CN110497069B - 一种细微丝撞击焊装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种细微丝撞击焊装置，包括焊接顶锻块、焊接滑动块、驱动两者纵向平移装置和压丝弓；焊接顶锻块和焊接滑动块上各设有一对由带变速箱的电机控制旋转的圆环状电极和驱动此两个圆环状电极分离与靠拢的横向夹紧装置；两对圆环状电极外径相同且位置分别同轴；压丝弓上设有与待焊接细微丝同径的张紧丝，焊前在横向夹紧装置的配合下两对圆环状电极外表面压出同轴的丝槽，焊接时取走丝弓，丝槽安放待焊细微丝，保证丝同心；数控工作台控制撞击速度；预应力设置装置预制焊接压力，保证焊接质量。本发明结构简单，焊接过程中对中性能好，精度高，可以自动换位置实现更换电极，按照工艺曲线控制焊接，实现细微丝的冲击焊。

Description

一种细微丝撞击焊装置

技术领域

本发明属于焊接领域，涉及一种电阻焊接装置，具体涉及一种细微丝撞击焊装置。

背景技术

撞击焊可旋转电极利用电流通过焊件及接触处产生的电阻热作为热源，将工件局部加热，同时对工件局部加压进行焊接。焊接完后电极变形，造成干伸长变化，影响焊接质量；现有技术中使用更换电极方法进行撞击焊，使用过程十分麻烦，效率低下。

发明内容

本发明的目的提供一种可焊接细微丝电阻焊接装置，解决现有技术中细微丝焊接过程中对中精度不够，焊接过程中电极变形等的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种细微丝撞击焊装置，其特征在于：包括焊接顶锻块、焊接滑动块、压丝弓、四个电极和纵向平移装置；

其中，电极A和电极B组成用于夹持一根待焊接细微丝的第一电极对，电极B固定安装于焊接顶锻块上，电极A通过横向滑移副安装在焊接顶锻块上，所述焊接顶锻块上设有驱动电极A和电极B之间相对横向移动的横向夹紧装置；

电极C和电极D组成用于夹持另一根待焊接细微丝的第二电极对，电极D固定安装于焊接滑动块上，电极C通过横向滑移副安装在焊接滑动块上，所述焊接滑动块上还设有驱动电极C和电极D之间相对横向移动的横向夹紧装置；

所述压丝弓上设有与待焊接细微丝同径的张紧丝，所述张紧丝用于在横向夹紧装置的配合下在两对电极外表面压出同轴的用于夹持待焊接细微丝的丝槽，所述纵向平移装置用于驱动焊接滑动块相对于焊接顶锻块沿着待焊接细微丝轴向移动，完成细微丝撞击焊接。

作为改进，所述四个电极结构一样，均包括电极座、旋转轴、驱动电机、电极圆环和用于支撑固定电极圆环的电极卡座，所述旋转轴通过轴承安装在相应的电极座上，所述驱动电机安装在电极座上且与旋转轴轴连接，所述电极卡座同轴安装于旋转轴端部，四个电极的电极圆环外径相同，且电极A和电极C的电极圆环同轴设置，电极B和电极D的电极圆环同轴设置。

作为改进，所述纵向平移装置为数控工作台，其包括固定端和移动端，移动端的移动速度和移动距离通过数控设置，所述焊接顶锻块通过预应力设置机构安装在固定端上，所述焊接滑动块安装在移动端上。

作为改进，所述预应力设置机构包括固定块、导轨杆、预紧弹簧和预紧螺母，所述固定块固定安装在数控工作台的固定端上，所述导轨杆一端通过直线轴承安装在固定块上，所述焊接顶锻块固定安装在导轨杆上，在固定块和焊接顶锻块之间的导轨杆上套设有预紧弹簧，所述预紧螺母通过螺纹配合安装在从固定块一端外伸出的导轨杆上，通过预紧螺母调节预紧弹簧的压缩量，从而调节焊接顶锻块的焊接预应力。

作为改进，所述导轨杆为两根平行圆柱，其另一端从焊接顶锻块的另一侧伸出延伸，所述焊接滑动块通过直线轴承安装在伸出的导轨杆上。

作为改进，所述横向夹紧装置包括夹紧底座、顶杆、凸轮、手柄和夹紧弹簧，所述夹紧底座固定安装在焊接顶锻块或焊接滑动块上，所述顶杆固定安装在电极A或者电极C的电极座上，所述夹紧弹簧套在相应的顶杆上，且位于相应电极座和夹紧底座之间，第一电极对的两个电极之间以及第二电极对的两个电极之间均通过夹紧弹簧的预紧力压紧靠拢，所述凸轮通过竖直轴安装在夹紧底座上，所述手柄固定安装在凸轮上，凸轮的位置与相应的顶杆端部对应，利用手柄转动凸轮过程中，凸轮接触到顶杆，从而挤压电极A或者电极C，完成第一电极对的两个电极之间或第二电极对的两个电极之间夹紧压槽和夹丝功能。

作为改进，所述驱动电机为带减速器的直流电机，电极圆环旋转角度由电机通电时间决定，焊接一个接头后就电机通电旋转一个角度，保证每次焊接电极端部形状一致。

作为改进，所述四个电极的电极圆环均为便于成型和导电导热的紫铜环电极，紫铜电极圆环端部平直。

一种上述细微丝撞击焊装置的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、准备好与待焊接细微丝同直径型号的压丝弓，将其上的张紧丝绷紧；

步骤2、将第一电极对和第二电极对轴向分开，第一电极对的两个电极和第二电极对的两个电极分别在相应的预紧弹簧作用下合拢，将压丝弓的张紧丝一端置于焊接顶锻块上两个电极之间，另一端置于焊接滑动块上两个电极之间，同时拧动焊接顶锻块和焊接滑动块上的横向夹紧装置的手柄，在四个电极外表面压制出两个同轴的丝槽；

步骤3、将第一电极对的两个电极和第二电极对的两个电极分开，取走压丝弓，将待焊接的两根细微丝分别导入焊接顶锻块上第一电极对的丝槽内和焊接滑动块上第二电极对的丝槽内，分别拧动焊接顶锻块和焊接滑动块上的横向夹紧装置的手柄，夹紧固定丝；

步骤4、启动数控工作台，通过数控工作台的移动端带动焊接滑动块向焊接顶锻块移动，同时启动细微丝撞击焊装置的电源，完成细微丝焊接。

作为改进，：步骤4中完成一次细微丝焊接后，启动电极的驱动电机，驱动电极圆环旋转一定角度，按照步骤1至步骤4重新焊接新的两根细微丝。

本发明有益效果是：

发明公开了一种金属细微丝冲击焊机及焊接工艺，包括焊机机构和控制电气部分，本发明结构原理简单，能够实现冲击焊工艺曲线控制，可以使细微丝的冲击焊成型和接头力学性能达到最优，工艺曲线控制精度高，抗干扰能力好。

附图说明

图1为本发明细微丝撞击焊装置整体结构示意图；

图2为本发明细微丝撞击焊装置去掉压丝弓后的俯视图；

图3为图2中局部放大示意图A；

图4为压丝弓结构示意图；

图5为电极圆环结构示意图；

1-数控工作台，101-固定端，102-移动端，2-保护气管，3-导轨杆，4-固定块，5-焊接顶锻块，6-焊接滑动块，7-压丝弓，8-横向夹紧装置，9-直流电机固定座，10-电极座，11-电极卡座，12-第一电极对，13-第二电极对，14-电极A，15-电极B，16-电极C，17-电极D，18-预紧弹簧，19-预紧螺母，20-旋转轴，21-驱动电机，22-夹紧底座，23-顶杆，24-凸轮，25-手柄，26-夹紧弹簧，27-张紧丝，28-导丝架，29-丝槽，30-电极圆环。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行举例说明，在下面描述过程中，除非有特别定义，以待焊接细微丝轴向，也就是数控工作台1的移动端102运动方向为纵向，以与该方向垂直的方向为横向，所述前后左右关系均针对附图的相对位置关系说明，不代表对本发明保护范围的限制。

如图1至图5所示，一种细微丝撞击焊装置，包括焊接顶锻块5、焊接滑动块6、压丝弓7、四个电极、纵向平移装置和撞击焊接电源；

其中，电极A14和电极B15组成用于夹持一根待焊接细微丝的第一电极对12，电极B15固定安装于焊接顶锻块5上，电极A14通过横向滑移副安装在焊接顶锻块5上，所述焊接顶锻块5上设有驱动电极A14和电极B15之间相对横向移动的横向夹紧装置8；

电极C16和电极D17组成用于夹持另一根待焊接细微丝的第二电极对13，电极D17固定安装于焊接滑动块6上，电极C16通过横向滑移副安装在焊接滑动块6上，所述焊接滑动块6上还设有驱动电极C16和电极D17之间相对横向移动的横向夹紧装置8；

所述压丝弓7上设有与待焊接细微丝同径的张紧丝27，所述张紧丝27用于在横向夹紧装置8的配合下在两对电极外表面压出同轴的用于夹持待焊接细微丝的丝槽29，即张紧丝27一端在电极A14和电极B15之间压制出丝槽29，另一端在电极C16和电极D17之间压制出丝槽29，两个丝槽29通过同一根张紧丝27保证同轴度。所述纵向平移装置用于驱动焊接滑动块6相对于焊接顶锻块5沿着待焊接细微丝轴向移动，完成细微丝撞击焊接，本发明实施例中，电极A14和电极B15组成的第一电极对12与撞击焊接电源的正或负极相连，电极C16和电极D17组成的第二电极对13与撞击焊接电源的负或正极相连，利用撞击焊接电源给第一电极对12和第二电极对13通电流，完成电阻焊接。

作为一种优选实施例，所述四个电极结构一样，均包括电极座10、旋转轴20、驱动电机21、电极圆环30和用于支撑固定电极圆环30的电极卡座11，所述旋转轴20通过轴承安装在相应的电极座10上，所述驱动电机21安装在电极座10上且与旋转轴20轴连接，所述电极卡座11同轴安装于旋转轴20端部，四个电极的电极圆环30外径相同，且电极A14和电极C16的电极圆环30同轴设置，电极B15和电极D17的电极圆环30同轴设置，其中电极B15的电极座10固定于焊接顶锻块5上，电极A14的电极座10通过横向滑移副(图中未画出)安装在焊接顶锻块5上，电极D17的电极座10固定于焊接滑动块6上，电极C16的电极座10通过横向滑移副(图中未画出)安装在焊接滑动块6上。

作为一种优选实施例，所述纵向平移装置为数控工作台1，其包括固定端101和移动端102，移动端102的移动速度和移动距离通过数控设置，所述焊接顶锻块5通过预应力设置机构安装在固定端101上，所述焊接滑动块6安装在移动端102上。

作为一种优选实施例，所述预应力设置机构包括固定块4、导轨杆3、预紧弹簧18和预紧螺母19，所述固定块4固定安装在数控工作台1的固定端101上，所述导轨杆3一端通过直线轴承(或者轴套)安装在固定块4上，所述焊接顶锻块5固定安装在导轨杆3上，在固定块4和焊接顶锻块5之间的导轨杆3上套设有预紧弹簧18，所述预紧螺母19通过螺纹配合安装在从固定块4一端外伸出的导轨杆3上，利用预紧弹簧18使得，当焊接滑动块6碰触到焊接顶锻块5时，焊接顶锻块5具备向后移动的柔性，从而完成柔性接触，防止两个待焊接的细微丝因刚性碰撞而损坏或者偏心，通过预紧螺母19调节预紧弹簧18的压缩量，从而调节焊接顶锻块5的预紧力。

作为一种优选实施例，如图2所示，所述导轨杆3为两根平行圆柱，所述导轨杆3另一端从焊接顶锻块5的另一侧伸出延伸，所述焊接滑动块6通过直线轴承(或者轴套)安装在伸出的导轨杆3上，即焊接顶锻块5固定于导轨杆3中部，焊接顶锻块5和焊接滑动块6通过滑动副安装在导轨杆3两端，利用同一根导轨杆3给焊接顶锻块5导向，提高了焊接顶锻块5焊接对中时候的第一电极对12和第二电极对13上丝槽29的同心度。

作为一种优选实施例，所述横向夹紧装置8有两个，分别安装于焊接顶锻块5和焊接滑动块6上，两个所述横向夹紧装置8结构完全一样，下面以焊接滑动块6上的横向夹紧装置8为例进行说明，如图3所示，所述横向夹紧装置8包括夹紧底座22、顶杆23、凸轮24、手柄25和夹紧弹簧26，所述夹紧底座22固定安装在焊接滑动块6上，所述顶杆23固定安装在电极C16的电极座10上，所述夹紧弹簧26套在的顶杆23上，且位于电极C16的电极座10和夹紧底座22之间，电极C16和电极D17之间通过夹紧弹簧26的预紧力压紧靠拢，所述凸轮24通过竖直轴安装在夹紧底座22上，所述手柄25固定安装在凸轮24上，凸轮24的位置与相应的顶杆23端部对应，利用手柄25转动凸轮24过程中，凸轮24接触到顶杆23，从而挤压电极C16，使得电极C16和电极D17之间相互靠拢完成压槽和夹丝功能。

作为一种优选实施例，所述驱动电机21为带减速器的直流电机，直流电机通过直流电机固定座9安装在相应的电极座10上，所述四个电极的电极圆环30均为便于丝槽成型和导电导热的紫铜环电极。

一种上述细微丝撞击焊装置的焊接方法，包括以下步骤：

步骤1、准备好与待焊接细微丝同直径型号的压丝弓7，将其上的丝绷紧；

步骤2、将第一电极对12和第二电极对13轴向分开，第一电极对12的两个电极和第二电极对13的两个电极分别在相应的预紧弹簧18作用下合拢，将压丝弓7的张紧丝27一端置于焊接顶锻块5上电极A14和电极B15之间，另一端置于焊接滑动块6上电极C16和电极D17之间，同时拧动焊接顶锻块5和焊接滑动块6上的横向夹紧装置8的手柄25，在第一电极对12和第二电极对13外表面压制出两个同轴的丝槽29；

步骤3、将第一电极对12的两个电极和第二电极对13的两个电极分开，取走压丝弓7，将待焊接的两根细微丝分别导入焊接顶锻块5上第一电极对12的丝槽29内和焊接滑动块6上第二电极对13的丝槽29内，分别拧动焊接顶锻块5和焊接滑动块6上的横向夹紧装置8的手柄25，夹紧固定丝；

步骤4、启动数控工作台1，通过数控工作台1的移动端102带动焊接滑动块6向焊接顶锻块5移动，同时启动撞击焊接电源，完成细微丝焊接

步骤5、步骤4中完成一次细微丝焊接后，启动电极的驱动电机21，驱动电极圆环30旋转一定角度，按照步骤1至步骤4重新焊接新的两根细微丝。

步骤2中压槽具体操作步骤和原理如下：

手动将电极A14和电极B15分开，将压丝弓7的张紧丝27一端置于电极A14和电极B15之间，然后将电极C16和电极D17分开，将压丝弓7的张紧丝27的另一端置于电极C16和电极D17之间，同时转动两个横向夹紧装置8的手柄25，凸轮24顶在顶杆23并逐步挤压顶杆23，顶杆23相应的挤压电极A14和电极C16的电极座10，从而驱动电极A14和电极B15夹紧，电极C16和电极D17夹紧，由于手柄25较长，具有加力作用，因此可以在电极A14和电极B15之间以及电极C16和电极D17产生巨大的挤压力，从而使得张紧丝27一端在电极A14和电极B15之间表面压出一个丝槽29，另一端在电极C16和电极D17之间表面也压出一个丝槽29，两个丝槽29为同心丝槽，由于张紧丝27通过压丝弓7张紧，因此完全可以保证两个丝槽29的同心度，当焊接一次完成后，启动驱动电机21分别旋转四个电极，利用横向夹紧装置8按照上述方法重新压出同心的丝槽29，为了进一步提高同心度，最优的两个横向夹紧装置8的手柄25要同时动作。

作为一种优选的实施例，在数控工作台1的移动端102上设有导丝架28。

作为一种优选的实施例，本发明可以在第一电极对12和第二电极对13对接处设置保护气管2。

数控工作台1的移动端102按照工艺要求的速度运动，带动焊接顶锻块5沿着细微丝向焊接滑动块6滑动，最终保证被固定电极和移动电极夹持细微丝冲击焊接。

本发明上述动作都可以手动控制，当然也可以设置控制柜，进行自动控制，焊机控制柜上设有触控屏，触控屏下方设置电流、电压调节开关和启动开关，控制柜内部设有控制电路板，控制电路板上设有mega8单片机、电压/电流控制模块，单片机通过驱动模块连接电源、电极旋转用直流电机和气路控制阀。焊接控制流程按照预设的流程运行。

Claims (10)

1.一种细微丝撞击焊装置，包括焊接顶锻块、焊接滑动块、压丝弓、四个电极和纵向平移装置，其特征在于：

其中，电极A和电极B组成用于夹持一根待焊接细微丝的第一电极对，电极B固定安装于焊接顶锻块上，电极A通过横向滑移副安装在焊接顶锻块上，所述焊接顶锻块上设有驱动电极A和电极B之间相对横向移动的横向夹紧装置；

电极C和电极D组成用于夹持另一根待焊接细微丝的第二电极对，电极D固定安装于焊接滑动块上，电极C通过横向滑移副安装在焊接滑动块上，所述焊接滑动块上还设有驱动电极C和电极D之间相对横向移动的横向夹紧装置；

所述压丝弓上设有与待焊接细微丝同径的张紧丝，所述张紧丝用于在横向夹紧装置的配合下在两对电极外表面压出同轴的用于夹持待焊接细微丝的丝槽，所述纵向平移装置用于驱动焊接滑动块相对于焊接顶锻块沿着待焊接细微丝轴向移动，完成细微丝撞击焊接。

2.如权利要求1所述细微丝撞击焊装置，其特征在于：所述四个电极结构一样，均包括电极座、旋转轴、驱动电机、电极圆环和用于支撑固定电极圆环的电极卡座，所述旋转轴通过轴承安装在相应的电极座上，所述驱动电机安装在电极座上且与旋转轴轴连接，所述电极卡座同轴安装于旋转轴端部，四个电极的电极圆环外径相同，且电极A和电极C的电极圆环同轴设置，电极B和电极D的电极圆环同轴设置。

3.如权利要求2所述细微丝撞击焊装置，其特征在于：所述纵向平移装置为数控工作台，其包括固定端和移动端，移动端的移动速度和移动距离通过数控设置，所述焊接顶锻块通过预应力设置机构安装在固定端上，所述焊接滑动块安装在移动端上。

4.如权利要求3所述细微丝撞击焊装置，其特征在于：所述预应力设置机构包括固定块、导轨杆、预紧弹簧和预紧螺母，所述固定块固定安装在数控工作台的固定端上，所述导轨杆一端通过直线轴承安装在固定块上，所述焊接顶锻块固定安装在导轨杆上，在固定块和焊接顶锻块之间的导轨杆上套设有预紧弹簧，所述预紧螺母通过螺纹配合安装在从固定块一端外伸出的导轨杆上，通过预紧螺母调节预紧弹簧的压缩量，从而调节焊接顶锻块的焊接预应力。

5.如权利要求4所述细微丝撞击焊装置，其特征在于：所述导轨杆为两根平行圆柱，其另一端从焊接顶锻块的另一侧伸出延伸，所述焊接滑动块通过直线轴承安装在伸出的导轨杆上。

6.如权利要求5所述细微丝撞击焊装置，其特征在于：所述横向夹紧装置包括夹紧底座、顶杆、凸轮、手柄和夹紧弹簧，所述夹紧底座固定安装在焊接顶锻块或焊接滑动块上，所述顶杆固定安装在电极A或者电极C的电极座上，所述夹紧弹簧套在相应的顶杆上，且位于相应电极座和夹紧底座之间，第一电极对的两个电极之间以及第二电极对的两个电极之间均通过夹紧弹簧的预紧力压紧靠拢，所述凸轮通过竖直轴安装在夹紧底座上，所述手柄固定安装在凸轮上，凸轮的位置与相应的顶杆端部对应，利用手柄转动凸轮过程中，凸轮接触到顶杆，从而挤压电极A或者电极C，完成第一电极对的两个电极之间或第二电极对的两个电极之间夹紧压槽和夹丝功能。

7.如权利要求1所述细微丝撞击焊装置，其特征在于：所述驱动电机为带减速器的直流电机，电极圆环旋转角度由电机通电时间决定，焊接一个接头后就电机通电旋转一个角度，保证每次焊接电极端部形状一致。

8.如权利要求5所述细微丝撞击焊装置，其特征在于：所述四个电极的电极圆环均为便于丝槽成型和导电导热的紫铜环电极，紫铜电极圆环端部平直。

9.一种权利要求6所述细微丝撞击焊装置的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、准备好与待焊接细微丝同直径型号的压丝弓，将其上的张紧丝绷紧；

步骤2、将第一电极对和第二电极对轴向分开，第一电极对的两个电极和第二电极对的两个电极分别在相应的预紧弹簧作用下合拢，将压丝弓的张紧丝一端置于焊接顶锻块上两个电极之间，另一端置于焊接滑动块上两个电极之间，同时拧动焊接顶锻块和焊接滑动块上的横向夹紧装置的手柄，在四个电极外表面压制出两个同轴的丝槽；

步骤3、将第一电极对的两个电极和第二电极对的两个电极分开，取走压丝弓，将待焊接的两根细微丝分别导入焊接顶锻块上第一电极对的丝槽内和焊接滑动块上第二电极对的丝槽内，分别拧动焊接顶锻块和焊接滑动块上的横向夹紧装置的手柄，夹紧固定丝；

步骤4、启动数控工作台，通过数控工作台的移动端带动焊接滑动块向焊接顶锻块移动，同时启动细微丝撞击焊装置的电源，完成细微丝焊接。

10.如权利要求9所述细微丝撞击焊装置的焊接方法，其特征在于：步骤4中完成一次细微丝焊接后，启动电极的驱动电机，驱动电极圆环旋转一定角度，按照步骤1至步骤4重新焊接新的两根细微丝。

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