铜铝两用型分子扩散焊机、其控制系统及其控制方法与流程

本发明涉及分子扩散焊技术领域，特别涉及一种铜铝两用型分子扩散焊机、其控制系统及控制方法，结构简单，设计新颖、合理。

背景技术：

分子扩散焊是导电带软连接设备，主要由主机与控制两部分组成，实现分子材料间的扩散焊接，使金属物体在一定的温度和一定压力下，相同的金属物体通过高温使接触面之间的分子扩散后形成接合的焊接方法，分子扩散焊机由主机与控制两部分组成，主要功能是实现材料分子间的扩散焊接，该设备主要生产电力、化工、冶炼行业急需的母线伸缩节和软连接导电带产品，可实现软母线、软母线与硬母线、硬母线之间的扩散焊接。分子扩散焊与其他焊接方法相比，可以进行内部及多点大面积构件连接，焊接后工件基本不变形等诸多优点。分子扩散焊对工件被连接面制备及装配质量要求较高，上下焊接压头平行度，将影响到接触面上的压力分布、工件焊后的变形量等。现有分子焊机上下焊接压头平行度不够，或焊接工艺操作不当，均易引起变形误差，导致许多精密工件的二次加工焊接，合格率较低、参数控制误差较大，返工率高，且由于铝材质的特性，极易在铝表面产生氧化膜，现有分子扩散焊机不适用于铝工件的扩散焊接，且自动化程度低。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足，本发明提供一种铜铝两用型分子扩散焊机、其控制系统及控制方法，结构简单、设计新颖合理，提高工件批量生产的自动化程度，工艺参数易于控制，适用于批量生产，且产品质量稳定，合格率高。

按照本发明所提供的设计方案，一种铜铝两用型分子扩散焊机，包含加压油箱，设置在加压油箱上部的支撑机构，及与支撑机构连接的焊接机构，所述焊接机构包含上焊接组件和下焊接组件，支撑机构包含平行设置的支撑上梁、支撑下梁，及分别与支撑上梁和支撑下梁两端固定的平行立柱，支撑下梁与加压油箱上部固定，上焊接组件与支撑上梁固定，平行立柱上设置有活动支撑梁，下焊接组件与活动支撑梁固定，活动支撑梁底部与加压油箱输出轴固定，平行立柱上套装有导向套，活动支撑梁通过导向套与平行立柱滑动设置，活动支撑梁一端还垂直设有用于测量上焊接组件、下焊接组件工作时焊接处温度的温度测量仪；加压油箱上设置有压力调节阀和压力测量仪；上焊接组件、下焊接组件上分别设置有用于与电控模块电连接的连接端子。

上述的，所述的温度测量仪为红外测温仪，红外测温仪通过可调支架与活动支撑梁一端固定；所述可调支架包含水平支架、竖直支架，水平支架一端与活动支撑梁固定，水平支架与活动支撑梁两者中心线在一条直线上，水平支架上设置有用于固定竖直支架的限位孔，竖直支架通过限位孔与水平支架垂直固定。

上述的，所述的上焊接组件包含依次平行叠加设置的上焊接绝缘板、上焊接垫板、上焊接电极、上焊接压板、上焊接压头，上焊接绝缘板与支撑上梁固定；所述的下焊接组件包含依次平行叠加设置的下焊接绝缘板、下焊接垫板、下焊接电极、下焊接压板、下焊接压头，下焊接绝缘板与活动支撑梁固定；上焊接电极上设置有上连接端子，下焊接电极上设置有下连接端子，所述的上连接端子、下连接端子、温度测量仪、压力调节阀、压力测量仪均与电控模块相电连接。

一种铜铝两用型分子扩散焊控制系统，包含控制模块，及与控制模块相连的显示模块，控制模块与电控模块相连，还包含用于采集实际温度及压力数据的信号采集模块，及上述的铜铝两用型分子扩散焊机，铜铝两用型分子扩散焊机的温度测量仪、压力测量仪分别与信号采集模块输入端相信号连接，信号采集模块输出端与控制模块输入端连接，控制模块输出端与上焊接组件、下焊接组件相电连接。

上述的控制系统中，所述显示模块包含电压显示单元、电流显示单元、触摸屏单元和控制面板单元，控制面板单元包含上升按键、下降按键、加热按键、停热按键、急停按键、报警模块及功率调整旋钮。

优选的，触摸屏单元包含工艺参数预设模块、工艺参数保存模块、工艺参数调用模块、及整定模块，其中，工艺参数预设模块用于预先设定工艺序号，工艺对应的焊接步骤和焊接电压参数，及每个焊接步骤中的焊接参数；工艺参数保存模块用于对工艺参数预设模块中预先设定数据进行保存；工艺参数调用模块用于通过工艺序号调用工艺参数保存模块中保存的工艺；整定模块用于对工艺参数保存模块中保存的工艺数据进行修订；其中，焊接电压参数包含初始焊接电压及焊接工作电压，焊接参数包含焊接温度、焊接压力及焊接时间。

上述的控制系统中，控制模块为可编程控制器。

一种铜铝两用型分子扩散焊控制方法，基于上述的铜铝两用型分子扩散焊控制系统，该控制方法的实现包含如下步骤：

步骤1、预先设定焊接工艺，焊接工艺对应点的焊接电压参数、焊接步骤，及焊接步骤所对应的焊接参数，并进行保存；

步骤2、根据待焊接工件类型，选取步骤1中所保存的焊接工艺，启动铜铝两用型分子扩散焊机，按照焊接工艺所对应的焊接步骤对待焊接工件进行焊接。

上述的控制方法中，焊接电压参数包含初始焊接电压及焊接工作电压；焊接参数包含焊接温度、焊接压力及焊接时间。

上述的控制方法中，待焊接工件材质为铜，或为铝。

本发明的有益效果：

1、本发明中，铜铝两用型分子扩散焊接机结构简单，设计新颖、合理，解决现有技术中焊接合格率低、不适合批量生产等缺陷，活动支撑梁通过导向套与平行立柱滑动设置，活动支撑梁一端还垂直设有用于测量上焊接组件、下焊接组件工作时焊接处温度的温度测量仪；加压油箱上设置有压力调节阀和压力测量仪；上焊接组件、下焊接组件上分别设置有用于与电控模块电连接的连接端子，通过导向套与加压油箱的配合，控制更加精准，拆卸、更换、维护更加方便，有较好的社会推广价值和市场前景。

2、本发明中，铜铝两用型分子扩散焊控制系统通过控制模块、及显示模块，控制模块与电控模块相连，实现分子扩散焊接的自动化控制，信号采集模块用于采集实际温度及压力数据，铜铝两用型分子扩散焊机的温度测量仪、压力测量仪分别与信号采集模块输入端相信号连接，控制模块控制上焊接组件、下焊接组件的工作；通过预设参数数据，实现铜铝多种工件的分子扩散焊接，工艺参数易于控制，更加适合于工件产品的批量生产，且焊接质量稳定。

3、本发明中，铜铝两用型分子扩散焊控制方法实现分子扩散焊接的高精密控制，通过调用保存的工艺参数数据，来控制工件的分子扩散焊接，使用更加便捷，设计合理，安全可靠，非常利于推广实施。

附图说明：

图1为本发明的铜铝两用型分子扩散焊机结构示意图；

图2为本发明中铜铝两用型分子扩散焊机与电控模块连接示意图；

图3为本发明的控制系统示意图；

图4为本发明的显示模块示意图；

图5为本发明的控制系统电气连接示意图；

图6为本发明的控制模块连接示意图；

图7为本发明的控制方法流程示意图。

具体实施方式：

图中标号，标号1代表加压油箱，标号2代表加压油箱输出轴，标号3代表平行立柱，标号4代表支撑上梁，标号5代表支撑下梁，标号6代表活动支撑梁，标号7代表上焊接组件，标号71代表上焊接绝缘板，标号72代表上焊接垫板，标号73代表上焊接电极，标号74代表上焊接压板，标号75代表上焊接压头，标号8代表下焊接组件，标号81代表下焊接绝缘板，标号82代表下焊接垫板，标号83代表下焊接电极，标号84代表下焊接压板，标号85代表下焊接压头，标号9表示导向套，标号10代表温度测量仪，标号101代表可调支架，标号11代表连接端子，标号12代表压力调节阀，标号13代表电控模块，标号14代表变频器，标号21代表触摸屏，标号22代表电压显示单元，标号23代表电流显示单元，标号24代表上升按键，标号25代表下降按键，标号26代表加热按键，标号27代表停热按键，标号28代表急停按键，标号29代表报警模块，标号30代表功率调整旋钮。

下面结合附图和技术方案对本发明作进一步详细的说明，并通过优选的实施例详细说明本发明的实施方式，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例一，参见图1和2所示，一种铜铝两用型分子扩散焊机，包含加压油箱，设置在加压油箱上部的支撑机构，及与支撑机构连接的焊接机构，所述焊接机构包含上焊接组件和下焊接组件，支撑机构包含平行设置的支撑上梁、支撑下梁，及分别与支撑上梁和支撑下梁两端固定的平行立柱，支撑下梁与加压油箱上部固定，上焊接组件与支撑上梁固定，平行立柱上设置有活动支撑梁，下焊接组件与活动支撑梁固定，活动支撑梁底部与加压油箱输出轴固定，平行立柱上套装有导向套，活动支撑梁通过导向套与平行立柱滑动设置，活动支撑梁一端还垂直设有用于测量上焊接组件、下焊接组件工作时焊接处温度的温度测量仪；加压油箱上设置有压力调节阀和压力测量仪；上焊接组件、下焊接组件上分别设置有用于与电控模块电连接的连接端子；结构简单，设计新颖、合理，解决现有技术中焊接合格率低、不适合批量生产等缺陷，通过导向套与加压油箱的配合，控制更加精准，拆卸、更换、维护更加方便，有较好的社会推广价值和市场前景。

优选的，所述的温度测量仪为红外测温仪，红外测温仪通过可调支架与活动支撑梁一端固定；所述可调支架包含水平支架、竖直支架，水平支架一端与活动支撑梁固定，水平支架与活动支撑梁两者中心线在一条直线上，水平支架上设置有用于固定竖直支架的限位孔，竖直支架通过限位孔与水平支架垂直固定；通过可调支架实现温度测量仪的调节，实现焊接处温度数据的高精准测量，有效保证焊接过程的精准控制，满足高精准工件焊接加工的需求。

优选的，所述的上焊接组件包含依次平行叠加设置的上焊接绝缘板、上焊接垫板、上焊接电极、上焊接压板、上焊接压头，上焊接绝缘板与支撑上梁固定；所述的下焊接组件包含依次平行叠加设置的下焊接绝缘板、下焊接垫板、下焊接电极、下焊接压板、下焊接压头，下焊接绝缘板与活动支撑梁固定；上焊接电极上设置有上连接端子，下焊接电极上设置有下连接端子，所述的上连接端子、下连接端子、温度测量仪、压力调节阀、压力测量仪均与电控模块相电连接。焊接组件平行叠加设置，保证焊接压头的平整度，进一步保障工件焊接加工的高精度需求；通过在上、下焊接电极上设置连接端子，通过导线与电控模块的变频器连接，维护更加方便，更加安全可靠。

实施例二，参见图3~6所示，一种铜铝两用型分子扩散焊控制系统，包含控制模块，及与控制模块相连的显示模块，控制模块与电控模块相连，还包含用于采集实际温度及压力数据的信号采集模块，及上述的铜铝两用型分子扩散焊机，铜铝两用型分子扩散焊机的温度测量仪、压力测量仪分别与信号采集模块输入端相信号连接，信号采集模块输出端与控制模块输入端连接，控制模块输出端与上焊接组件、下焊接组件相电连接，实现分子扩散焊接的自动化控制，适合工件的大批量焊接加工生产。

上述的控制系统中，所述显示模块包含电压显示单元、电流显示单元、触摸屏单元和控制面板单元，控制面板单元包含上升按键、下降按键、加热按键、停热按键、急停按键、报警模块及功率调整旋钮。通过控制面板的上升按键、下降按键，实现对活动支撑梁的上下滑动；当放入工件后，上升加压，通过加热按键，开始加热；当加热进行时，通过停热按键，停止加热；在任何状态下，可以通过急停按键，停止一切动作，且急停按键通过软件控制，实现手动/自动焊接模式的切换，例如，可以设置按住急停按键，保持5s，来实现焊接模式切换；当工作过程中出现传感器或者设备故障，或缺水、超温等情况，报警模块通过蜂鸣器，实现警示提醒，通知工作人员进行相应维护作业，可通过软件设置，例如通过按急停按键，解除报警；在加热过程中，通过功率调整旋钮，顺时针旋转来实现变频器初级电压增加，最大可增加至电网电压，实现功率增加；通过逆时针旋转实现变频器初级电压减小，最小可至0，功率相应减小，通过旋转功率调整旋钮，来限制变频器加热功率，控制更加精准，自动化程度高。

优选的，触摸屏单元包含工艺参数预设模块、工艺参数保存模块、工艺参数调用模块、及整定模块，其中，工艺参数预设模块用于预先设定工艺序号，工艺对应的焊接步骤和焊接电压参数，及每个焊接步骤中的焊接参数；工艺参数保存模块用于对工艺参数预设模块中预先设定数据进行保存；工艺参数调用模块用于通过工艺序号调用工艺参数保存模块中保存的工艺；整定模块用于对工艺参数保存模块中保存的工艺数据进行修订；其中，焊接电压参数包含初始焊接电压及焊接工作电压，焊接参数包含焊接温度、焊接压力及焊接时间；通过预设焊接工艺等数据参数，对每条工艺数据进行保存，下次相同工件进行作业，可通过调用相应工艺，来实现工件的分子扩散焊接加工，提升分子扩散焊接作业的作业化流程，操作更加便捷。优选，控制模块为可编程控制器，控制精准。

实施例三，参见图7所示，一种铜铝两用型分子扩散焊控制方法，基于上述的铜铝两用型分子扩散焊控制系统，该控制方法的实现包含如下步骤：

步骤1、预先设定焊接工艺，焊接工艺对应点的焊接电压参数、焊接步骤，及焊接步骤所对应的焊接参数，并进行保存；

步骤2、根据待焊接工件类型，选取步骤1中所保存的焊接工艺，启动铜铝两用型分子扩散焊机，按照焊接工艺所对应的焊接步骤对待焊接工件进行焊接。

实现分子扩散焊接的高精密控制，通过调用保存的工艺参数数据，来控制工件的分子扩散焊接，使用更加便捷，设计合理，安全可靠，非常利于推广实施。

上述的控制方法中，焊接电压参数包含初始焊接电压及焊接工作电压；焊接参数包含焊接温度、焊接压力及焊接时间。优选的，待焊接工件材质为铜，或为铝。

通过对设定的分子扩散焊接工艺进行保存，下次进行相同工件焊接时，可直接通过调用相关工艺流程，来实现工件的分子扩散焊接。对不同焊接工件、不同材质工件，通过设定或修改工艺数据，来实现工件分子扩散焊接工艺的控制；自动化程度更高，实现更加稳定、可靠、便捷。

本发明并不局限于上述具体实施方式，本领域技术人员还可据此做出多种变化，但任何与本发明等同或者类似的变化都应涵盖在本发明权利要求的范围内。