專利名稱：金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法及焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于高頻焊接技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法， 本發(fā)明還涉及該種高頻感應(yīng)釬焊焊接方法所使用的焊接裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接技術(shù)是感應(yīng)焊接技術(shù)的一種(感應(yīng)焊接根據(jù)電源的頻率不同分為工頻、中頻、超音頻、高頻、超高頻感應(yīng)焊接基本原理相同)，應(yīng)用在高低壓電器、機(jī)械制造、汽車制造、發(fā)電設(shè)備、太陽(yáng)能、電力配件、空調(diào)、壓縮機(jī)、冷卻器、燈具、電機(jī)、造船、軌道車輛、航空航天、武器裝備、核工業(yè)、石油化工等工業(yè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，通常用在T形、I形、H形、電纜套管、管材、散熱片與管等型材縱縫焊接、管子或板 (帶)材的對(duì)稱形狀的對(duì)焊，其基本原理是就是用交流電流流向被卷曲成環(huán)狀的導(dǎo)體(通常為一根通管制成垂直方向多層的一個(gè)感應(yīng)線圈)，由此產(chǎn)生磁束，將金屬放置其中或近旁， 磁束就會(huì)貫通金屬體，在與磁束自繳的方向產(chǎn)生渦電流(旋轉(zhuǎn)電流)，于是感應(yīng)電流在渦電流的影響下，金屬自身發(fā)熱使釬縫和釬料熔化并使其鋪展，這就是感應(yīng)加熱。以此，對(duì)金屬等被加熱物體，在非接觸的狀態(tài)下加熱。這時(shí)渦電流的特性是在線圈接近的物體上集中， 感應(yīng)加熱表現(xiàn)出在物體的表面上較強(qiáng)而里面較弱的特點(diǎn)，用這樣的原理來(lái)對(duì)被加熱物體的需要的部位集中加熱，達(dá)到瞬間加熱的效果，從而提高生產(chǎn)效率和工作量，達(dá)到焊接目的。 這種技術(shù)的主要難度在于感應(yīng)線圈(內(nèi)銅冷卻水的銅管)的設(shè)置與待焊件間能量的匹配； 這種高頻感應(yīng)釬焊焊接技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中廣泛采用，但在很多場(chǎng)合下，采用這種技術(shù)難以獲得良好的效果，其不足主要表現(xiàn)為現(xiàn)有技術(shù)的加熱感應(yīng)線圈制作技術(shù)，是將一根紫銅管在垂直方向上繞制成多層類似彈簧狀的線圈，這種線圈僅能一次感應(yīng)焊接一個(gè)組焊件，無(wú)法實(shí)現(xiàn)一次同時(shí)加工多個(gè)組焊件，在遇到要求提高生產(chǎn)效率和擴(kuò)大產(chǎn)量時(shí)無(wú)能為力，成為企業(yè)提高產(chǎn)能及經(jīng)濟(jì)效益的最大障礙。一般金屬要進(jìn)行感應(yīng)焊接，選擇合適的焊接設(shè)備和焊接工藝非常關(guān)鍵，通常做法是先將被焊件不斷的進(jìn)行多次試作，直到試作結(jié)果與焊接質(zhì)量要求符合時(shí)，把這些參數(shù)作為基本參數(shù)，然后再提交設(shè)備制造廠商，設(shè)備制造廠商根據(jù)制作產(chǎn)品的要求和這些試作基本參數(shù)，選擇比現(xiàn)有能力大一到二檔的設(shè)備提供給焊接制造企業(yè)，焊接制造企業(yè)就把試作基本參數(shù)作為焊接工藝的條件應(yīng)用到生產(chǎn)中，這種做法，選擇的設(shè)備的可靠性和兼容性、焊接能力、產(chǎn)品切換等受到限制，確定設(shè)備和工藝的試作成本高，這樣確定的工藝技術(shù)會(huì)產(chǎn)生不致密性焊縫，包括以下不良現(xiàn)象母材自裂(貫穿性熱裂紋)、溶蝕、夾雜物(黑色過燒氧化物)、熔合不足(開縫)、邊沿熔合不足、中部熔合不足(中部冷焊)、粘焊(冷焊)、鑄焊 (脆性焊)、氣孔(針孔)等。這些不良現(xiàn)象對(duì)被焊件的影響是降低密封性、降低焊縫強(qiáng)度和導(dǎo)電性、吸收吸附潮氣，造成焊縫腐蝕，這些都會(huì)造成很大浪費(fèi)。特別是遇到異種金屬鐵銅件、銅銀件、銅件、銀件、鍍銅、鍍銀件、鈦鋼、鈦不銹鋼、太鈦鐵等零部件采用搭接焊縫、使用單個(gè)感應(yīng)線圈接近待焊件表面、或?qū)⒈缓复讣自趩蝹€(gè)感應(yīng)線圈中、被焊待焊件間布有釬料，由于不同材質(zhì)的液固相線溫度相差懸殊不同，相變溫度的不同，異種材料的固溶度小、線膨脹系數(shù)、熱導(dǎo)率的不同、常規(guī)的焊劑、釬料的鋪展性、濕潤(rùn)性、擴(kuò)散性、流淌性、晶間滲透性、機(jī)械齒合性、中間合金性、元素的蒸發(fā)性和燒損性這些性能變得惡化，釬焊界面一個(gè)產(chǎn)生較大內(nèi)應(yīng)力引發(fā)界面裂紋；另一個(gè)產(chǎn)生較大脆性相金屬間化合物或脆性相間隙；引發(fā)釬焊強(qiáng)度大幅度降低；特別是遇到低壓電器要求焊接連接件的導(dǎo)電性高和溫升低的要求，例如應(yīng)用高磷銅粉釬料、就達(dá)不到要求，即使形成釬縫， 強(qiáng)度也很脆弱；另一就是這些導(dǎo)電體由于在自然條件下焊接，導(dǎo)電體銅銀件感應(yīng)能力差，高導(dǎo)電體屬于高導(dǎo)熱體、連接面過高的感應(yīng)耦合能力差產(chǎn)生的吸收功率小加熱不易、同樣功率的設(shè)備焊接接鐵鋼件可以、焊接同樣的銅銀件就發(fā)生困難；導(dǎo)電體由于在自然條件下焊接使鍍層材料例如鍍銀、鍍銅、或純銅、純銀表面產(chǎn)生非常嚴(yán)重的氧化層；或者許多含有碳的材料例如銀石墨導(dǎo)電觸頭、聚晶金剛石(PCD)很快在分別在800°C以上產(chǎn)生氧化和石墨化，后工序需增加去除氧化層表面的工序，對(duì)材料本身造成浪費(fèi)，成本極高；再一個(gè)就是焊接時(shí)增加投放例如氮?dú)?、氬氣、氫氣、氦氣等的保護(hù)氣的裝置、或者采用多個(gè)真空高頻感應(yīng)釬焊過程、工藝復(fù)雜、對(duì)設(shè)備工藝要求較高、零件的裝配間隙的變大會(huì)引發(fā)釬焊強(qiáng)度的大幅衰減、焊接效率低下；另外一個(gè)就是采用一根通管制成垂直方向多層的一個(gè)感應(yīng)線圈，直接對(duì)鐵銅件、銅銀件、銅件、銀件、鍍銅、鍍銀件等加熱焊接，鍍層及材料自身表面被嚴(yán)重氧化和破壞，產(chǎn)品要獲得使用，需要酸洗和重新鍍層處理，有些氧化后很難處理，增加了產(chǎn)品成本。除此之外，釬焊工藝的選擇還有一個(gè)原則，就是釬焊溫度不得高于被焊材料的B 相的相變溫度，以避免因焊接過程對(duì)被焊接材料自身性能的損傷，這是金屬釬焊的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，也是異種金屬高頻感應(yīng)釬焊的技術(shù)一個(gè)難點(diǎn)。在感應(yīng)焊接工藝中，通常使用的環(huán)形感應(yīng)線圈在高頻感應(yīng)電流產(chǎn)生的熱源也是環(huán)形的，中心熱流密度最小，由中心隨著半徑增大熱流密度也逐漸增大，當(dāng)增加到最大時(shí)，維持一段距離后開始衰減，而在圓環(huán)的邊緣反而出現(xiàn)一個(gè)相對(duì)較高的熱流密度區(qū)，在徑向出現(xiàn)一個(gè)三角行熱流密度的小波峰。異種金屬高頻感應(yīng)釬焊的另一技術(shù)難點(diǎn)是在選擇高頻率加熱降低加熱時(shí)間，提高效率的過程中，急速的加熱的釬焊過程會(huì)導(dǎo)致釬焊界面反應(yīng)過于劇烈，界面同樣易產(chǎn)生金屬間化合物捕獲熔融狀態(tài)釬料，降低釬料的濕潤(rùn)性。目前的高頻感應(yīng)釬焊采用急速水冷工藝，凝固過程梯度偏大，破壞材料凝固特性初晶形成不充分，產(chǎn)生凝固缺陷，使釬焊界面在服役過程中的穩(wěn)定性下降。現(xiàn)有高頻感應(yīng)釬焊，是利用電流的集膚和鄰近原理，釬縫和釬料依靠高頻交變磁場(chǎng)中的感應(yīng)電流的電阻熱來(lái)實(shí)現(xiàn)，頻率與感應(yīng)電流成正比、與電流滲透深度成反比；電流滲透深度與導(dǎo)體的電阻率的平方根成正比，與頻率和磁導(dǎo)率的平方根成反比；交變頻率越高， 焊接速度越高，電流的肌膚效應(yīng)加強(qiáng)，通常85%的電流強(qiáng)度分布在導(dǎo)體表層厚度，使電流滲透深度越小，加熱的厚度就越薄，釬焊不大于5mm的厚度得到通用，釬焊厚件只能靠降低頻率，由表面熱到里層傳導(dǎo)熱實(shí)現(xiàn)，這樣就會(huì)出現(xiàn)表面熱未到里層釬焊縫，釬料過早熔化流失掉，因而釬焊厚件就大大受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的容易降低密封性、降低焊縫強(qiáng)度和導(dǎo)電性，吸收吸附潮氣、造成焊縫腐蝕的問題， 同時(shí)提供了快速確定選擇焊接工藝和選擇設(shè)備的方法，實(shí)現(xiàn)一次同時(shí)焊接多件產(chǎn)品或一件產(chǎn)品進(jìn)行多個(gè)焊點(diǎn)同時(shí)焊接。本發(fā)明的另一目的是，提供上述的金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法所使用的焊接裝置。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法，能夠一次完成多焊件多焊點(diǎn)的高頻釬焊裝配成型，該方法依賴一種裝置，該裝置的結(jié)構(gòu)包括高頻線圈及磁性環(huán)壓桿兩部分，該高頻線圈及磁性環(huán)壓桿兩部分均與高頻控制器連接，接受高頻控制器的統(tǒng)一控制，高頻線圈的結(jié)構(gòu)是，將一根通水的銅管沿水平方向繞制成多個(gè)開口的高頻線圈， 各個(gè)開口的高頻線圈首尾依次連接，冷卻水從第一個(gè)高頻線圈一端進(jìn)水，一直流經(jīng)最后一個(gè)高頻線圈后回水構(gòu)成冷卻回路；磁性環(huán)壓桿部分的結(jié)構(gòu)是，在每個(gè)高頻線圈軸心上方分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有磁性環(huán)，每個(gè)磁性環(huán)分別通過各自的陶瓷片安裝在各自的紫銅管下端頭上，陶瓷片每根紫銅管上分別連通有進(jìn)水管，每個(gè)紫銅管的上端頭通過調(diào)整桿與滑桿連接，滑桿向上與汽缸連接；汽缸與 PLC連接，接受PLC的控制上下移動(dòng)，本發(fā)明方法利用上述的裝置，按照以下步驟實(shí)施步驟1、待焊件表面的處理除油污，清除過量的氧化皮；步驟2、焊接裝置的裝配，布置高頻線圈和磁性頭壓桿使得高頻線圈的設(shè)置滿足直徑與待焊件加熱部分相吻合的、高頻線圈感應(yīng)部位的銅管與待焊件的加熱面平行或等距、相鄰匝間電流流向一致、垂直方向至少1圈的多個(gè)高頻線圈；另外，沿水平方向串聯(lián)繞制的多個(gè)高頻線圈上方布置多個(gè)對(duì)應(yīng)的磁性環(huán)壓桿，每個(gè)磁性環(huán)壓桿的軸線中心與相應(yīng)多個(gè)線圈的中心垂直，將預(yù)裝的待焊件放置在夾具中，將各個(gè)線圈線圈調(diào)整到與零件焊接部位等高處；步驟3、按照導(dǎo)電性要求高、牢固度要求高，選擇銀基釬料與被焊件匹配；或者，按照導(dǎo)電性不高、牢固度要求高，選擇銅磷釬釬料與被焊件匹配；同時(shí)配備膏狀釬劑FB303P ；步驟4、配置釬料和釬劑位置在焊接連接面放置匹配的釬料，在被焊件表面涂覆膏狀釬劑FB303P ；步驟5、通過高頻控制器設(shè)置相應(yīng)的使用頻率，根據(jù)下述的公式計(jì)算，并輸出焊接電流、焊接時(shí)間、保溫電流及保溫時(shí)間控制數(shù)值燥接電流="/631.54χ焊件重量+時(shí)間，電流單位是A，焊件重量單位是Kg，時(shí)間單
位是秒，保溫電流計(jì)算按保溫電流=焊接電流/(1. 3-1. 56)A，保溫時(shí)間計(jì)算按保溫時(shí)間=焊接時(shí)間X (1. 5-5)；步驟6、按照上述步驟給出的工藝參數(shù)，將待焊件置于高頻線圈中，將待焊件放入夾具中用磁性頭壓桿壓住，將高頻線圈進(jìn)行加熱，保溫后斷電通以冷卻水進(jìn)行冷卻到室溫， 即成。本發(fā)明所采用的另一技術(shù)方案是，一種用于金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接裝置，包括高頻線圈及磁性環(huán)壓桿兩部分，該高頻線圈及磁性環(huán)壓桿兩部分均與高頻控制器連接，接受高頻控制器的統(tǒng)一控制，高頻線圈的結(jié)構(gòu)是，將一根通水的銅管沿水平方向繞制成多個(gè)開口的高頻線圈， 各個(gè)開口的高頻線圈首尾依次連接，冷卻水從第一個(gè)高頻線圈一端進(jìn)水，一直流經(jīng)最后一個(gè)高頻線圈后回水構(gòu)成冷卻回路；磁性環(huán)壓桿部分的結(jié)構(gòu)是，在每個(gè)高頻線圈軸心上方分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有磁性環(huán)，每個(gè)磁性環(huán)分別通過各自的陶瓷片安裝在各自的紫銅管下端頭上，陶瓷片每根紫銅管上分別連通有進(jìn)水管，每個(gè)紫銅管的上端頭通過調(diào)整桿與滑桿連接，滑桿向上與汽缸連接；汽缸與 PLC連接，接受PLC的控制上下移動(dòng)。本發(fā)明的有益效果是使用高頻線圈及磁性頭壓桿，焊件接觸面間選用釬料、釬劑，焊件表面涂覆焊劑，分別根據(jù)高頻電源確定焊接工藝參數(shù)，控制磁路滲透路線和密度， 使焊接電流為保溫電流的1.3-1. 56倍，保溫時(shí)間為焊接時(shí)間的1.5-5倍，并在焊接高頻控制器上設(shè)置連續(xù)控制，通過夾具和磁性環(huán)壓桿夾持一次完成多焊件多焊點(diǎn)的高頻感應(yīng)釬焊裝配成型，步驟科學(xué)合理，技術(shù)效果顯著，具體包括以下幾點(diǎn)1)將高頻線圈(內(nèi)銅冷卻水的銅管)的直徑、內(nèi)徑、匝數(shù)、圈數(shù)的設(shè)置與設(shè)備電流、 頻率、功率、及待焊件間能量的匹配合適。2)尤其是同種難焊金屬之間、不同厚度或異種金屬板材、線材之間，克服了通常的高頻釬焊焊接技術(shù)會(huì)產(chǎn)生不致密性焊縫不良的問題，如母材自裂、溶蝕、夾雜物(黑色過燒氧化物)、熔合不足(開縫)、邊沿熔合不足、中部熔合不足(中部冷焊)、粘焊(冷焊)、鑄焊(脆性焊)、氣孔(針孔)的現(xiàn)象，提高被焊件的密封性、焊縫強(qiáng)度和導(dǎo)電性、防止了焊縫腐蝕。3)實(shí)現(xiàn)一次焊接多個(gè)零件或多個(gè)零件上不同部位的一次焊接成型，滿足擴(kuò)大產(chǎn)能，減少設(shè)備投資，杜絕加熱使產(chǎn)品表面或鍍層破壞，使產(chǎn)品不得不增加新的表面處理工序；同時(shí)根據(jù)公式和焊接選擇范圍，快速選擇焊接設(shè)備和焊接工藝，多方面降低成本，使焊接效率提高10倍以上，焊接時(shí)間縮短5倍；節(jié)約電能、環(huán)保。4)磁性環(huán)壓桿作為感抗，提高了被焊接件的感應(yīng)能力、提高了銅銀耦合效應(yīng)，短時(shí)間內(nèi)增加了被焊件的吸收熱功率，提高了焊接效率；改變了高頻電流流動(dòng)路線的位置和范圍，高頻電流密度更集中于待焊件的表層中心，使中心熱流密度由最小變成最大；由中心隨著半徑增大熱流密度也逐漸增大變成，由中心隨著半徑增大熱流密度也逐漸減少。這樣的好處是釬焊厚件再不降低頻率，由表面熱到里層傳到熱使釬縫的釬料最先熔化得以實(shí)現(xiàn)， 提高了釬焊件的釬焊厚度；焊件外邊緣的釬料最后熔化，同時(shí)消除釬料過早熔化流失掉現(xiàn)象，使焊縫里層的溶蝕、夾渣在磁性壓桿的壓力下擠出里層到外面，在水的沖刷下剝離；焊縫外周形成圓潤(rùn)的圓角和致密的焊縫；焊接強(qiáng)度高。5)通過釬料和釬劑位置的最佳配置；釬劑保證釬料熔化后完全填滿釬縫間隙，使液態(tài)釬劑和釬料成連線走向，保證了釬料的鋪展性和釬縫性。6)加熱快、透熱光澤度好，表面無(wú)燒傷、氧化層少、節(jié)能、焊接光滑度均勻，焊接均勻度好、附著力好、熱處理變形??；能加熱形狀復(fù)雜的待焊件；作業(yè)環(huán)境好，操作方便、溫度容易控制，產(chǎn)品質(zhì)量好，對(duì)于鍍層材料和被焊件表面表面進(jìn)行了保護(hù)。


圖1是本發(fā)明方法所使用的高頻線圈結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明方法所使用的與高頻線圈配套的磁性環(huán)壓桿示意圖；圖3是本發(fā)明方法實(shí)施例兩銀點(diǎn)觸橋組焊結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是圖3實(shí)施例的接觸橋焊接兩個(gè)銀點(diǎn)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明方法實(shí)施例中四個(gè)U型接觸橋的單個(gè)銀觸頭與接觸板一次焊接成型的安裝結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明方法實(shí)施例中兩個(gè)U型接觸橋中的雙頭銀觸頭與接觸板一次焊接成型的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.高頻線圈a，2.高頻線圈b，3.磁性環(huán)a，4.磁性環(huán)b，5.螺釘，6.陶瓷片， 7.回水管，8.進(jìn)水管a，9.進(jìn)水管b，10.調(diào)整桿，11.滑桿，12.汽缸，13.接觸橋，14.銀觸點(diǎn)，15. U型接觸橋，16.支撐件，17.導(dǎo)電片，18.高頻線圈d，19.高頻線圈e，20.高頻線圈 f,21.銀觸頭a，22.銀觸頭b，23.銀觸頭c，24.銀觸頭d，25. U型接觸橋a，26. U型接觸橋 b，27. U型接觸橋c，28. U型接觸橋d，29.支撐件a，30.支撐件b，31.支撐件c，32.支撐件 d，33.高頻線圈c，34. U型接觸橋e，35. U型接觸橋f。
具體實(shí)施例方式高頻焊接就是利用了集膚效應(yīng)使高頻電流的能量集中在待焊件的表面；并利用鄰近效應(yīng)來(lái)控制高頻電流流動(dòng)路線的位置和范圍；鄰近效應(yīng)本質(zhì)上是由于感抗的作用，感抗在高頻電流中起主導(dǎo)的作用，鄰近效應(yīng)隨著頻率增高和相鄰導(dǎo)體的間距變近而增高，如果在鄰近導(dǎo)體周圍再加上一個(gè)磁心，那么高頻電流將更集中于待焊件的表層。參照?qǐng)D1、圖2，本發(fā)明是一種金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法，所依賴的一種焊接裝置結(jié)構(gòu)是，包括高頻線圈及磁性環(huán)壓桿兩部分，該高頻線圈及磁性環(huán)壓桿兩部分均與高頻控制器連接，接受高頻控制器的統(tǒng)一控制，圖1實(shí)施例中僅顯示了水平串聯(lián)的高頻線圈al和高頻線圈b2，圖2顯示了對(duì)應(yīng)的兩個(gè)磁性環(huán)，圖5、圖6實(shí)施例中均顯示有水平串聯(lián)的4個(gè)高頻線圈。高頻線圈的結(jié)構(gòu)是，將一根通水的銅管沿水平方向繞制成多個(gè)開口的高頻線圈， 各個(gè)開口的高頻線圈首尾依次連接，冷卻水從(第一個(gè))高頻線圈al —端進(jìn)水，一直流經(jīng) (最后一個(gè))高頻線圈b2后回水構(gòu)成冷卻回路；高頻線圈數(shù)量至少為2個(gè)，或2個(gè)以上；磁性環(huán)壓桿部分的結(jié)構(gòu)是，在高頻線圈al和高頻線圈b2軸心上方分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有磁性環(huán)a3和磁性環(huán)b4，磁性環(huán)a3和磁性環(huán)b4分別通過各自的陶瓷片6和螺釘5安裝在兩根紫銅管下端頭上，陶瓷片6的材質(zhì)為耐高溫的絕緣材料，兩根紫銅管上分別連通有進(jìn)水管a8和進(jìn)水管b9，兩根紫銅管之間連通有回水管7，紫銅管的上端頭通過調(diào)整桿10與滑桿11連接，滑桿11向上與汽缸12連接；汽缸12與PLC連接，接受PLC的控制上下移動(dòng)。本發(fā)明的金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法是，將一根通水的銅管(或棒件或板件)沿水平方向繞制(加工)成多個(gè)直徑與待焊件加熱部分相吻合的、高頻線圈感應(yīng)部位的銅管與待焊件的加熱面平行或等距、相鄰匝間電流流向一致、垂直方向至少1圈的多個(gè)高頻線圈；沿水平方向串聯(lián)繞制的多個(gè)線圈上方布置多個(gè)對(duì)應(yīng)的磁性環(huán)壓桿，每個(gè)磁性環(huán)壓桿的軸線中心與相應(yīng)多個(gè)線圈的中心垂直，將預(yù)裝的零件放置在夾具中，將各個(gè)線圈調(diào)整到與零件焊接部位等高處，設(shè)置好釬料和釬劑，將磁性環(huán)壓桿向下分別壓住零件接觸牢靠后，控制高頻焊接電流和焊接時(shí)間，并控制預(yù)熱電流和預(yù)熱時(shí)間，實(shí)現(xiàn)多工序多點(diǎn)的多次焊接在一個(gè)工序焊裝成型。高頻線圈可選擇銅棒、銅片、銅管制成。高頻線圈采用管內(nèi)通水并在焊后水冷卻方式。高頻線圈的頭部選用Imm壁厚的直徑3_7mm的退火紫銅管，或選用壁厚不小于 1mm，直徑5-10mm的退火紫銅管。在退火紫銅管的起始端和終止端連接有兩個(gè)引出端，兩個(gè)引出端的銅管外徑為5-15mm、長(zhǎng)度不小于高頻線圈直徑的1. 2倍，兩個(gè)引出端銅管與設(shè)備感應(yīng)發(fā)生器進(jìn)出水管相連通。高頻線圈的直徑越大，高頻線圈的匝數(shù)越少；需要焊接的功率越大，高頻線圈的匝數(shù)越少；導(dǎo)熱性或?qū)щ娦栽胶?，高頻線圈的匝數(shù)越多；功率越大，高頻線圈的頻率越大；焊接功率越大，水平走向串聯(lián)的高頻線圈數(shù)量就越多。表1 是高頻線圈內(nèi)徑與加熱對(duì)象材料選用匝數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系
權(quán)利要求
1.一種金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法，能夠一次完成多焊件多焊點(diǎn)的高頻釬焊裝配成型，其特征在于，該方法依賴一種裝置，該裝置的結(jié)構(gòu)包括高頻線圈及磁性環(huán)壓桿兩部分，該高頻線圈及磁性環(huán)壓桿兩部分均與高頻控制器連接，接受高頻控制器的統(tǒng)一控制，高頻線圈的結(jié)構(gòu)是，將一根通水的銅管沿水平方向繞制成多個(gè)開口的高頻線圈，各個(gè)開口的高頻線圈首尾依次連接，冷卻水從第一個(gè)高頻線圈一端進(jìn)水，一直流經(jīng)最后一個(gè)高頻線圈后回水構(gòu)成冷卻回路；磁性環(huán)壓桿部分的結(jié)構(gòu)是，在每個(gè)高頻線圈軸心上方分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有磁性環(huán)，每個(gè)磁性環(huán)分別通過各自的陶瓷片安裝在各自的紫銅管下端頭上，陶瓷片每根紫銅管上分別連通有進(jìn)水管，每個(gè)紫銅管的上端頭通過調(diào)整桿(10)與滑桿(11)連接，滑桿(11)向上與汽缸 (12)連接；汽缸(12)與PLC連接，接受PLC的控制上下移動(dòng)， 本發(fā)明方法利用上述的裝置，按照以下步驟實(shí)施 步驟1、待焊件表面的處理除油污，清除過量的氧化皮； 步驟2、焊接裝置的裝配，布置高頻線圈和磁性頭壓桿使得高頻線圈的設(shè)置滿足直徑與待焊件加熱部分相吻合的、高頻線圈感應(yīng)部位的銅管與待焊件的加熱面平行或等距、相鄰匝間電流流向一致、垂直方向至少1圈的多個(gè)高頻線圈；另外，沿水平方向串聯(lián)繞制的多個(gè)高頻線圈上方布置多個(gè)對(duì)應(yīng)的磁性環(huán)壓桿，每個(gè)磁性環(huán)壓桿的軸線中心與相應(yīng)多個(gè)線圈的中心垂直，將預(yù)裝的待焊件放置在夾具中，將各個(gè)線圈線圈調(diào)整到與零件焊接部位等高處；步驟3、按照導(dǎo)電性要求高、牢固度要求高，選擇銀基釬料與被焊件匹配；或者，按照導(dǎo)電性不高、牢固度要求高，選擇銅磷釬釬料與被焊件匹配； 同時(shí)配備膏狀釬劑FB303P ；步驟4、配置釬料和釬劑位置在焊接連接面放置匹配的釬料，在被焊件表面涂覆膏狀釬劑 FB303P ；步驟5、通過高頻控制器設(shè)置相應(yīng)的使用頻率，根據(jù)下述的公式計(jì)算，并輸出焊接電流、 焊接時(shí)間、保溫電流及保溫時(shí)間控制數(shù)值燥接電流=V631.54X焊件重量+時(shí)間，電流單位是A，重量單位是Kg,時(shí)間單位是秒，保溫電流計(jì)算按保溫電流=焊接電流/(1. 3-1. 56)A， 保溫時(shí)間計(jì)算按保溫時(shí)間=焊接時(shí)間X (1. 5-5)；步驟6、按照上述步驟給出的工藝參數(shù)，將待焊件置于高頻線圈中，將待焊件放入夾具中用磁性頭壓桿壓住，將高頻線圈進(jìn)行加熱，保溫后斷電通以冷卻水進(jìn)行冷卻到室溫，即成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法，其特征在于所述高頻線圈的結(jié)構(gòu)是，將一根通水的銅管沿水平方向繞制成高頻線圈a(l)和高頻線圈b(2)，兩個(gè)高頻線圈首尾依次連接，冷卻水從高頻線圈a(l) —端進(jìn)水，一直流經(jīng)高頻線圈b (2)后回水構(gòu)成冷卻回路；所述磁性環(huán)壓桿部分的結(jié)構(gòu)是，在高頻線圈a(l)和高頻線圈b(2)軸心上方分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有磁性環(huán)a (3)和磁性環(huán)b (4)，磁性環(huán)a (3)和磁性環(huán)b (4)分別通過各自的陶瓷片(6)和螺釘(5)安裝在兩根紫銅管下端頭上，陶瓷片(6)的材質(zhì)為耐高溫的絕緣材料，兩根紫銅管上分別連通有進(jìn)水管a (8)和進(jìn)水管b (9)，兩根紫銅管之間連通有回水管(7)，紫銅管的上端頭通過調(diào)整桿(10)與滑桿(11)連接，滑桿(11)向上與汽缸(12)連接；汽缸(12)與 PLC連接，接受PLC的控制上下移動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法，其特征在于所述高頻線圈的直徑越大，匝數(shù)越少；或者，需要焊接的功率越大，匝數(shù)越少；或者，導(dǎo)熱性或?qū)щ娦栽胶茫褦?shù)越多；或者，功率越大，頻率越大；或者，焊接功率越大，水平走向串聯(lián)的高頻線圈數(shù)量就越多。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法，其特征在于所述高頻線圈的頭部選用Imm厚的直徑3-7mm的退火紫銅管；或者，高頻線圈的頭部選用壁厚不小于Imm的直徑5-10mm的退火紫銅管；相鄰匝之間繞制耐高溫的絕緣材料；兩個(gè)引出端銅管外徑5-15mm、長(zhǎng)度不小于線圈的直徑1. 2倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法，其特征在于所述步驟5中，焊接件所需功率的確定是，依據(jù)產(chǎn)品選擇焊接所需理論功率功率(Kff)=焊件重量(Kg) X溫度(V ) X比熱容{J/ (kg) V } /3600 (秒)，即:
6.一種用于金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接裝置，其特征在于包括高頻線圈及磁性環(huán)壓桿兩部分，該高頻線圈及磁性環(huán)壓桿兩部分均與高頻控制器連接，接受高頻控制器的統(tǒng)一控制，高頻線圈的結(jié)構(gòu)是，將一根通水的銅管沿水平方向繞制成多個(gè)開口的高頻線圈，各個(gè)開口的高頻線圈首尾依次連接，冷卻水從第一個(gè)高頻線圈一端進(jìn)水，一直流經(jīng)最后一個(gè)高頻線圈后回水構(gòu)成冷卻回路；磁性環(huán)壓桿部分的結(jié)構(gòu)是，在每個(gè)高頻線圈軸心上方分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有磁性環(huán)，每個(gè)磁性環(huán)分別通過各自的陶瓷片安裝在各自的紫銅管下端頭上，陶瓷片每根紫銅管上分別連通有進(jìn)水管，每個(gè)紫銅管的上端頭通過調(diào)整桿(10)與滑桿(11)連接，滑桿(11)向上與汽缸 (12)連接；汽缸(12)與PLC連接，接受PLC的控制上下移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高頻感應(yīng)釬焊焊接裝置，其特征在于所述的高頻線圈的結(jié)構(gòu)是，將一根通水的銅管沿水平方向繞制成高頻線圈a(l)和高頻線圈b (2)，兩個(gè)高頻線圈首尾依次連接，冷卻水從高頻線圈a(l) —端進(jìn)水，一直流經(jīng)高頻線圈b (2)后回水構(gòu)成冷卻回路；所述磁性環(huán)壓桿部分的結(jié)構(gòu)是，在高頻線圈a(l)和高頻線圈b(2)軸心上方分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有磁性環(huán)a (3)和磁性環(huán)b (4)，磁性環(huán)a (3)和磁性環(huán)b (4)分別通過各自的陶瓷片(6) 和螺釘(5)安裝在兩根紫銅管下端頭上，陶瓷片(6)的材質(zhì)為耐高溫的絕緣材料，兩根紫銅管上分別連通有進(jìn)水管a (8)和進(jìn)水管b (9)，兩根紫銅管之間連通有回水管(7)，紫銅管的上端頭通過調(diào)整桿(10)與滑桿(11)連接，滑桿(11)向上與汽缸(12)連接；汽缸(12)與 PLC連接，接受PLC的控制上下移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高頻感應(yīng)釬焊焊接裝置，其特征在于所述高頻線圈的直徑越大，匝數(shù)越少；或者，需要焊接的功率越大，匝數(shù)越少；或者，導(dǎo)熱性或?qū)щ娦栽胶?，匝?shù)越多；或者，功率越大，頻率越大；或者，焊接功率越大，水平走向串聯(lián)的高頻線圈數(shù)量就越多。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法，其特征在于所述高頻線圈的頭部選用Imm厚的直徑3-7mm的退火紫銅管，或者，高頻線圈的頭部選用壁厚不小于Imm的直徑 5-10mm的退火紫銅管；相鄰匝之間繞制耐高溫的絕緣材料；兩個(gè)引出端銅管外徑5-15mm、長(zhǎng)度不小于線圈的直徑1.2倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬零部件的高頻感應(yīng)釬焊焊接方法，能夠一次完成多焊件多焊點(diǎn)的高頻釬焊裝配成型，該方法依賴一種裝置，該裝置的結(jié)構(gòu)包括高頻線圈及磁性環(huán)壓桿兩部分，該高頻線圈及磁性環(huán)壓桿兩部分均與高頻控制器連接，接受高頻控制器的統(tǒng)一控制，本發(fā)明方法利用上述的裝置，按照以下步驟實(shí)施待焊件表面的處理；焊接裝置的裝配，布置高頻線圈和磁性頭壓桿；選擇釬料與被焊件匹配，同時(shí)配備膏狀釬劑FB303P；釬料和釬劑位置及量的最佳配置；通過高頻控制器設(shè)置相應(yīng)的工藝數(shù)值，進(jìn)行加熱焊接，保溫后斷電通以冷卻水進(jìn)行冷卻到室溫，即成。本發(fā)明方法能夠?qū)⒍喙ば蚨帱c(diǎn)的多次焊接等工序，通過實(shí)現(xiàn)一次焊裝成型。
文檔編號(hào)B23K3/00GK102357695SQ201110318708
公開日2012年2月22日 申請(qǐng)日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者張金一, 黃一淼, 黃和平 申請(qǐng)人:黃一淼