機械聯(lián)動式熱電偶點焊的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及熱電偶點焊機，特別是機械聯(lián)動式熱電偶點焊機，包括焊機底座、用于通斷相應的充電電路的充電開關和用于通斷相應的焊接電路的焊接開關，所述焊接開關包括放電執(zhí)行部件，所述放電執(zhí)行部件包括沿設定的開合方向往復運動的熱電偶安裝部；所述充電開關包括動觸頭，所述動觸頭具有斷開工位、中間工位和閉合工位；所述熱電偶安裝部與動觸頭之間通過聯(lián)動機構傳動連接，所述熱電偶安裝部在所述聯(lián)動機構的作用下具有與動觸頭的斷開工位對應的導通工位，以及與動觸頭的中間工位和斷開工位對應的分離工位。上述機械聯(lián)動式熱電偶點焊機結(jié)構簡單，控制可靠，能夠大大降低現(xiàn)有熱電偶點焊機的成本，提高系統(tǒng)可靠性。
【專利說明】機械聯(lián)動式熱電偶點焊機

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及機械聯(lián)動式熱電偶點焊機。

【背景技術】
[0002]目前，對金屬試樣進行熱學-力學性能測試時，例如在Gleeble熱力物理模擬試驗機等熱力物理模擬實驗機上進行上述性能測試時，往往需要在金屬試樣上焊接熱電偶，以便在是試驗過程中實時測量金屬試樣的溫度。
[0003]現(xiàn)有的熱電偶點焊機包括焊機底座、熱電偶夾持結(jié)構、試樣夾持機構、電源、儲能裝置和相應的單片機控制系統(tǒng)，單片機控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)焊接電壓調(diào)節(jié)的功能和焊接控制開關的功能。其中焊接控制開關功能包括兩方面，一方面是通斷相應的充電電路，控制電源向儲能裝置充電，相當于充電開關；另一方面是通斷相應的焊接電路，控制儲能裝置釋放電能以實現(xiàn)焊接，相當于焊接開關。進行焊接操作時，首先把熱電偶和金屬試樣分別夾持到對應的夾持機構上，然后調(diào)節(jié)焊接電壓，按下焊接控制開關，就可以根據(jù)程序設定依次完成電源向儲能裝置的充電和儲能裝置的放電，利用儲能裝置放電時大電流穿過小積點時產(chǎn)生的熱效應熔接熱電偶和金屬試樣，完成焊接。但是，由于需要使用單片機進行控制，現(xiàn)有的熱電偶點焊機系統(tǒng)復雜，價格昂貴，而且相應電子器件的數(shù)值容易會發(fā)生漂移，致使系統(tǒng)不穩(wěn)定甚至失靈。
[0004]另外，現(xiàn)有的熱電偶點焊機均是直接將熱電偶與試驗材料焊接，試驗材料通常為鋼、鋁、銅等金屬材料，然而由于鋁、銅等散熱系數(shù)較大的金屬焊接時散熱較快，導致焊接面溫度較低，焊接應力大、潤濕狀況差，造成焊接困難。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種機械聯(lián)動式熱電偶點焊機，以解決現(xiàn)有熱電偶點焊機使用單片機進行控制存在的系統(tǒng)復雜、價格貴、系統(tǒng)不穩(wěn)定的問題。
[0006]本發(fā)明采用的技術方案是:機械聯(lián)動式熱電偶點焊機，包括焊機底座、用于通斷相應的充電電路的充電開關和用于通斷相應的焊接電路的焊接開關，所述焊接開關包括放電執(zhí)行部件，所述放電執(zhí)行部件包括沿設定的開合方向往復運動的熱電偶安裝部；所述充電開關包括動觸頭，所述動觸頭具有斷開工位、中間工位和閉合工位；所述熱電偶安裝部與動觸頭之間通過聯(lián)動機構傳動連接，所述熱電偶安裝部在所述聯(lián)動機構的作用下具有與動觸頭的斷開工位對應的導通工位，以及與動觸頭的中間工位和閉合工位對應的分離工位。
[0007]所述動觸頭為擺動式觸頭，所述聯(lián)動機構包括用于將所述熱電偶安裝部由導通工位起升至分離工位的開閘控制件。
[0008]所述開閘控制件包括往復移動設于焊機底座上的掛鉤，所述焊機底座上鉸接有擺臂，所述動觸頭固定在擺臂上，所述掛鉤與所述擺臂以正弦機構的形式傳動連接。
[0009]所述擺臂包括導套和導向移動裝配在導套內(nèi)的導桿，所述導套的上端鉸接在所述掛鉤上，所述導桿的下端鉸接在焊機底座上。
[0010]所述掛鉤是通過直線軸承往復移動設置在焊機底座上。
[0011]所述掛鉤與焊機底座之間設有用于使掛鉤保持在與所述動觸頭的中間工位對應的中間位置的復位彈簧。
[0012]所述放電執(zhí)行部件是懸臂式結(jié)構且懸伸的一端為可俯仰運動的俯仰端，所述熱電偶安裝部設置在所述俯仰端上。
[0013]所述放電執(zhí)行部件為一端固定在焊機底座上另一端懸伸的彈簧鋼片。
[0014]所述焊機底座上設有試樣預熱臺，所述試樣預熱臺上設有加熱元件和用于支撐金屬試樣的試樣支撐臺。
[0015]所述試樣預熱臺導向移動裝配在焊機底座上，所述焊機底座上設有與試樣預熱臺傳動連接而帶動試樣預熱臺往復運動的調(diào)節(jié)裝置。
[0016]本發(fā)明采用上述技術方案，所述焊接開關的放電執(zhí)行部件包括沿設定的開合方向往復運動的熱電偶安裝部，所述充電開關包括動觸頭，所述動觸頭具有閉合工位、斷開工位和中間工位，由于所述熱電偶安裝部在所述聯(lián)動機構的作用下具有與動觸頭的斷開工位對應的導通工位，以及與動觸頭的中間工位和閉合工位對應的分離工位，因此，在動觸頭處于閉合工位，即充電開關閉合時，相應電源能夠?qū)δ苎b置充電，此時熱電偶安裝部是在分離工位，焊接電路斷開；充電完成后，在動觸頭處于斷開工位，即充電開關斷開時，熱電偶安裝部能夠運動到導通工位，使熱電偶與金屬試樣接觸，實現(xiàn)焊接電路的導通，進而實現(xiàn)焊接，整個過程僅需控制充電開關或焊接開關即可依靠聯(lián)動機構實現(xiàn)斷開充電電路和打開焊接開關的協(xié)調(diào)動作，與現(xiàn)有技術中使用單片機進行控制相比，結(jié)構簡單，控制可靠，能夠大大降低現(xiàn)有熱電偶點焊機的成本，提高系統(tǒng)可靠性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明機械聯(lián)動式熱電偶點焊機的一個實施例的主視圖；
圖2是圖1的側(cè)視圖；
圖3是圖1中聯(lián)動機構的立體結(jié)構示意圖；
圖4是機械聯(lián)動式熱電偶點焊機的焊接電路原理圖；
圖5是機械聯(lián)動式熱電偶點焊機中試樣預熱臺的立體結(jié)構示意圖；
圖6是圖5中試樣預熱臺的主視圖；
圖7是圖6的俯視圖。

【具體實施方式】
[0018]本發(fā)明機械聯(lián)動式熱電偶點焊機的一個實施例如圖f圖7所示，包括焊機底座1、焊接電路控制器2、充電開關3和試樣預熱臺4。
[0019]焊機底座I包括底板101、固定在底板101上的立板102和設置在立板102上的調(diào)整板103，立板102上設有豎直導向長孔1021，調(diào)整板103通過調(diào)節(jié)螺栓104裝配在豎直導向長孔1021內(nèi)并可沿豎直導向長孔1021上下移動，實現(xiàn)固定位置的調(diào)整，適應金屬試樣5的不同尺寸。底板101上設有與底板101平行的導向桿10，導向桿10上導向移動裝配有預熱臺底座61，預熱臺底座61上固定有支撐臺62，支撐臺62上設有供試樣預熱臺4支撐放置的V形卡槽621，V形卡槽621的槽壁上設有隔熱絕緣片622，用于避免熱量散失和在支撐臺62與試樣預熱臺4之間起到絕緣作用。底板101上還裝配有螺桿63，作為調(diào)節(jié)裝置，螺桿63末端與預熱臺底座61傳動連接，旋動螺桿63即可帶動預熱臺底座61、支撐臺62和試樣預熱臺4沿導向桿10前后移動，使熱電偶7與金屬試樣5在前后方向上對正。
[0020]調(diào)整板103上懸伸固定有兩片彈簧鋼片105，兩片彈簧鋼片105之間于遠離立板102的一端固定有熱電偶夾具106，構成用于裝夾絲狀的熱電偶7的熱電偶安裝部。熱電偶夾具106的結(jié)構與現(xiàn)有技術相同，此處不再具體說明。由于彈簧鋼片105為彈性件，其固定有熱電偶夾具106的一端形成俯仰端，能夠在熱電偶夾具106和熱電偶7自重的作用下向下運動，或者受到向上的作用力時向上運動。調(diào)整板103左右方向的中部設有長孔，長孔內(nèi)通過直線軸承8導向移動裝配有掛鉤12 ;處于上方的彈簧鋼片105上設有與掛鉤12的往復運動行程對應的開孔，使掛鉤12的鉤部能夠伸到該彈簧鋼片105的下方。
[0021]充電開關3設置在焊機底座I的右側(cè)，對應于圖中的開關S，包括動觸頭(對應圖中的K)和靜觸頭(對應圖中的S1);該側(cè)的底板101上鉸接有擺臂9，動觸頭與擺臂9成L形固定，形成擺動式觸頭。所述擺臂9包括導套91和導向移動裝配在導套91內(nèi)的導桿92，擺臂9通過導桿92鉸接在底座上，掛鉤12上固定有連桿93，所述導套91的上端與連桿93鉸接，從而與掛鉤12形成正弦機構。該正弦機構將熱電偶安裝部與動觸頭傳動連接起來，作為聯(lián)動機構，當掛鉤12沿直線軸承8前后往復移動時，擺臂9能夠繞底部的鉸接點前后擺動，同時帶動動觸頭動作與靜觸頭導通或斷開。
[0022]動觸頭在其由前向后的擺動行程上依次具有與相應的靜觸頭導通的閉合工位a、與靜觸頭分離一段設定距離的中間工位b和繼續(xù)移動一段設定距離后的斷開工位C。掛鉤12構成開閘控制件，當動觸頭處于閉合工位而使充電電路接通時，掛鉤12的鉤部能夠在聯(lián)動機構的作用下運動到彈簧鋼片105上開孔的前端，并向上鉤住彈簧鋼片105，使熱電偶夾具106上的熱電偶7與試樣預熱臺4上的金屬試樣5分離，處于分離工位；當動觸頭處于中間工位時，充電電路斷開，掛鉤12運動到中間位置，仍向上鉤住彈簧鋼片105，熱電偶夾具106仍處于分離工位；當動觸頭處于斷開工位時，掛鉤12的鉤部釋放彈簧鋼片105，彈簧鋼片105在熱電偶夾具106和熱電偶7自重的作用下，其俯仰端向下運動，熱電偶7接觸到下方的金屬試樣5，此時熱電偶夾具106處于導通工位。
[0023]上述熱電偶安裝部、彈簧鋼片105構成放電執(zhí)行部件，作為焊接開關的一部分，與金屬試樣5配合實現(xiàn)焊接電路的接通與斷開。為便于操作，所述掛鉤12與焊機底座I之間設有用于使掛鉤12保持在與所述動觸頭的中間工位對應的中間位置的復位彈簧11。
[0024]試樣預熱臺4為臺階狀回轉(zhuǎn)體結(jié)構，外徑較小部分的外周面上繞設有電熱絲41，外徑較大的部分設有半圓形定位槽42,構成試樣支撐臺。電熱絲41與預熱溫度控制器43連接，用于精確地將預熱溫度控制在設定值；相應的金屬試樣5放置到該半圓形定位槽42中，能夠獲得更均勻的加熱效果；另外，試樣預熱臺4上設有貫穿軸線的通孔44，能夠起到更好的散熱效果。
[0025]使用時，分別將金屬試樣5和絲狀的熱電偶7安裝到試樣預熱臺4和熱電偶夾具106上，掛鉤12在復位彈簧11的作用下處于中間位置，限制彈簧鋼片105下落；動觸頭在聯(lián)動機構作用下處于中間工位，與靜觸頭分離。調(diào)整螺桿63，使熱電偶7處于金屬試樣5焊點的正上方并與金屬試樣5分離，在預熱溫度控制器43上設定預熱溫度，并打開加熱開關，金屬試樣5被快速加熱到所需溫度。然后，將掛鉤12向彈簧鋼片105前方推動，在聯(lián)動機構作用下，擺臂9向前擺動，動觸頭與靜觸頭結(jié)合，相應的充電電路接通，電源(圖4中的DC)向作為儲能裝置的電容(圖4中的C)充電f 3秒，此時掛鉤12仍限制彈簧鋼片105下落；完成充電后，快速將掛鉤12向彈簧鋼片105后方推動，動觸頭與靜觸頭分離，斷開充電電路，掛鉤12將彈簧鋼片105釋放，彈簧鋼片105前端的熱電偶安裝部在熱電偶夾具106和熱電偶7自重的作用下向下運動，熱電偶7與試樣接觸瞬間焊接電路接通，電容釋放電能，利用大電流穿過小積點時產(chǎn)生的熱效應熔接熱電偶7和已預熱的金屬試樣5，實現(xiàn)焊接，能夠有效提高熱電偶7與銅、鋁等散熱系數(shù)較大的合金的焊接性能。電容中的剩余電量能夠通過圖4中右側(cè)的并聯(lián)電阻R放掉。
[0026]在上述實施例中，動觸頭為擺動式觸頭，聯(lián)動機構為正弦機構的形式，在本發(fā)明的其他實施例中，動觸頭也可以替換成其他形式，例如采用插接形式的動觸頭，只要在動觸頭由斷開工位向閉合工位的運動行程中設置處于斷開狀態(tài)的中間工位即可，此時可將靜觸頭設置在掛鉤12的前方，將動觸頭與掛鉤12固定，對應的聯(lián)動機構即動觸頭與掛鉤12之間的固定結(jié)構。另外，上述實施例中作為開閘控制件的掛鉤12也可以替換成其他形式，例如在彈簧鋼片105下方設置與擺動式觸頭聯(lián)動的凸輪，依靠凸輪的頂升和釋放實現(xiàn)彈簧鋼片105的俯仰；而彈簧鋼片105也可以替換成其他結(jié)構形式，例如后端鉸接在焊機底座I上的剛性桿，同樣能夠與對應的開閘控制件配合實現(xiàn)對熱電偶安裝部的控制。再者，在其他實施例中，試樣預熱臺4也可以替換成現(xiàn)有的不帶預熱功能的試樣臺，帶有預熱功能時,其加熱形式可以采用其他形式，例如非接觸式的輻射加熱，而其上的試樣支撐臺也可以是半圓形定位槽42之外的其他形式，例如根據(jù)試樣的形狀設置成矩形定位槽或者平板結(jié)構的支撐臺。
【權利要求】
1.機械聯(lián)動式熱電偶點焊機，包括焊機底座、用于通斷相應的充電電路的充電開關和用于通斷相應的焊接電路的焊接開關，其特征在于:所述焊接開關包括放電執(zhí)行部件，所述放電執(zhí)行部件包括沿設定的開合方向往復運動的熱電偶安裝部；所述充電開關包括動觸頭，所述動觸頭具有斷開工位、中間工位和閉合工位；所述熱電偶安裝部與動觸頭之間通過聯(lián)動機構傳動連接，所述熱電偶安裝部在所述聯(lián)動機構的作用下具有與動觸頭的斷開工位對應的導通工位，以及與動觸頭的中間工位和閉合工位對應的分離工位。
2.根據(jù)權利要求1所述的機械聯(lián)動式熱電偶點焊機，其特征在于:所述動觸頭為擺動式觸頭，所述聯(lián)動機構包括用于將所述熱電偶安裝部由導通工位起升至分離工位的開閘控制件。
3.根據(jù)權利要求2所述的機械聯(lián)動式熱電偶點焊機，其特征在于:所述開閘控制件包括往復移動設于焊機底座上的掛鉤，所述焊機底座上鉸接有擺臂，所述動觸頭固定在擺臂上，所述掛鉤與所述擺臂以正弦機構的形式傳動連接。
4.根據(jù)權利要求3所述的機械聯(lián)動式熱電偶點焊機，其特征在于:所述擺臂包括導套和導向移動裝配在導套內(nèi)的導桿，所述導套的上端鉸接在所述掛鉤上，所述導桿的下端鉸接在焊機底座上。
5.根據(jù)權利要求3或4所述的機械聯(lián)動式熱電偶點焊機，其特征在于:所述掛鉤是通過直線軸承往復移動設置在焊機底座上。
6.根據(jù)權利要求3或4所述的機械聯(lián)動式熱電偶點焊機，其特征在于:所述掛鉤與焊機底座之間設有用于使掛鉤保持在與所述動觸頭的中間工位對應的中間位置的復位彈簧。
7.根據(jù)權利要求1一4中的任意一項所述的機械聯(lián)動式熱電偶點焊機，其特征在于:所述放電執(zhí)行部件是懸臂式結(jié)構且懸伸的一端為可俯仰運動的俯仰端，所述熱電偶安裝部設置在所述俯仰端上。
8.根據(jù)權利要求7所述的機械聯(lián)動式熱電偶點焊機，其特征在于:所述放電執(zhí)行部件為一端固定在焊機底座上另一端懸伸的彈簧鋼片。
9.根據(jù)權利要求1一4中的任意一項所述的機械聯(lián)動式熱電偶點焊機，其特征在于:所述焊機底座上設有試樣預熱臺，所述試樣預熱臺上設有加熱元件和用于支撐金屬試樣的試樣支撐臺。
10.根據(jù)權利要求9所述的機械聯(lián)動式熱電偶點焊機，其特征在于:所述試樣預熱臺導向移動裝配在焊機底座上，所述焊機底座上設有與試樣預熱臺傳動連接而帶動試樣預熱臺往復運動的調(diào)節(jié)裝置。
【文檔編號】B23K11/24GK104289803SQ201410064015
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年2月25日 優(yōu)先權日:2014年2月25日
【發(fā)明者】周旭東, 王輝, 劉香茹, 趙鵬舉, 李言 申請人:河南科技大學