一种真空感应钎焊装置及其使用方法与流程

本发明涉及感应钎焊技术领域，尤其涉及一种真空感应钎焊装置及其使用方法，其主要用于质量要求高的产品和易氧化材料的焊接。

背景技术：

感应钎焊是利用感应电流在焊件中的电阻热来实现的，感应加热方式不同于其它加热方式，不是由环境或介质将热量传给工件，而是由感应线圈将高频或工频电能输给金属工件，在工件中感应产生的涡轮发热，是一种自身发热的来熔化焊料并使之铺展。感应钎焊具有能量传输集中，升温极快，可进行局部钎焊等优点。但感应钎焊的缺点是一般是在大气环境下进行钎焊，焊件有氧化倾向，一般需借助钎剂去膜实现钎焊过程。钎剂对操作者有害，并污染环境，焊后经常需要清洗，以减小钎剂造成的腐蚀。

真空钎焊设备是采用电阻丝产生的电阻热作为热源加热炉膛的真空钎焊加热设备。包括真空钎焊炉和真空系统。真空钎焊加热均匀，焊件变形小，不用钎剂焊后变形小，可用于多种金属和合金的钎焊。但真空钎焊的传热模式属于辐射传热，传热效率低，所以真空钎焊加热时间长，钎焊效率低。

真空感应钎焊，因不用钎剂，显著提高了产品的抗腐蚀性，免除了各种污染，有好的安全生产条件；真空感应钎焊不仅节省大量价格昂贵的金属钎剂，而且又不需要复杂的焊剂清洗工序，降低了生产成本；钎焊钎料的湿润性和流动性良好，可以焊更复杂和狭小通道的器件，真空钎焊提高了产品的成品率，获得坚固的清洁的工作面。本发明正是基于上述研究背景而提出一种真空感应钎焊装置及其使用方法以满足实际设计及使用需要。

技术实现要素：

本发明的目的在于：克服现有技术中真空感应钎焊存在的不足，提供一种真空感应钎焊装置及其使用方法，其具有结构设计合理、操作使用方便、运行成本低的优点，将真空钎焊和感应钎焊的优点结合起来，消除两者的缺点，实现工件快速无污染的焊接。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案实现：

一种真空感应钎焊装置，该真空感应钎焊装置包括旋转电机、旋转电机固定板、支杆a、磁流体、工件a、真空室、升降调节板、导杆、升降电机固定板、升降电机、升降螺母、丝杆、焊接波纹管、感应线圈、工件b、旋转样品台、支杆b；其中，所述旋转电机固定设置在旋转电机固定板的底面上；所述旋转电机固定板的顶面通过平行设置的支杆a、支杆b与磁流体连接；所述磁流体固定在真空室底部；所述旋转样品台固定在磁流体轴上并位于所述真空室内；工件a、工件b分别对称设置在旋转样品台的左、右两端处；所述升降电机固定在升降电机固定板上，所述升降电机固定板与真空室顶部固定连接；所述丝杆与升降电机的输出轴传动连接；所述升降螺母与升降调节板固定连接；所述焊接波纹管的上端和升降调节板连接密封，所述焊接波纹管的下端与真空室顶部连接密封；所述导杆从升降调节板穿过；所述感应线圈与升降调节板固定连接，并位于所述真空室内。

作为上述方案的进一步优化，磁流体包括导磁回转轴、轴承、磁铁、磁流体、左轴承端盖、右轴承端盖、外壳；所述导磁回转轴通过轴承固定，磁铁以及轴承固定在外壳内侧，所述左轴承端盖、右轴承端盖设置在外壳的左右两端，并且左轴承端盖、右轴承端盖上设置有供导磁回转轴穿过的轴孔；所述感应线圈的工作电流在20-40khz。

作为上述方案的进一步优化，所述旋转电机为步进电机，额定功率100w，电压220v，转速为0-10rpm；所述升降电机为伺服电机，额定功率120w，电压220v，转速0-20rpm。

作为上述方案的进一步优化，所述旋转样品台通过步进电机实现角度定位，在工作中，首先将工件a旋转至感应线圈正下方，感应线圈下降，感应线圈输入20k-40khz的高频交流电，完成工件a的焊接，然后感应线圈上升，步进电机带动工件盘旋转，将工件b旋转至感应线圈下方，重复上述感应线圈工作步骤。

作为上述方案的进一步优化，所述真空感应钎焊装置还包括自动控制装置，所述自动控制装置包括plc控制器、设置于旋转电机内的第一霍尔传感器、设置于升降电机内的第二霍尔传感器，所述第一霍尔传感器、第二霍尔传感器均与plc控制器数据信号连接，并将实时检测的电机电流信号发送至plc控制器，plc控制器与升降电机、旋转电机控制连接；所述plc控制器将接收到的实时升降电机电流信号、实时旋转电机电流信号经过数据转换后与预设的相应阈值进行比较，根据比较的结果控制升降电机、旋转电机的工作状态；所述工作状态包括开启与关闭。

作为上述方案的进一步优化，所述自动控制装置还包括与plc控制器相连接的角度传感器，所述角度传感器设置在磁流体的输出轴上，用于实时检测旋转样品台的角度信号，并将实时检测的角度信号发送至plc控制器，所述plc控制器将接收到的实时角度信号经过数据转换后与预设的相应阈值进行比较，根据比较的结果控制旋转电机的工作状态。

作为上述方案的进一步优化，所述自动控制装置还包括行程限位开关，所述行程限位开关设置在导杆的预设位置处，用于当升降调节板运动至预设位置处，控制升降电机的工作状态。

本发明一种真空感应钎焊装置的使用方法包括如下步骤：

1)工件a、工件b放置在旋转样品台上，旋转电机带动磁流体转动，同时带动旋转样品台，将需要钎焊的工件b旋转到感应线圈下方；

2)升降电机带动丝杆旋转，升降调节板通过升降螺母与导杆限位实现向下移动，将感应线圈移动到工件焊接位置；

3)接通高频电源完成焊接；

4)焊接完成后将感应线圈上升，把工件a旋转至14感应线圈下方，继续上述操作实现多工位的焊接。

采用本发明的一种真空感应钎焊装置及其使用方法有益效果表现在：结构设计合理，操作方便，并且将真空钎焊和感应钎焊的优点结合起来，消除两者的缺点，实现工件快速无污染的焊接，并且自动化程度相对较高。

附图说明

附图1为本发明一种真空感应钎焊装置未工作状态的结构示意图。

附图2为本发明一种真空感应钎焊装置工作状态的结构示意图。

附图3为本发明磁流体的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本发明一种真空感应钎焊装置及其使用方法作以详细说明。

一种真空感应钎焊装置，该真空感应钎焊装置包括旋转电机1、旋转电机固定板2、支杆a3、磁流体4、工件a5、真空室6、升降调节板7、导杆8、升降电机固定板9、升降电机10、升降螺母11、丝杆12、焊接波纹管13、感应线圈14、工件b15、旋转样品台16、支杆b17；其中，所述旋转电机固定设置在旋转电机固定板的底面上；所述旋转电机固定板的顶面通过平行设置的支杆a、支杆b与磁流体连接；所述磁流体固定在真空室底部；所述旋转样品台固定在磁流体轴上并位于所述真空室内；工件a、工件b分别对称设置在旋转样品台的左、右两端处；所述升降电机固定在升降电机固定板上，所述升降电机固定板与真空室顶部固定连接；所述丝杆与升降电机的输出轴传动连接；所述升降螺母与升降调节板固定连接；所述焊接波纹管的上端和升降调节板连接密封，所述焊接波纹管的下端与真空室顶部连接密封；所述导杆从升降调节板穿过；所述感应线圈与升降调节板固定连接，并位于所述真空室内。

磁流体包括导磁回转轴4.1、轴承4.2、磁铁4.3、磁流体4.4、左轴承端盖4.5、右轴承端盖4.6、外壳4.7；所述导磁回转轴通过轴承固定，磁铁以及轴承固定在外壳内侧，所述左轴承端盖、右轴承端盖设置在外壳的左右两端，并且左轴承端盖、右轴承端盖上设置有供导磁回转轴穿过的轴孔。所述感应线圈的工作电流在20-40khz。磁流体在均匀稳定磁场的作用下，使磁流体充满在磁铁与回转轴之间，由于导磁回转轴为导磁材质，磁流体为液态，导磁回转轴静态与旋转时，磁流体与导磁回转轴之间通过磁力相互吸附，从而到达密封效果。

所述旋转电机为步进电机，额定功率100w，电压220v，转速为0-10rpm；所述升降电机为伺服电机，额定功率120w，电压220v，转速0-20rpm。

所述旋转样品台通过步进电机实现角度定位，在工作中，首先将工件a旋转至感应线圈正下方，感应线圈下降，感应线圈输入20k-40khz的高频交流电，完成工件a的焊接，然后感应线圈上升，步进电机带动工件盘旋转，将工件b旋转至感应线圈下方，重复上述感应线圈工作步骤。

所述真空感应钎焊装置还包括自动控制装置，所述自动控制装置包括plc控制器、设置于旋转电机内的第一霍尔传感器、设置于升降电机内的第二霍尔传感器，所述第一霍尔传感器、第二霍尔传感器均与plc控制器数据信号连接，并将实时检测的电机电流信号发送至plc控制器，plc控制器与升降电机、旋转电机控制连接；所述plc控制器将接收到的实时升降电机电流信号、实时旋转电机电流信号经过数据转换后与预设的相应阈值进行比较，根据比较的结果控制升降电机、旋转电机的工作状态；所述工作状态包括开启与关闭。

所述自动控制装置还包括与plc控制器相连接的角度传感器，所述角度传感器设置在磁流体的输出轴上，用于实时检测旋转样品台的角度信号，并将实时检测的角度信号发送至plc控制器，所述plc控制器将接收到的实时角度信号经过数据转换后与预设的相应阈值进行比较，根据比较的结果控制旋转电机的工作状态。

所述自动控制装置还包括行程限位开关，所述行程限位开关设置在导杆的预设位置处，用于当升降调节板运动至预设位置处，控制升降电机的工作状态。

本发明一种真空感应钎焊装置的使用方法包括如下步骤：

1)工件a、工件b放置在旋转样品台上，旋转电机带动磁流体转动，同时带动旋转样品台，将需要钎焊的工件b旋转到感应线圈下方；

2)升降电机带动丝杆旋转，升降调节板通过升降螺母与导杆限位实现向下移动，将感应线圈移动到工件焊接位置；

3)接通高频电源完成焊接；

4)焊接完成后将感应线圈上升，把工件a旋转至感应线圈下方，继续上述操作实现多工位的焊接。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。