專利名稱：感應釬焊裝置及感應釬焊方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種感應釬焊裝置，還涉及利用該感應釬焊裝置的感應釬焊方法，特別涉及空氣超聲輔助的感應釬焊方法。
背景技術：
參照圖l，公知的感應釬焊裝置，包括感應感應電源10和感應感應線圈1。感應釬焊是用感應感應熱源10加熱釬料2及焊件3，使釬料2熔化后填塞接合面實現(xiàn)接頭焊接的一種方法。 這種方法在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣泛的應用。但該方法也具有一定的缺點，主要是感應加熱速度 快，當焊接較厚焊件時會出現(xiàn)如下情況①接頭的加熱溫度難以準確控制，容易造成釬料的 流失和流布不均勻；②接頭的溫度分布不夠均勻，釬料與氧化膜反應不夠均勻和充分。以上 兩點造成接頭焊合率下降，影響焊接質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
① 要解決的技術問題為了克服現(xiàn)有技術在焊接較厚焊件時焊合率低的不足，本發(fā)明提供一種感應釬焊裝置，利用空氣超聲探頭作輔助，可以提高感應釬焊的焊合率。
本發(fā)明還提供利用上述感應釬焊裝置的感應釬焊方法。
② 技術方案 一種感應釬焊裝置，包括感應感應電源、感應感應線圈，其特點是還包括至 少一個空氣超聲探頭，空氣超聲探頭與感應振蕩器電連接。
一種利用上述感應釬焊裝置的感應釬焊方法，其特點是包括下述步驟首先根據(jù)接頭面 積選用不同直徑的、至少一個空氣超聲探頭，根據(jù)焊接件接頭面積大小或復雜程度；調(diào)整空氣超 聲探頭中心頻率、感應振蕩器輸出的振蕩電壓幅值、空氣超聲探頭與焊接件接頭的距離，同時接通空氣超聲探頭與感應振蕩器、感應感應圈與感應感應電源，完成焊接。
③ 有益效果在感應釬焊的同時，在接頭周圍輔以空氣超聲探頭發(fā)出超聲波。超聲波束經(jīng)過空氣傳至焊件表面后，一部分反射， 一部分傳入焊件使熔融態(tài)釬料產(chǎn)生超聲振動。這一 超聲振動， 一方面改變了液態(tài)釬料的表面張力，增強了液態(tài)釬料金屬的流動性；另一方面使 接頭處氧化膜易于被破壞、清理，從而在較低熱輸入的焊接條件下，保證了釬料的均勻鋪展 及其與氧化膜的充分反應，也降低了釬料的流失。這兩方面的改善有效提高了接頭的釬合率， 從而可保證焊接質(zhì)量。經(jīng)測試，焊接相同直徑的焊接件，與單獨使用感應線圈與感應電源相 比，感應電源的輸出電流值降低了 10 20%;另外，焊接時間也減少了 10 20%，提高了焊接效率。
下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作詳細說明。


圖1是本發(fā)明實施例1的裝置安裝示意圖。
圖2是本發(fā)明實施例2的裝置安裝示意圖。
圖3是本發(fā)明實施例3的裝置安裝示意圖。
圖中1-感應感應線圈，2-釬料，3-焊件，4-超聲波束，5-硅橡膠匹配層，6-壓電晶體， 7-連接電纜，8-超聲波探頭外殼，9-高頻振蕩器，10-感應電源，11-空氣超聲探頭。
具體實施例方式
參照圖1，空氣超聲-感應釬焊系統(tǒng)主要由感應電源10、感應線圈I、感應振蕩器9及空氣 超聲探頭11組成，感應電源10可為中頻感應電源也可為高頻感應電源。其中，空氣超聲探頭 11主要由壓電晶體6、硅橡膠匹配層5、連接電纜7、超聲探頭外殼8組成。
焊接時，感應電源10輸出中頻或高頻電流通過感應圈1，在焊件3及釬料2中產(chǎn)生渦流， 加熱焊件及釬料，并使釬料熔化。與此同時，空氣超聲探頭11在高頻振蕩器9的作用下，連續(xù) 發(fā)射超聲波束4。超聲波束經(jīng)過空氣傳至焊件3表面后， 一部分反射， 一部分傳入焊件3使熔融 態(tài)釬料產(chǎn)生超聲振動。這一超聲振動， 一方面改變了液態(tài)釬料的表面張力，增強了液態(tài)釬料 金屬的流動性；另一方面使接頭處氧化膜易于被破壞、清理，從而在較低熱輸入的焊接規(guī)范 下，保證了釬料的均勻鋪展及其與氧化膜的充分反應，也降低了釬料的流失。這兩方面的改 善有效提高了接頭的釬合率，從而可保證焊接質(zhì)量。
空氣超聲探頭的匹配層選用硅橡膠，可有效增強超聲波在空氣中的傳播距離；焊接時，可選 用不同直徑的超聲探頭，來改變超聲波的作用范圍，或者選用兩個以上的超聲波探頭作用于較大 接頭面積或復雜接頭形式；改變空氣超聲探頭中心頻率、高頻振蕩器9輸出的振蕩電壓幅值、超 聲探頭與焊件接頭的距離，便可調(diào)整超聲波的輸出能量。
實施例1:參照圖1,為兩個0>32、厚度為8mm的短圓柱形實心低碳鋼焊件3的對接釬焊， 釬料選用銅基釬料。將1只空氣超聲探頭11放置在焊接截面的正上方，探頭表面與焊件3的上 表面距離為150mm ，探頭直徑為①30，中心頻率為O.lMHz，高頻振蕩器9輸出的振蕩電壓幅 值為850V。
焊接采用中頻感應電源加熱，將空氣超聲探頭11與高頻振蕩器9、感應線圈1與中頻感應 電源10同時接通，完成焊接后，同時斷開高頻振蕩器9和中頻感應電源10。
經(jīng)測試，焊接相同直徑的焊接件，單獨使用感應線圈1與中頻感應電源10，感應釬焊電流 值為480A，通電時間為45S，接頭周圍釬料流失明顯；使用感應線圈1與中頻感應電源10的同 時使用空氣超聲探頭11作輔助，感應釬焊電流值為420A，通電時間35S，接頭周圍釬料很少流 失。經(jīng)對多個焊件解剖后發(fā)現(xiàn)，空氣超聲探頭11輔助的感應釬焊接頭，釬合率均為100%，而現(xiàn)有技術焊接接頭達到完全焊合的占90%。
實施例2:參照圖2，為兩個(D25、長為150mm的長圓柱形實心低碳鋼焊件3的對接釬焊， 釬料選用銅基釬料。將兩個空氣超聲探頭11對稱放置在焊接截面的側(cè)面，探頭表面與焊件3的 側(cè)面距離為110mm，探頭直徑為020，中心頻率為0.lMHz，高頻振蕩器9輸出的振蕩電壓幅值 為800V。
焊接采用中頻感應電源加熱，將兩個空氣超聲探頭ll分別與各自的高頻振蕩器、感應線圈 1與中頻感應電源10同時接通，完成焊接后，同時斷開高頻振蕩器和中頻感應電源10。
經(jīng)測試，焊接相同直徑的焊接件，單獨使用感應線圈1與中頻感應電源10，感應釬焊電流 值為350A，通電時間為35S，接頭周圍釬料流失明顯；使用感應線圈1與中頻感應電源10的同 時使用空氣超聲探頭11作輔助，感應釬焊電流值為310A,通電時間28S，接頭周圍釬料很少流 失。經(jīng)對多個焊件解剖后發(fā)現(xiàn)，空氣超聲探頭11輔助的感應釬焊接頭，釬合率均為100%，而 現(xiàn)有技術焊接接頭達到完全焊合的占95%。
實施例3:參照圖3，為兩個外徑025mm、壁厚3mm、長為150mm的管形低碳鋼焊件3的 對接釬焊，釬料選用銅基釬料。將兩個空氣超聲探頭11對稱放置在焊接截面的側(cè)面，探頭表面 與焊件3的側(cè)面距離為100mm ，探頭直徑為Φ20，中心頻率為O.lMHz，高頻振蕩器9輸出的 振蕩電壓幅值為850V。
焊接采用高頻感應電源加熱，將兩個空氣超聲探頭11分別與各自的高頻振蕩器、感應線圈 1與高頻感應電源10同時接通，完成焊接后，同時斷開高頻振蕩器和高頻感應電源10。
經(jīng)測試，焊接相同直徑的焊接件，單獨使用感應線圈1與感應電源10，感應釬焊電流值為 320A,通電時間為15S，接頭周圍有時有釬料流失現(xiàn)象；使用感應線圈1與高頻感應電源10的 同時使用空氣超聲探頭11作輔助，感應釬焊電流值為260A，通電時間10S，接頭周圍釬料幾乎 不流失。經(jīng)對多個焊件解剖后發(fā)現(xiàn)，空氣超聲探頭11輔助的感應釬焊接頭，釬合率均為100%， 而現(xiàn)有技術焊接接頭達到完全焊合的占99%。
權(quán)利要求
1、一種感應釬焊裝置，包括感應電源、感應線圈，其特征在于還包括至少一個空氣超聲探頭，空氣超聲探頭與高頻振蕩器電連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻釬焊裝置，其特征在于所述的空氣超聲探頭與焊接件截 面平行放置。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的感應釬焊裝置，其特征在于所述的空氣超聲探頭與焊接件截 面垂直放置。
4、 一種利用權(quán)利要求1所述感應釬焊裝置的高頻釬焊方法，其特征在于包括下述步驟 首先根據(jù)接頭面積選用不同直徑的、至少一個空氣超聲探頭，根據(jù)焊接件接頭面積大小或復雜 程度；調(diào)整空氣超聲探頭中心頻率、高頻振蕩器輸出的振蕩電壓幅值、空氣超聲探頭與焊接件接 頭的距離，同時接通空氣超聲探頭與高頻振蕩器、感應圈與感應電源，完成焊接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種感應釬焊裝置，包括感應電源、感應線圈，其特點是還包括至少一個空氣超聲探頭，空氣超聲探頭與高頻振蕩器電連接。還公開了一種利用上述感應釬焊裝置的高頻釬焊方法，其特點是包括下述步驟首先根據(jù)接頭面積選用不同直徑的、至少一個空氣超聲探頭，根據(jù)焊接件接頭面積大小或復雜程度；調(diào)整空氣超聲探頭中心頻率、高頻振蕩器輸出的振蕩電壓幅值、空氣超聲探頭與焊接件接頭的距離，同時接通空氣超聲探頭與振蕩器、感應圈與感應電源，完成焊接。經(jīng)測試，焊接相同直徑的焊接件，與單獨使用感應圈與感應電源相比，感應電源的輸出電流值以及焊接時間均降低了10～20％，節(jié)約了能源，提高了焊接效率。
文檔編號B23K1/002GK101200012SQ200710188448
公開日2008年6月18日 申請日期2007年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月3日
發(fā)明者楊思乾, 馬鐵軍 申請人:西北工業(yè)大學