一种电阻热辅助焊接装置的制作方法

1.本实用新型涉及焊接技术领域，具体涉及一种电阻热辅助焊接装置。


背景技术：

2.金属焊接是利用高频振动能量转化为工件间的摩擦能、形变及温升，使得焊接工件产生相互塑性流动，实现工件间金属结合，是一种固相金属焊接，即焊接温度低于熔点的焊接方式。当焊接工件的厚度或接触面积增加，通过振幅、能量、压力等参数控制实现高质量的焊接。由于摩擦振动是接触性摩擦振动焊接，受压力和振动作用的焊接工件会因增加参数导致工件损伤，超声波焊头焊座寿命降低，且焊接功率受超声波换能器功率限制，不能无限提升。传统的电阻焊接是通过对工件通电流，通过电流的瞬间产热使得工件，迅速产生高于熔点的高温，是焊接工件内形成熔核，从而达到焊接连接的方法，是一种熔化金属焊接。将电阻焊的变压器输出电流回路如何用在超声波金属点焊机机构上面，并能够实现对超声波金属焊接的产品在焊接前利用电阻焊的焊接工作特点实现对焊接产品的加热升温，而且对产品完成超声波金属焊接的过程不影响，利用电阻焊的工作特点更精准的对需要加热焊接的金属产品加热升温的温度控制。在引入电阻热能量进入超声焊接的过程中，使用焊头和电阻焊电极共用的方案，由于焊头整体存在振动，电阻焊电极和焊头连接位置不当，会改变焊头频率以及振动特性，存在焊点区域振幅输出特性不再满足要求的缺陷。


技术实现要素：

3.本实用新型的主要目的是，针对现有技术的问题，提供利用设置于焊头焊接端抱紧块连接电极的一种电阻热辅助焊接装置，旨在解决现有超声焊接装置存在问题。
4.本实用新型采用的技术方案如下：
5.本实用新型提供了一种电阻热辅助焊接装置包括：
6.电阻焊电极，包括第一电极和第二电极；
7.焊机机架，包括提供超声以及驱动焊头运动的焊头驱动件和位于所述焊头驱动件输出端，且与第一焊接端连接的焊头连接块，所述焊头连接块与第一电极电连接；
8.焊头，用于传送超声能量，包括传入端、第一焊接端和第二焊接端，所述焊头安装于所述焊头驱动件的输出端且与所述焊机机架滑动配合，所述第一电极与传入端电连接；
9.焊座组件，用于与所述焊头配合，所述焊座组件安装于所述焊机机架，包括用于承载箔材的焊座、固定座，所述焊座与第二电极电连接，且与焊机机架绝缘。
10.进一步地，所述第一电极还包括与传入端固定连接的抱紧块、第一电极接线端子和第一电极连线，所述抱紧块一侧环绕传入端固定连接，抱紧块另一侧与第一电极接线端子和第一电极连线顺序连接。
11.进一步地，所述抱紧块与传入端在焊头传入端节点处固定连接。
12.进一步地，抱紧块包括活动抱紧块、固定抱紧块和抱紧块固定螺钉，活动抱紧块和固定抱紧块通过抱紧块固定螺钉固定拼合后内侧为圆孔，焊头传入端外侧为圆形，抱紧块
内侧与传入端外侧接触固定。
13.进一步地，所述连接块朝向第一焊接端一端开有凹槽，第一焊接端放置于凹槽处，连接块设有第一通孔，第一焊接端设置有第二通孔，所述连接块还包括穿过第一通孔和第二通孔的销轴和位于销轴一端用于将销轴固定在连接块一侧的销轴端部固定螺钉。
14.进一步地，所述焊座组件还包括第一导电柱、第二导电柱以及用于将焊座组件和焊机机架绝缘的绝缘块，所述焊座设置有第一容柱腔，所述第一导电柱位于所述第一容柱腔内，所述固定座设置有第二容柱腔，所述第二容柱腔与所述第一容柱腔内连通，所述第二导电柱一端位于所述第二容柱腔内与所述第一导电柱接触，所述第二导电柱另一端与所述第二电极电连接。
15.进一步地，所述绝缘块安装在所述焊座和固定座之间，所述第一导电柱设置有绝缘套，绝缘套套设于第一导电柱外围。
16.进一步地，所述绝缘块安装在所述固定座和焊机机架之间。
17.进一步地，所述固定座设置有弹簧固定板、弹簧、垫片以及容纳槽，所述弹簧、垫片位于所述容纳槽内，所述弹簧一端与所述弹簧固定板接触并抵压，所述弹簧另一端通过垫片与所述第二导电柱接触并抵压，所述弹簧固定板位于所述容纳槽的开口处，且所述弹簧固定板与所述固定座固定连接。
18.进一步地，还包括由第一冷却液入口、第一入水管转接头、第一冷却液通道、第一出水管转接头、第一冷却液出口顺序连接构成的第一冷却系统，所述第一冷却液通道设置在所述第二导电柱内部；还包括由第二冷却液入口、第二入水管转接头、第二冷却液通道、第二出水管转接头、第二冷却液出口顺序连接构成的第二冷却系统，所述第二冷却液通道设置在所述固定抱紧块内部。
19.从以上技术方案可以看出，本实用新型具有以下优点：1)通过利用抱紧块在焊头传入端节点处连接电极，具有对焊头频率以及振动特性影响小、装配方便特点；2)通过冷却系统冷却，提高了焊座的使用寿命；3)通过设置弹簧，使得第一导电柱、第二导电柱接触可靠。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其它的附图。
21.图1是本实用新型实施例一种电阻热辅助焊接装置立体图；
22.图2是本实用新型实施例一种电阻热辅助焊接装置剖面图；
23.图3是本实用新型实施例焊头抱紧块结构图。
24.附图标记：
25.1、电阻焊电极；11、第一电极；111、第一电极连线；112、第一电极接线端子；113、抱紧块；1131、活动抱紧块；1132、固定抱紧块；1133、抱紧块固定螺钉；12、第二电极；121、第二电极连线；122、第二电极接线端子；
26.2、焊机机架；21、焊头连接块；211、第一通孔；212、凹槽；213、销轴端部固定螺钉；
214、销轴；
27.3、焊头；31、传入端；32、第一焊接端；33、第二焊接端；
28.4、焊座组件；41、焊座；411、第一容柱腔；42、第一导电柱；43、固定座；431、第二容柱腔；432、垫片；433、弹簧；434、弹簧固定板；435、容纳槽；44、第二导电柱；
29.5、第一冷却系统；51、第一冷却液入口；52、第一冷却液出口、53、第一冷却液通道、54、第一入水管转接头、55、第一出水管转接头；
30.6、第二冷却系统；61、第二冷却液入口；62、第二冷却液出口、64、第二入水管转接头、65、第二出水管转接头。
具体实施方式
31.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本实用新型保护的范围。
32.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
33.下面通过具体实施例，对本实用新型方案分别进行详细的说明。
34.参见图1，一种电阻热辅助焊接装置包括电阻焊电极1、焊机机架2、焊头3 和焊座组件4，电阻焊电极1包括第一电极11和第二电极12；焊机机架2，包括提供超声以及驱动焊头3运动的焊头驱动件(图中未示出)和位于焊头驱动件输出端，且与第一焊接端32连接的焊头连接块21；焊头3，用于传送超声能量，包括传入端31、第一焊接端32和第二焊接端33，焊头3安装于焊头驱动件的输出端且与焊机机架2滑动配合，所述第一电极11与传入端31电连接；焊座组件4，用于与焊头3配合，焊座组件4安装于所述焊机机架2，包括用于承载箔材的焊座41、固定座43，焊座41与第二电极12电连接，且与焊机机架2绝缘。
35.第一电极11还包括与传入端31固定连接的抱紧块113、第一电极接线端子112 和第一电极连线111，抱紧块113一侧环绕传入端31固定连接，抱紧块113另一侧与第一电极接线端子112和第一电极连线111顺序连接。抱紧块113与传入端31在焊头传入端31节点处固定连接。抱紧块113包括活动抱紧块1131、固定抱紧块1132 和抱紧块固定螺钉1133，活动抱紧块1131和固定抱紧块1132通过抱紧块固定螺钉 1133固定拼合后内侧为圆孔，焊头传入端31外侧为圆形，抱紧块113内侧与传入端31外侧接触固定。
36.连接块21朝向第一焊接端32一端开有凹槽，第一焊接端32放置于凹槽处，连接块21设有第一通孔211，第一焊接端32设置有第二通孔，连接块21还包括穿过第一通孔211和第二通孔的销轴214和位于销轴214一端用于将销轴214固定在连接块21一侧的销轴端部固定螺钉213。
37.焊头3为超声波声学部件，与变幅杆和换能器组成三联组，气缸驱动三联组上升或
者下降提供焊接时压力，焊头3与上导电电极装配，实现电流从电极导入到焊头内部。装配部位可以是焊头传入端节点处，或在焊头上打孔或镶嵌进行连接。
38.安装方法；首先将固定抱紧块1132放置在焊头传入端31(优选为节点处)上端，活动抱紧块1131放置在焊头传入端31下端，通过抱紧块固定螺钉1133将其固定，电流从正极输入第一电极连线111经过抱紧块113再到达焊头3底部端面。电流的回路流程为：电阻焊变压器系统正极输出端
→
第一电极连线111
→
抱紧块 113
→
焊头3
→
待焊片
→
焊座41
→
焊座内第一导电柱42
→
第二导电柱44
→
第二电极接线端子122
→
第二电极连线121
→
回到电阻焊变压器系统负极。
39.参见图3，抱紧块113由活动抱紧块1131、固定抱紧块1132和抱紧块固定螺钉 1133组成，也可在焊头上打孔或镶嵌进行连接，使用分体抱紧环形块结构，安装方便，后期维修也只需扭松内部两螺钉即可。
40.参见图2，焊座组件4还包括第一导电柱42、第二导电柱44以及用于将焊座组件4和焊机机架2绝缘的绝缘块(图中未示出)，避免正负电极短路，绝缘块可以安装在焊座41和固定座43之间，第一导电柱42设置有绝缘套，绝缘套套设于第一导电柱42外围，绝缘块也可以安装在固定座43和焊机机架2之间。焊座41设置有第一容柱腔411，第一导电柱42位于第一容柱腔411内，固定座43设置有第二容柱腔431，第二容柱腔431与第一容柱腔411内连通，第二导电柱44一端位于第二容柱腔431内与第一导电柱42接触，第二导电柱44另一端与第二电极12电连接。绝缘块安装在焊座41和固定座43之间，第一导电柱42设置有绝缘套，绝缘套套设于第一导电柱42外围，或者绝缘块安装在固定座43和焊机机架2之间。
41.固定座43设置有弹簧固定板434、弹簧433、垫片432以及容纳槽435，弹簧 433位于所述容纳槽435内，弹簧433一端与弹簧固定板434接触并抵压，弹簧433 另一端与第二导电柱44接触并抵压，弹簧固定板434位于容纳槽435的开口处，且弹簧固定板434与固定座43固定连接，通过设置弹簧，使得第一导电柱、第二导电柱接触可靠。
42.还包括由第一冷却液入口51、第一水管转接头54、第一冷却液出口52和第一冷却液通道53构成的第一冷却系统5，第一冷却液通道53设置在第二导电柱44 内部，第二导电柱44内部做冷却水道，有效的降低焊座41加工时产生的余温，提高了焊座41的使用寿命，冷却液从冷却液入口51流入进水管转接头11，冷却水从负极伸缩铜柱15顶部带走焊座内电极9中的余温再从出水口18流出回流至冷却泵系统完成整个冷却工作。还包括由第二冷却液入口61、第二入水管转接头64、第二冷却液通道(图中未示出)、第二出水管转接头65、第二冷却液出口 62顺序连接构成的第二冷却系统6，所述第二冷却液通道设置在所述固定抱紧块 1132内部，有效的降低焊头3加工时产生的余温，提高了焊头3的使用寿命。
43.组装步骤：第一步首先焊座41内第一导电柱42(以过溢配合)压入第一容柱腔411内与焊座41生成一个新组件，第二步把第二导电柱44放入焊座固定座43 第二容柱腔431内，然后从第一冷却液出口52依次放入垫片432、弹簧433、弹簧固定板434、并用螺丝把弹簧固定板434与焊座固定座43锁紧并拧上第一入水管转接头54及第一冷却液入口51、第一冷却液出口52生成一个新的组件，接下来再把两个组件安装组合成一新的组体，并用螺丝紧固连接，由于第二导电柱44 受到弹簧433的上顶的力，使得第二导电柱44和焊座41内第一导电柱42紧密接合完成导电过程。
44.具体工作步骤如下：
45.预压阶段：通过触发信号，超声波焊接机驱动运动机构，焊头下降，压紧放在焊座上的工件，提供持续压力。焊接工件可为铜材质、镍材质、铜镀镍材质、铝材质等金属材料或者以上材质组合。
46.电阻预热工件阶段：电阻焊机模块预设的参数，焊接电流0～20000a，焊接时间0～2000ms，完成预压阶段后，触发电流导通，电流通过上电极，通过焊头传递到夹紧的焊接工件、焊座，再通过下电极导通，再加上保护性绝缘机构，实现电流回路的导通。在电阻电流导通时，焊接工件接触电阻产热电阻热，实现在超声波焊接前工件的预热作用。
47.超声波焊接阶段：超声波焊接机模块预设的参数，焊机可设置能量模式和时间模式，能量模式下参数：焊接振幅0～72um，焊接能量0～2000j，焊接压力0～0.6mpa；时间模式下参数：焊接振幅0～72um，焊接时间0～5s，焊接压力 0～0.6mpa，在预设电阻和超声参数时许，触发到超声波焊接进行超声焊接，在超声波振动摩擦下实现焊接工件的连接。
48.压力卸载阶段：在完成超声波焊接阶段后，信号触发超声波机架运动机构驱动焊头抬起。同时预设有二次超声波参数，达到顺利脱离焊接工件，防止粘黏。
49.以上，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行了详细说明。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
50.应当理解，上述各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员，可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和保护范围。