一种扩散焊焊接工装的制作方法

1.本实用新型属于工装夹具技术领域，具体来说涉及一种扩散焊焊接工装。


背景技术：

2.目前常用的焊接方式为搅拌摩擦焊焊接，是通过焊接夹持装置将电池框架底板固定在焊接工装平台上，正面焊接完成后，需人工翻转电池框架底板进行背面焊接。人工翻转费时费力，还容易碰伤或刮伤工件，降低工件的焊接效率和焊接质量。
3.真空扩散焊是通过对焊接件进行加热、加压，使工件接触面达到原子间距离，在一定时间内进行原子相互扩散，实现焊接的固相结合过程。但真空焊接设备的压力为竖直方向，只能对垂直于压力方向的焊接面工件进行焊接，不能对平行于压力方向的焊接面工件进行焊接，因此真空扩散焊工艺只能焊接特定结构工件，限制零部件结构的多样性，缩小真空扩散焊的焊接范围。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中真空扩散焊接存在局限性的问题，提供一种扩散焊焊接工装，该扩散焊焊接工装可辅助对平行于压力方向的焊接面进行焊接，使真空扩散焊实现同时对第一焊接面a和第二焊接面b进行焊接，扩大真空扩散焊的焊接范围，增加被焊接工件的结构多样性。
5.本实用新型是通过以下技术方案实现的：
6.一种扩散焊焊接工装，其特征在于，包括底板、上压头和一套或多套焊接小块组件，其中：所述底板上开设方形凹槽，所述方形凹槽设置有顶部开口，所述上压头匹配盖合于所述顶部开口，所述焊接小块组件位于所述方形凹槽内，每一套焊接小块组件包括一个长柱状的压块和两个长柱状的滑块，每一套焊接小块组件中两个滑块分别位于所述压块两侧，且滑块与压块之间通过斜面配合接触。
7.在上述技术方案中，所述方形凹槽一侧面设置侧面开口，所述侧面开口由侧压头匹配盖合；所述焊接小块组件在y轴方向上挤压被焊接工件，侧压头和方形凹槽的内壁在x轴方向上挤压被焊接工件。
8.在上述技术方案中，所述方形凹槽四周封闭，两套所述焊接小块组件在x轴挤压被焊接工件，另外两套焊接小块组件在y轴挤压被焊接工件，四套所述焊接小块组件分别两两相对的放置于被焊接工件的四周。
9.在上述技术方案中，所述底板和上压头呈长方体结构，侧压头呈方柱形结构，侧压头的侧面完全覆盖所述侧面开口，上压头完全覆盖所述顶部开口；所述压块结构为截面呈等腰梯形结构的柱状体，所述滑块结构为截面呈直角梯形的柱状体。
10.在上述技术方案中，所述焊接小块组件设有两套，分别设置在置于所述方形凹槽内的被焊接工件的y轴方向两侧，侧面开口设置在被焊接工件与y轴平行的一侧。
11.在上述技术方案中，所述底板的宽度与上压头的宽度相同，或底板的宽度与上压
头的宽度、侧压头的宽度之和相同。
12.在上述技术方案中，所述压块、滑块的高度和方形凹槽的深度相等。
13.在上述技术方案中，所述底板、上压头、侧压头、压块和滑块的材质均为不锈钢。
14.在上述技术方案中，所述压块和滑块配合接触的斜面边缘均为倒圆角结构。
15.在上述技术方案中，所述滑块的斜面与水平面形成的第一夹角与所述压块的斜面与水平面形成的第二夹角相等，均为64.43
°
。
16.与现有技术相比，本实用新型的优点和有益效果为：
17.1.本实用新型通过结构的巧妙设计，利用焊接小块组件，将真空扩散焊设备施加到焊接小块组件上的竖直压力转变为水平压力，辅助对平行于压力方向的焊接面b进行焊接，使真空扩散焊实现同时对第一焊接面a和第二焊接面b进行焊接，扩大真空扩散焊设备的焊接范围，增加被焊接工件的结构多样性。
18.2.本实用新型利用焊接小块组件斜面与水平面夹角呈64.43
°
，实现压块向下变形量与滑块向两端运动量或变形量相等；使真空扩散焊设备施加到焊接小块组件的竖直压力能够等量地转变为水平压力，提高焊接界面质量。
19.3.本实用新型结构简单，易于操作，拆卸方便。形成的被焊接界面无裂纹、气孔等焊接缺陷；气密测试结果显示工件无泄漏、变形、鼓包等不良现象，气密性能合格；被焊接界面的剪切强度高。
附图说明
20.图1是扩散焊焊接工装装配(不包含侧压头)示意图。
21.图2是扩散焊焊接工装装配(包含侧压头)示意图。
22.图3是装配/焊接过程中扩散焊焊接工装受力示意图。
23.其中：1
‑
凹槽，2
‑
上压头，3
‑
侧压头，4
‑
压块，5
‑
滑块，6
‑
被焊接工件，7
‑
方形凹槽，8
‑
顶部开口，9
‑
侧面开口，a
‑
第一焊接面，b
‑
第二焊接面，β
‑
第一夹角，γ
‑
第二夹角。
24.对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。
具体实施方式
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合具体实施例进一步说明本实用新型的技术方案。
26.实施例1
27.一种扩散焊焊接工装，包括底板1、在竖直方向上辅助给被焊接工件6施加压力的上压头2和一套或多套在水平方向上辅助给被焊接工件6施加压力的焊接小块组件，其中：焊接小块组件可实现压力方向的转化，上压头2向下挤压时，焊接小块组件将竖直方向上的压力转换为水平方向上的压力，从而实现对垂直于上压头2运动方向或平行于上压头2运动方向的两个焊接面同时施压压力。所述底板1上开设方形凹槽7，所述方形凹槽7设置有顶部开口8，所述上压头2可匹配盖合于所述顶部开口8，所述焊接小块组件位于所述方形凹槽7内，所述焊接小块组件在水平方向的x轴和/或y轴方向挤压被焊接工件6，每一套焊接小块组件包括一个长柱状的压块4和两个长柱状的滑块5，每一套焊接小块组件中两个滑块5分
别位于所述压块4两侧，且滑块5与压块4之间通过斜面配合接触。
28.如图1所示，当焊接小块组件只在y轴方向上挤压所述被焊接工件6时，所述方形凹槽7与y轴平行的一侧面设置侧面开口9，所述侧面开口9由侧压头3匹配盖合，焊接小块组件在y轴方向上挤压被焊接工件6，侧压头3和方形凹槽7的内壁在x轴方向上挤压被焊接工件6。
29.或者采用其他实现方式，所述方形凹槽7四周封闭，利用两套焊接小块组件在x轴挤压被焊接工件6，利用另外两套焊接小块组件在y轴挤压被焊接工件6，四套焊接小块组件分别两两相对的放置于被焊接工件6的四周。
30.所述底板1和上压头2呈长方体结构，侧压头3呈方柱形结构，侧压头3的侧面完全覆盖所述侧面开口9，上压头2完全覆盖所述顶部开口8；所述压块4结构为截面呈等腰梯形结构的柱状体，所述滑块5结构为截面呈直角梯形的柱状体。
31.如图1所示的扩散焊焊接工装的装配方法，具体包括以下步骤：
32.步骤1，首先，将被焊接工件6放入所述方形凹槽7中；然后，根据需要将滑块5以两个为一组摆放在被焊接工件6四周，可以在x轴和/或y轴方向进行排列摆放，所述滑块5较宽平面与所述方形凹槽7底面接触；最后，将压块4一一对应放在每组滑块5之间；具体地，所述压块4较窄平面朝下、较宽平面朝上放置；调整设计尺寸，使此状态下两侧滑块5对压块4有一定挤压作用，压块4较窄平面不能完全接触方形凹槽7底面；
33.步骤2，所述上压头2匹配盖合于所述顶部开口8，通过上压头2向下施加压力，使所述压块4、滑块5和被焊接工件6的顶面为同一水平面；
34.步骤3，所述侧压头3匹配盖合于所述侧面开口9，装配完成；将装配好的被焊接工件6和该扩散焊焊接工装一同放入真空扩散焊接设备中进行焊接。真空扩散焊设备对上压头2施加竖直压力，上压头2对垂直于竖直压力方向的第一焊接面a施加压力。同时，该竖直压力会挤压所述焊接小块组件，焊接小块组件通过配合接触的斜面将竖直压力转化为水平压力，该焊接小块组件可对与其垂直的第二焊接面b施加压力，上压头2和焊接小块组件同时辅助第一焊接面a和第二焊接面b进行焊接。
35.对制得的焊接界面进行气密测试，测试条件为3mpa，保压时间为60min。经过气密测试后，该电子封装壳体无泄露、变形、鼓包等不良现象，气密性能合格。
36.将该焊接界面位置切割为10*10*10mm3的正方体试块，共3块，其中焊缝界面位于正方体试块中部。万能拉伸剪切机对正方体试块行剪切试验，剪切强度为95.8mpa，为高硅铝合金剪切强度的89.5％，剪切强度高。
37.对该焊缝界面的截面进行研磨、抛光处理，金相显微镜观察焊缝位置形貌。金相结果显示焊缝界面无裂纹、气孔等焊接缺陷。
38.实施例2
39.所述焊接小块组件设有两套，分别设置在被焊接工件6的y轴方向两侧，侧面开口9设置在被焊接工件6与y轴平行的一侧，如图1所示。
40.如图1所示，所述底板1的宽度与上压头2的宽度相同。或者，如图2所示，底板1的宽度与上压头2的宽度、侧压头3的宽度之和相同。所述压块4、滑块5的高度和方形凹槽7的深度相等，均为被焊接工件6总厚度减去被焊接工件6焊接时的压缩量。优选地，该扩散焊焊接工装具体尺寸可根据被焊接工件6尺寸进行设计及调整；方形凹槽7长宽尺寸为被焊接工件
6长宽尺寸加上自然贴合状态下焊接小块组件的宽度减去被焊接工件6压缩量；
41.所述底板1、上压头2、侧压头3、压块4和滑块5的材质均为不锈钢。所述压块4和滑块5配合接触的斜面边缘均为倒圆角结构，压块4和滑块5之间相对滑动时，不会相互碰伤或划伤。
42.实施例3
43.为使焊接小块组件竖直方向变形量与水平方向位移量或变形量相等，所述滑块5的斜面与水平面形成的第一夹角β与所述压块4的斜面与水平面形成的第二夹角γ相等，均为64.43
°
。焊接小块组件每向下发生2个单位变形量，可使其分别向两侧各发生一个单位的变形量或位移量，即竖直方向变形量和水平变形量或位移量相等。
44.为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。
45.而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
46.以上对本实用新型做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本实用新型的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本实用新型的保护范围。