一种充油式传感器的浸油焊接装置及方法与流程

本发明属于仪器仪表行业领域，具体涉及一种充油式传感器的浸油焊接装置及方法。

背景技术：

工业自动化行业的发展，充油式传感器作为行业前端的测量元件越来越受到人们的重视，但是快速的将需要的填充液注入后，如何将填充液可靠密封于腔体内，这是国内行业上重大难点和热点，目前国内市场上还没有系统密封可靠的低熔点浸油焊接技术。传统的一次焊接由于焊接接触面积大，强度及成品率不能满足要求，目前行业操作分3步，需要先将压力敏感元件基座与管座进行焊接，然后充油、焊接充油孔操作，可以保证强度及成品率，但是具有操作工序多，充油慢，成本高，焊接2次，焊接处多等特点，效率低。因此，它是行业内的关键工序，它影响产品在生产中的成品率，影响产品的成本核算，也影响压力敏感元件的精度受到影响。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中存在的问题，提供一种充油式传感器的浸油焊接装置及方法，该装置能保证焊接时的位置度及配合度，利用该装置，能够先充油，而且再将充油的压力敏感元件基座与管座进行焊接就可以得到充油式传感器，减少操作工序。

为了达到上述目的，本发明装置采用如下技术方案：

包括焊机的电源以及焊头，焊头上安装有定位座和能够上下移动的焊接接头，焊接接头位于定位座正上方；充油式传感器包括从下往上依次放置的压力敏感元件基座和管座，管座上连接管脚，定位座上部开设有用于放置压力敏感元件基座的第一盲孔，焊接接头下部开设有用于管座上管脚进入的第二盲孔，焊接接头的下端面能够压在管座的上端面上；电源通过两个电极分别连接焊接接头和定位座。

进一步地，第一盲孔为圆柱孔；压力敏感元件基座和第一盲孔之间为间隙配合，且间隙为0.08～0.12mm。

进一步地，定位座上开设有与第一盲孔底部相连通的引流孔。

进一步地，压力敏感元件基座的上部设置有用于放置管座的内孔，焊接接头能够伸入该内孔中压在管座的上端面上，焊接接头与压力敏感元件基座的内孔之间为间隙配合，且间隙为0.08～0.12mm。

进一步地，焊接接头的外径与管座接触端面的外径相等；管座与压力敏感元件基座相接触的下侧面上设置有高度为0.3mm的V形结构。

进一步地，焊头上安装有用于控制焊接接头上下移动的脚踏板。

进一步地，焊接接头的材质为钨铜，定位座为不锈钢；管座的材质为柯伐合金，压力敏感元件基座为316L。

本发明方法的技术方案是：包括以下步骤：

步骤一，焊接接头与基座分别接电源的正极与负极，开启焊机的电源；

步骤二：将压力敏感元件基座充满绝缘油后放在定位座内，再将管座放入压力敏感元件基座内；

步骤三：控制焊接接头垂直向下运动直至压在管座上，瞬间放电将压力敏感元件基座和管座的接触面熔化，冷却完成充油式传感器的浸油焊接。

进一步地，步骤三中焊接时，焊接电流2.5～3.2kA，放电时间20～30ms，加压力30～45kgf/cm²。

进一步地，绝缘油为硅油。

与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：

本发明通过设置定位座，形成焊接定位平台，其上设置的第一盲孔能够将充满绝缘油的压力敏感元件基座进行定位；通过设置与定位座正对且能够上下运动的焊接接头，能够将管座压紧在压力敏感元件基座上，并将两者焊接在一起；焊接接头上的第二盲孔，利于保护管座上的管脚。本发明中焊接接头与定位座能很好地保证焊接时的位置度及配合度，保证了焊接的强度及密封性，同时本发明能满足压力敏感元件基座充油后焊接的需求，注油效率高，焊接可靠，成本低。

进一步地，本发明中压力敏感元件基座和第一盲孔之间为间隙配合，且间隙为0.08～0.12mm，能将压力敏感元件基座轻松放入第一盲孔中或者从第一盲孔中取出，同时固定可靠，配合紧密，使焊接时定位方便。

进一步地，本发明通过设置引流孔，利于将多余的绝缘油引出。

进一步地，本发明中焊接接头与压力敏感元件基座的内孔之间为间隙配合，该内孔能够同时对焊接接头与管座进行定位，保证同轴度；同时使得焊接时焊接接头处于绝缘油中，没有飞溅现象。

进一步地，本发明中焊接接头的外径与管座接触端面的外径相等，配合紧密而且接触面积小，过电流集中于管座与压力敏感元件基座的接触部分，能量集中，易于熔化接触面；管座下侧面设置有高度为0.3mm的V形结构，利于焊接时将管座与压力敏感元件基座焊接，保证焊接的强度及可靠性。

进一步地，本发明中焊接接头的材质为钨铜，即有优良的导电效果，又在焊接时不对管座表面有碰伤；管座的材质为柯伐合金，压力敏感元件基座为316L，两者的熔点较低，便于焊接。

本发明方法中将压力敏感元件基座充油后直接与管座焊接，形成浸油焊接的方式，相对现有工艺减少工序，在保证传感器的成品率及降低成本的同时，可提高效率60％。

【附图说明】

图1本发明装置的结构示意图；

图2是本发明的定位座结构示意图；

图3是本发明的焊接接头结构示意图；

图4是本发明的局部放大图。

图中：1-压力敏感元件基座；2-定位座；3-焊接接头；4-焊头；5-电极；6-电源；7-脚踏板；8-管座；9-托盘。

【具体实施方式】

下面结合附图对本发明做进一步详细说明。

参见图1，本发明包括焊机的电源6以及焊头4，焊头4上安装有定位座2和能够上下移动的焊接接头3，焊接接头3位于定位座2正上方。充油式传感器包括从下往上依次放置的压力敏感元件基座1和管座8，管座8上连接管脚。电源6通过两个电极5分别连接焊接接头3和定位座2，电极5分别为正电极和负电极。焊头4上安装有脚踏板7，脚踏板7通过连杆机构连接焊接接头3，脚踏板7通过连杆机构控制焊接接头3上下移动。本发明还包括托盘9。

参见图2，定位座2上部开设有用于放置压力敏感元件基座1的第一盲孔，第一盲孔为圆柱孔；压力敏感元件基座1和第一盲孔之间为间隙配合，且间隙为0.08～0.12mm，能将压力敏感元件基座1固定可靠，配合紧密，使焊接时定位方便。定位座2上开设有与第一盲孔底部相连通的引流孔。

参见图3和图4，焊接接头3的外径与压力敏感元件基座1上部的内孔之间为间隙配合，且间隙为0.08～0.12mm。焊接接头3与管座8接触的部分的外径相等；焊接接头3下部开设有用于管座8上管脚进入的第二盲孔，焊接接头3的下端面能够压在管座8的上端面上。第二盲孔为圆柱孔，主要是保护管座的电气引脚。焊接接头3能与管座8配合紧密而且接触面积小，过电流集中于管座8与压力敏感元件基座1的接触部分，管座8下侧面设计有高度0.3mm突出的“V”形结构，利于焊接时通过脚踏压力将管座8与压力敏感元件基座1焊接，这种结构能保证焊接的强度及可靠性。焊接时焊接接头3处于油中，油具有绝缘性、低的粘温系数、较高的抗压缩性，焊接时油在焊缝周围填充，电流通过焊接接触面，与外界没有接触，就没有飞溅现象，而且两者能量集中，接触面小，易于熔化，管座8材质为柯伐合金，压力敏感元件基座1材质为316L，两者的熔点较低，便于焊接。

焊接接头3采用钨铜材料作为焊接电极，即有优良的导电效果，又在焊接时不能对管座8表面有碰伤。

本发明浸油焊接方法包括以下步骤：

步骤一，将焊接接头3和定位座2分别装夹在焊头4上，开启焊机的电源6；在电源6的显示面板上设置焊接参数：设置焊机的焊接电流2.5～3.2kA、放电时间20～30ms、加压力30～45kgf/cm²。

步骤二：将压力敏感元件基座1放置于托盘9中，再通过充油工序将压力敏感元件基座1充满绝缘油，将托盘9从充油容器中取出；将充满绝缘油的压力敏感元件基座1从放置的托盘9中取出放在定位座2内，再用镊子将管座8放入压力敏感元件基座1内；绝缘油可以采用硅油；

步骤三：用脚踩踏脚踏板7控制焊接接头3垂直向下运动直至压在管座8上，焊接接头3与基座8分别接电源6的正、负极，用力压紧管座8与压力敏感元件基座1，会瞬间放电产生热量将两者的接触面使其熔化后冷却，就完成充油式传感器的浸油焊接；焊接完成后将得到的充油传感器放入托盘9中。

步骤三中焊接时，焊接电流2.5～3.2kA，放电时间20～30ms，加压力30～45kgf/cm²。

本发明选用功率及压力满足100MPa耐压的参数选型焊机电源6及焊接接头3，并在焊接接头3的设计上满足焊接需求。本发明采用变频式焊接机在填充液中将充油传感器的两部分通过焊接接头3低熔点浸油焊接；浸油焊接时通过电源6显示控制焊接参数，焊接接头3前端接触面与管座8外径相同，而且与定位座2内径配合定位，定位座2与压力敏感元件基座1间隙配合，能将压力敏感元件基座1固定、定位，这样能很好地保证焊接时的位置度及配合度，保证了焊接的强度、密封性及可靠性。与以往的分步操作相比，本发明可提高效率60％，同时可提高传感器的成品率及降低成本。

列举各种实施例

本发明是一种焊接可靠、焊接强度可达100MPa、低熔点浸油焊接技术，将作为压力敏感元件芯片绑定部分的管座8与不锈钢的压力敏感元件基座1两部分进行浸油焊接，是压力敏感元件基座1内注油后关键的焊接密封技术，结合目前传感器注油的使用特点，设计了参数合理、耐压高、密封可靠的低熔点浸油焊接技术，为仪器仪表行业提供了便利，节省成本、方便操作，具有广阔的运用前景。焊接参数的选择焊接电流2.5～3.2kA，放电时间20～30ms，加压力30～45kgf/cm²，这个参数是通过大量的试验验证，这个参数能保证压力敏感元件的性能、焊接强度，而且效率高、成品率高。参数太大，强度固然好，但是敏感元件内部的芯片影响大，成品率低，参数小，强度无法保证。这个参数范围两者兼顾，操作省力、方便，单位时间内生产的产品比以前提高60％。本发明克服现有的工序分步，泄漏点多的缺陷，提供一种焊接密封控制准确、工装配合精准、密封可靠、充油效率高的浸油焊接装置及方法。

本发明满足行业客户批量化生产的使用需求、参数设置方便、操作简单、焊接可靠、降低成本、效率高，特别适用于浸油焊接，本发明具有以下优点：

1、参数设置灵活，焊接操作过程简单，不间断操作，更有效的满足批量化现场使用。

2、本发明能满足压力敏感元件基座1充油后焊接的需求，注油效率高，焊接可靠，成本低。

3、将充油后的将压力敏感元件基座1与带芯片的管座8放置于定位座2形成的焊接定位平台上，焊机参数设置后，焊接机通过专用焊接接头3将两者压紧后焊接在一起。

4、焊接机采用脚踏板7形成脚踏式开关，操作方便。