极磁棒线圈211和高频S极磁棒线圈212后退复位，保证快速装卸工件。
[0042]在本实施例中，所述真空系统部件5主要由压缩泵、电磁阀和负压储气罐连接组成，通过正负压力转换，使密闭焊接工作箱在焊接过程中保持真空状态，避免焊接工件200在加热过程接触空气而出现氧化皮等不良缺陷，所述真空系统部件5的工作电路如图7所示。
[0043]所述冷却部件7可采用水循环冷却系统实现对焊接完成后的焊接工件进行快速冷却，能有效将工件的温度及夹具的温度快速冷却，避免焊接工件的局部加热的热传递导致工件的外观不良等缺点。避免焊接工件的局部加热的热传递导致工件的外观不良等缺点。
[0044]另外，所述温度检测部件8可采用红外线温度监测仪对在焊接过程中的焊接工件的加热温度进行监控。可通过两种方式来检测焊接工件的加热温度，第一种是将采集到的温度即时发送给反馈给所述可编程控制装置6，并通过所述可编程控制装置6调整加热电流来保证焊接工件的加热温度要求；第二种方式是当温度检测部件8采集到的温度超过预设温度时才将数据反馈给所述可编程控制装置6，并通过所述可编程控制装置6控制加热电流的通断来保证焊接工件的加热温度要求。
[0045]下面，详细描述本发明的高频钎焊机的工作过程及原理:首先，打开所述密闭焊接工作箱1，将焊接工件200放入所述焊接工作箱I内的所述工装夹具3的工件固定模座31上，并通过所述可编程控制装置6控制所述第一气缸41和第二气缸42以驱动所述第一磁极固定座32和所述第二磁极固定座33可相对所述工件固定模座31向前移动，从而带动所述高频N极磁棒线圈211和高频S极磁棒线圈212靠近所述焊接工件200，即前进到焊接区域(靠近焊接工件200);然后，闭合所述焊接工作箱1，并通过所述真空系统部件5使所述密闭焊接工作箱I达到保持真空状态。此时，通过所述可编程控制装置6控制所述高频发生器2开始加热，以对所述焊接工件200进行焊接工作；在焊接过程中，所述温度检测部件8对焊接工件200的加热温度进行监控，并将检测的数据反馈给所述可编程控制装置6，以保证焊接工件200的加热温度符合要求；待焊接完成后，启动所述冷却部件7用于对焊接完成后的焊接工件200和工装夹具3进行快速冷却；冷却完成后，通过所述可编程控制装置6控制所述第一气缸41和第二气缸42以驱动高频N极磁棒线圈211和高频S极磁棒线圈212后退复位，以快速装卸工件，从而取出焊接完成的焊接工件200，并放入下一个焊接工件以进行下一个循环。
[0046]综上所述，本发明公开的高频钎焊机具有如下有益效果:
I)适合高精密零件加工:最大限度的减少产品在焊接前后的精度偏差和焊后变形，能满足精度要求苛刻的产品，保证其品质高且一致性好。
[0047]2)效率高:对于批量性生产的应用尤为显著，焊接速度得到最大化提升，生产节拍高。
[0048]3)成本低:由于其安装要求不高、设备组成也不复杂，投入成本极低。
[0049]4)安全性好:焊接过程中不会产生有害粉尘、有毒气体、不发生溅射。不容易导致火灾、爆炸、烫伤、触电等安全事故。
[0050]5)环保节能:没有噪音、废气、辐射污染，通过电磁感应、冷却循环水等达到节能的目的。
[0051]6)自动化程度高:通过自动焊机头、PLC电路控制系统，实现自动化焊接。
[0052]7)使用范围广泛:不受零件材质、尺寸、外观形状及焊接范围限制，均可满足各种需要。
[0053]8)维护简单:日常保养简单，维修容易，操作方便。
[0054]9)焊接强度高，使用性能好:高频钎焊加热结构适用于钢、铜、镍等各种磁性材料的焊接，异种金属或合金、金属与非金属的连接，远大于母材强度。
[0055]以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种高频钎焊机，其特征在于，包括工作台及真空系统部件，所述工作台上设有焊接工作箱、高频发生器、编程控制装置、温度检测部件，所述焊接工作箱内设有工装夹具及高频磁棒线圈，所述工装夹具固定待焊接工件，所述焊接工作箱的一端设有气动驱动工件，所述气动驱动工件连接所述工装夹具并驱动所述工装夹具运转；所述高频钎焊机还包括冷却部件；所述编程控制装置连接所述真空系统部件、气动驱动工件、高频发生器、冷却部件及温度检测部件。
2.如权利要求1所述的高频钎焊机，其特征在于，所述高频磁棒线圈包括高频N极磁棒线圈和高频S极磁棒线圈，所述工装夹具包括工件固定模座，所述待焊接工件固定于所述工件固定模座上；所述工件固定模座的两侧分别设有第一磁极固定座和第二磁极固定座；所述第一磁极固定座和第二磁极固定座相对设置。
3.如权利要求2所述的高频钎焊机，其特征在于，所述气动驱动工件包括第一气缸和第二气缸，所述第一气缸连接所述第一磁极固定座并能够驱动其水平移动；所述第二气缸连接所述第二磁极固定座并能够驱动其水平移动。
4.如权利要求3所述的高频钎焊机，其特征在于，所述第一气缸通过滑座推杆和浮动接头连接并驱动所述第一磁极固定座水平移动，所述第二气缸通过滑座推杆和浮动接头连接并驱动所述第二磁极固定座水平移动。
5.如权利要求2所述的高频钎焊机，其特征在于，所述工装夹具还包括一底座，所述工件固定模座固定在所述底座上，所述底座的两端均设有滑轨，所述滑轨均位于所述工件固定模座的两侧，所述第一磁极固定座和第二磁极固定座可分别在所述滑轨上相对所述件固定模座水平移动。
6.如权利要求1所述的高频钎焊机，其特征在于，所述真空系统部件主要由压缩泵、电磁阀和负压储气罐连接组成，通过正负压力转换，使焊接工作箱在焊接过程中保持真空状态。
7.如权利要求1所述的高频钎焊机，其特征在于，所述焊接工作箱上设有连通所述真空系统部件和焊接工作箱内部的真空接口 ；所述焊接工作箱上还设有连通所述冷却部件和焊接工作箱内部的冷却接口。
8.如权利要求1所述的高频钎焊机，其特征在于，所述冷却部件采用水循环冷却系统实现对焊接完成后的焊接工件进行快速冷却。
9.如权利要求1所述的高频钎焊机，其特征在于，所述温度检测部件采用红外线温度监测仪对在焊接过程中的焊接工件的加热温度进行监控。
【文档编号】B23K3/08GK104174960SQ201410450430
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日
【发明者】刘剑锋, 廖友辉, 黄暮秋 申请人:常熟骏驰科技有限公司