一种间接加热电阻钎焊装置及方法

1.本发明涉及焊接技术领域，特别是涉及一种间接加热电阻钎焊装置及方法。


背景技术：

2.电阻钎焊主要分为直接加热电阻钎焊与间接加热电阻钎焊，其中，直接加热电阻钎焊的研究更为广泛。直接加热电阻钎焊电极压紧被焊母材，电流通过母材并在钎焊面产生电阻热加热钎料，钎料熔化后在母材间隙中润湿、毛细流动、填缝及扩散完成母材的焊接。其特点是能够在短时间内快速熔化钎料，但要求钎焊面能紧密配合。但是电极面无定位，母材焊接过程中难以准确对接，并且还需对被焊材料加以一定压力，但在焊接压力过大时，熔融钎料会被排出焊缝，使得接头存在缺陷，降低接头质量；并且针对部分难以导电的钎剂，直接加热电阻钎焊难以完成焊接工作。


技术实现要素：

3.为解决以上技术问题，本发明提供一种间接加热电阻钎焊装置及方法，降低了母材的配合要求，提高了焊接接头质量，提升了装置的适用范围。
4.为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
5.本发明提供一种间接加热电阻钎焊装置，包括上电极、下电极、导电筒、弹性部件、上垫片和下垫片，所述上电极、所述导电筒和所述下电极由上至下依次设置，所述下电极的上部设置有安装槽，所述安装槽的顶部与所述导电筒的底部相连通，所述弹性部件设置于所述安装槽中，所述下垫片设置于所述弹性部件的顶端，所述上垫片设置于所述导电筒中并位于所述上电极的底端，所述下垫片与所述上垫片之间用于放置待焊材料。
6.可选地，所述下电极的外部设置有冷却部件。
7.可选地，所述冷却部件为紫铜软管，所述紫铜软管缠绕于所述下电极的外部，所述紫铜软管中用于通入冷却水。
8.可选地，所述下电极的上部设置有容纳槽，所述安装槽的顶部与所述容纳槽的底部相连通，所述导电筒的下部用于卡接于所述容纳槽中。
9.可选地，所述上电极包括由上至下依次连接的主体柱和定位柱，所述定位柱用于伸至所述导电筒中的上部。
10.可选地，所述导电筒为圆筒，所述容纳槽为圆形槽，所述定位柱为圆柱。
11.可选地，所述导电筒采用石墨材料，所述上电极和所述下电极采用铬锆铜材料。
12.可选地，所述上垫片和所述下垫片采用氧化铝陶瓷材料。
13.可选地，所述弹性部件为弹簧。
14.本发明还提供一种基于间接加热电阻钎焊装置的焊接方法，包括以下步骤：
15.步骤一、根据所需的向所述待焊材料施加的压力以及钎焊面相对于所述导电筒在轴向上的位置，选择合适高度的所述下垫片和所述上垫片；
16.步骤二、将所述上电极由所述导电筒上取下，在所述安装槽中放置所述弹性部件，
在所述弹性部件上方由下至上依次放置所述下垫片、所述待焊材料和所述上垫片；
17.步骤三、将所述上电极和所述下电极安装于电阻焊接设备上；
18.步骤四、启动所述电阻焊接设备，所述电阻焊接设备带动所述上电极向下移动进而与所述导电筒接触，并对所述导电筒进行通电加热，进而对所述待焊材料和钎料进行加热，当所述导电筒达到一定温度后即可断电完成焊接工作。
19.本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：
20.本发明的间接加热电阻钎焊装置中上电极、导电筒和下电极由上至下依次设置，下电极的上部设置有安装槽，工作时，根据所需的向待焊材料施加的压力以及钎焊面相对于导电筒在轴向上的位置，选择合适高度的下垫片和上垫片；在安装槽中放置弹性部件，在弹性部件上方由下至上依次放置下垫片、待焊材料和上垫片，将上电极和下电极安装于电阻焊接设备上，之后启动电阻焊接设备，电阻焊接设备带动上电极向下移动进而与导电筒相接触，并对导电筒进行通电加热。该装置对待焊材料进行了一定的限位，降低了母材的配合要求，同时可通过调整上垫片和下垫片的高度来对钎焊面位置及焊接压力进行调整，可降低熔融钎料的排出量，降低了焊接过程中的气孔率，提高了焊接接头质量；在焊接过程中，由于是间接加热的方式，物理性质相差较大的异种材料间不会出现焊接加热中心偏移的现象，也可采用部分难以导电的固态钎剂，进而提升了装置的适用范围。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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他的附图。
22.图1为本发明提供的间接加热电阻钎焊装置的立体结构图；
23.图2为本发明提供的间接加热电阻钎焊装置的剖视图。
24.附图标记说明：100、间接加热电阻钎焊装置；1、上电极；101、第一圆柱；102、第二圆柱；103、定位柱；2、下电极；201、第三圆柱；202、第四圆柱；203、安装槽；3、导电筒；4、弹性部件；5、上垫片；6、下垫片；7、上母材；8、下母材；9、钎料；10、冷却部件。
具体实施方式
25.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做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。
26.本发明的目的是提供一种间接加热电阻钎焊装置及方法，降低了母材的配合要求，提高了焊接接头质量，提升了装置的适用范围。
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
28.如图1-图2所示，本实施例提供一种间接加热电阻钎焊装置100，包括上电极1、下电极2、导电筒3、弹性部件4、上垫片5和下垫片6，上电极1、导电筒3和下电极2由上至下依次
设置，且上电极1、导电筒3和下电极2同轴心设置，下电极2的上部设置有安装槽203，安装槽203的顶部与导电筒3的底部相连通，弹性部件4设置于安装槽203中，下垫片6设置于弹性部件4的顶端，上垫片5设置于导电筒3中并位于上电极1的底端，下垫片6与上垫片5之间用于放置待焊材料。待焊材料包括由下至上依次设置的下母材8和上母材7，待焊材料之间用于放置钎料9。
29.本实施例中对待焊材料进行了一定的限位，降低了母材的配合要求，同时可通过调整上垫片5和下垫片6的高度来对钎焊面位置及焊接压力进行调整，可降低熔融钎料的排出量，降低了焊接过程中的气孔率，提高了焊接接头质量；在焊接过程中，由于是间接加热的方式，物理性质相差较大的异种材料间不会出现焊接加热中心偏移的现象，也可采用部分难以导电的固态钎剂，进而提升了装置的适用范围。
30.本实施例中下电极2的外部设置有冷却部件10，冷却部件10用于对下电极2和弹性部件4进行冷却。
31.于本具体实施例中，冷却部件10为紫铜软管，紫铜软管缠绕于下电极2的外部，且紫铜软管焊接焊接于下电极2的外壁上，紫铜软管中用于通入冷却水。
32.下电极2的上部设置有容纳槽，容纳槽位于安装槽203的上方，安装槽203的顶部与容纳槽的底部相连通，导电筒3的下部用于卡接于容纳槽中，进而实现导电筒3与下电极2的同轴心设置。
33.上电极1包括由上至下依次连接的主体柱和定位柱103，定位柱103用于伸至导电筒3中的上部，进而实现上电极1与导电筒3的同轴心设置。
34.于本具体实施例中，导电筒3为圆筒，容纳槽为圆形槽，定位柱103为圆柱，定位柱103的外径略小于导电筒3的内径。安装槽203为圆形槽，安装槽203的内径小于容纳槽的内径。
35.具体地，主体柱包括由上至下依次连接的第一圆柱101和第二圆柱102，第二圆柱102的下部设置有定位柱103，定位柱103、第一圆柱101和第二圆柱102的外径逐渐变大。
36.具体地，下电极2包括由上至下依次连接的第三圆柱201和第四圆柱202，第三圆柱201的外径大于第四圆柱202的外径，容纳槽和安装槽203均设置于第三圆柱201中的上部，紫铜软管缠绕于第三圆柱201的外部。
37.于本具体实施例中，导电筒3采用石墨材料，上电极1和下电极2采用铬锆铜材料。铬锆铜材料导电性优良，硬度高，耐磨；在使用过程中损耗较小，使得成本降低。
38.于本具体实施例中，上垫片5和下垫片6采用氧化铝陶瓷材料，氧化铝陶瓷材料为耐高温材质。
39.于本具体实施例中，弹性部件4为弹簧。
40.本实施例还提供一种基于间接加热电阻钎焊装置100的焊接方法，包括以下步骤：
41.步骤一、根据所需的向待焊材料施加的压力以及钎焊面相对于导电筒3在轴向上的位置，选择合适高度的下垫片6和上垫片5；钎焊面即为下母材8与上母材7之间的钎料9所在的面，通过采用不同高度的下垫片6和上垫片5能够调整弹性部件4的压缩量，进而调整钎焊面相对于导电筒3在轴向上的位置，以及施加于待焊材料的压力。
42.步骤二、将上电极1由导电筒3上取下，在安装槽203中放置弹性部件4，在弹性部件4上方由下至上依次放置下垫片6、待焊材料和上垫片5；具体地，在放入待焊材料之前，对待
焊材料及钎料9进行打磨并清洗，在上母材7和下母材8待焊的一端均匀涂抹钎剂。
43.步骤三、将上电极1和下电极2安装于电阻焊接设备上，初始状态时，上电极1与导电筒3不接触。本实施例中上电极1和下电极2分别插接于电阻焊接设备上下的两个凹槽中；对紫铜软管进行调整并在下端通入冷却水，冷却水由上端流出，进而对下电极2和弹簧进行冷却，避免弹簧由于高温而失效。
44.步骤四、启动电阻焊接设备，电阻焊接设备带动上电极1向下移动进而与导电筒3接触，并对导电筒3进行通电加热，进而对待焊材料和钎料9进行加热，熔化钎料9，当导电筒3达到一定温度后即可断电完成焊接工作。具体地，电阻焊接设备带动上电极1向下移动，使得第二圆柱102的下端面与导电筒3相接触，本实施例中采用温度测量部件对导电筒3的温度进行测量。在焊接过程中，导电筒3的温度的确定值由钎料9决定，加热温度需比钎料9的液相线高30～80℃，以确保钎料9的润湿性与流动性。
45.焊接完成后，使得上电极1随电阻焊接设备升起，在弹性部件4的弹力作用下待焊材料上升，由导电筒3的上部可取出焊接好的上母材7和下母材8。
46.本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

技术特征：
1.一种间接加热电阻钎焊装置，其特征在于，包括上电极、下电极、导电筒、弹性部件、上垫片和下垫片，所述上电极、所述导电筒和所述下电极由上至下依次设置，所述下电极的上部设置有安装槽，所述安装槽的顶部与所述导电筒的底部相连通，所述弹性部件设置于所述安装槽中，所述下垫片设置于所述弹性部件的顶端，所述上垫片设置于所述导电筒中并位于所述上电极的底端，所述下垫片与所述上垫片之间用于放置待焊材料。2.根据权利要求1所述的间接加热电阻钎焊装置，其特征在于，所述下电极的外部设置有冷却部件。3.根据权利要求2所述的间接加热电阻钎焊装置，其特征在于，所述冷却部件为紫铜软管，所述紫铜软管缠绕于所述下电极的外部，所述紫铜软管中用于通入冷却水。4.根据权利要求1所述的间接加热电阻钎焊装置，其特征在于，所述下电极的上部设置有容纳槽，所述安装槽的顶部与所述容纳槽的底部相连通，所述导电筒的下部用于卡接于所述容纳槽中。5.根据权利要求4所述的间接加热电阻钎焊装置，其特征在于，所述上电极包括由上至下依次连接的主体柱和定位柱，所述定位柱用于伸至所述导电筒中的上部。6.根据权利要求5所述的间接加热电阻钎焊装置，其特征在于，所述导电筒为圆筒，所述容纳槽为圆形槽，所述定位柱为圆柱。7.根据权利要求1所述的间接加热电阻钎焊装置，其特征在于，所述导电筒采用石墨材料，所述上电极和所述下电极采用铬锆铜材料。8.根据权利要求1所述的间接加热电阻钎焊装置，其特征在于，所述上垫片和所述下垫片采用氧化铝陶瓷材料。9.根据权利要求1所述的间接加热电阻钎焊装置，其特征在于，所述弹性部件为弹簧。10.一种基于如权利要求1-9中任一项所述的间接加热电阻钎焊装置的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、根据所需的向所述待焊材料施加的压力以及钎焊面相对于所述导电筒在轴向上的位置，选择合适高度的所述下垫片和所述上垫片；步骤二、将所述上电极由所述导电筒上取下，在所述安装槽中放置所述弹性部件，在所述弹性部件上方由下至上依次放置所述下垫片、所述待焊材料和所述上垫片；步骤三、将所述上电极和所述下电极安装于电阻焊接设备上；步骤四、启动所述电阻焊接设备，所述电阻焊接设备带动所述上电极向下移动进而与所述导电筒接触，并对所述导电筒进行通电加热，进而对所述待焊材料和钎料进行加热，当所述导电筒达到一定温度后即可断电完成焊接工作。

技术总结
本发明公开一种间接加热电阻钎焊装置及方法，涉及焊接技术领域，上电极、导电筒和下电极由上至下依次设置，下电极的上部设置有安装槽，安装槽的顶部与导电筒的底部相连通，弹性部件设置于安装槽中，下垫片设置于弹性部件的顶端，上垫片设置于导电筒中并位于上电极的底端，下垫片与上垫片之间用于放置待焊材料。工作时，根据所需的向待焊材料施加的压力以及钎焊面相对于导电筒在轴向上的位置，选择合适高度的下垫片和上垫片；在安装槽中放置弹性部件，在弹性部件上方由下至上依次放置下垫片、待焊材料和上垫片，电阻焊接设备带动上电极向下移动进而与导电筒相接触。该装置及方法降低了母材的配合要求，提高了焊接接头质量，提升了装置的适用范围。了装置的适用范围。了装置的适用范围。


技术研发人员：晏佳 黄永德 刘汉明 程崇宾 黄志鹏 刘强
受保护的技术使用者：南昌航空大学
技术研发日：2023.08.28
技术公布日：2023/10/15