高频感应钎焊装置论文和设计-夏湘成

全文摘要

本实用新型涉及钎焊技术领域，公开了一种高频感应钎焊装置，用于将第一金属件与第二金属件钎焊在一起，所述第一金属件与所述第二金属件为不同种类的金属，该高频感应钎焊装置包括两个高频加热电源以及分别与两个所述高频加热电源连接的两个高频感应线圈；两个所述高频感应线圈设置成分别对应于所述第一金属件与所述第二金属件的钎焊部位。通过两个高频感应线圈分别对两种金属件进行感应加热，使得第一金属件和第二金属件能够同时到达钎焊温度。

主设计要求

1.一种高频感应钎焊装置，用于将第一金属件与第二金属件钎焊在一起，所述第一金属件与所述第二金属件为不同种类的金属，其特征在于，包括两个高频加热电源以及分别与两个所述高频加热电源连接的两个高频感应线圈；两个所述高频感应线圈设置成分别对应于所述第一金属件与所述第二金属件的钎焊部位。

设计方案

2.如权利要求1所述的高频感应钎焊装置，其特征在于，两个所述高频感应线圈的圈口相对，且两个所述高频感应线圈的中心线重合。

3.如权利要求1所述的高频感应钎焊装置，其特征在于，还包括工作平台，两个所述高频加热电源分别设置在所述工作平台上。

4.如权利要求3所述的高频感应钎焊装置，其特征在于，还包括两个定位部件，两个所述定位部件设置于所述工作平台上并分别将所述第一金属件与所述第二金属件定位成穿过对应的所述高频感应线圈。

5.如权利要求1-4中的任一项所述的高频感应钎焊装置，其特征在于，所述第一金属件与所述第二金属件中的一方在钎焊部位处扩径而能够容纳另一方。

6.如权利要求1-4中的任一项所述的高频感应钎焊装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与两个所述高频加热电源之间电连接或通信连接，分别控制流过两个所述高频感应线圈的电流。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及钎焊技术领域，特别涉及一种高频感应钎焊装置。

背景技术

高频感应加热设备是一种常用的加热设备，应用于钎焊，是利用导体在高频磁场作用下产生的感应电流(涡流损耗)、以及导体内磁场的作用磁滞损耗引起导体自身发热而进行加热的。相对于火焰加热，高频感应加热具有加热速度快，能耗低、对作业环境影响小等特点。

钎焊是指低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使金属连接的焊接方法。钎焊时，首先要去除母材接触面上的氧化膜和油污，以利于毛细管在钎料熔化后发挥作用，增加钎料的润湿性和毛细流动性。如图1所示，现有技术公开有将高频感应加热设备用于加热钎料和焊件，以实现金属焊接的技术方案。包括高频加热电源100、控制高频加热电源100的控制器101、与高频加热电源100连接的高频感应线圈200、第一金属件夹具300和第二金属件夹具400，第一金属件夹具300夹持住第一金属件500并使得第一金属件500套入高频感应线圈200，第二金属件夹具400夹住第二金属件600并使得第二金属件600套入高频感应线圈200，第一金属件500和第二金属件600接触的位置位于高频感应线圈200中，控制器101控制高频加热电源100对高频感应线圈200输入电流，从而对第一金属件500和第二金属件600进行加热，同时在第一金属件500和第二金属件600接触的位置处设置有钎料(未示出)，当钎料熔化成液体后通过毛细作用力进入第一金属件500和第二金属件600的缝隙中，完成金属焊接。

而对于现有的高频感应加热技术，尤其是使用一台高频感应加热设备对两种不同金属件进行加热钎焊时，由于各金属件的磁性不同，钎焊时各个金属部分加热升温速度不一样，不能实现不同种类的金属在钎焊时同时达到钎焊温度的理想效果，无法得到合格的焊接头。

实用新型内容

本实用新型为了解决上述技术问题而提出，目的在于提供一种高频感应钎焊装置。根据本实用新型，可以实现两种不同材质的金属件能够同时达到钎焊温度。

具体来说，本实用新型提供了一种高频感应钎焊装置，用于将第一金属件与第二金属件钎焊在一起，所述第一金属件与所述第二金属件为不同种类的金属，包括两个高频加热电源以及分别与两个所述高频加热电源连接的两个高频感应线圈；两个所述高频感应线圈设置成分别对应于所述第一金属件与所述第二金属件的钎焊部位。

相较于现有技术而言，本实用新型提供的高频感应钎焊装置主要针对两种不同金属件之间的钎焊，设置两个高频感应线圈以及与该两个高频感应线圈分别连接的两个高频加热电源，利用两个高频感应线圈分别对两种金属件进行感应加热，使得两种金属件能够同时到达钎焊温度并进行后续的钎焊工作。

另外，作为优选，两个所述高频感应线圈的圈口相对，且两个所述高频感应线圈的中心线重合。

两个高频感应线圈的圈口相对和中心线重合是为了保证置于其中的两个对应的金属件在穿过对应的高频感应线圈后能够靠近并准确对接，保证了金属件后续的焊接精度。

进一步地，作为优选，还包括工作平台，两个所述高频加热电源分别设置在所述工作平台上。还包括两个定位部件，两个所述定位部件设置于所述工作平台并分别将所述第一金属件与所述第二金属件定位成穿过对应的所述高频感应线圈。

工作平台可以是结构简易的且具有可与高频加热电源、定位部件连接的安装结构的框架平台，高频加热电源、定位部件都安装在工作平台中，定位部件用于抓取并固定住金属件，金属件穿过高频感应线圈，高频加热电源控制高频感应线圈对位于其中的金属件进行加热，并使得金属件达到钎焊温度。

进一步地，作为优选，所述第一金属件与所述第二金属件中的一方在钎焊部位处扩径而能够容纳另一方。

用于钎焊的第一金属件和第二金属件的尺寸应为不同尺寸，第一金属件与第二金属件中的一方在钎焊部位处扩径而能够容纳另一方,并在两金属件之间设置有焊圈，高频感应线圈在对第一金属件、第二金属件加热的过程中，两金属件的温度升高，当升高至到达钎焊时用到的焊圈的熔点时，两金属件的接触面之间的缝隙被熔化后的焊圈填充，尺寸较小的金属件被牢固焊接于尺寸较大的金属件中。

另外，作为优选，还包括控制器，所述控制器与两个所述高频加热电源之间电连接或通信连接，可以分别控制流过两个所述高频感应线圈的电流。

控制器用于控制两个高频加热电源，且由于两个金属件的材质不同，控制器控制两个高频感应线圈中的电流量也不同。例如，第一金属件是抗磁性金属，则感应加热升温速度慢，第二金属件是顺磁性金属，则感应加热升温速度快，控制器可以针对第一金属件和第二金属件各自金属的磁性特点，分别控制两个金属件对应的高频感应线圈中的电流量，以控制第一金属件和第二金属件的升温速度，以实现同时达到钎焊温度的理想效果。

又或者例如，第一金属件是弱顺磁性金属，则感应加热升温速度慢，第二金属件是强顺磁性金属，则感应加热升温速度快，控制器可以针对第一金属件和第二金属件各自金属的磁性特点，分别控制两个金属件对应的高频感应线圈中的电流量，以控制第一金属件和第二金属件的升温速度，以实现同时达到钎焊温度的理想效果。

当然，控制器也可以分别控制两个高频加热电源的启动时机、启停次数、各自对应的高频感应线圈通电时间长短等，来同样控制第一金属件和第二金属件各自的升温速度，以实现同时达到钎焊温度的技术效果。

附图说明

图1是现有技术中的高频感应钎焊装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施方式中高频感应钎焊装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施方式中第一金属件、第二金属件、焊圈的结构示意图。

附图标记说明：

1、第一高频加热电源；2、第二高频加热电源；3、第一高频感应线圈；4、第二高频感应线圈；5、第一金属件；51、第一金属件钎焊部位；6、第二金属件；61、第二金属件钎焊部位；7、第一定位部件；8、第二定位部件；9、工作平台；10、控制器；11、焊圈；12、沉孔；62、台阶面；71、第一定位部件安装位；81、第二定位部件安装位；100、高频加热电源；101、控制器；200、高频感应线圈；300、第一金属件夹具；400、第二金属件夹具；500、第一金属件；600、第二金属件。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型进行进一步的详细说明。附图中示意性地简化示出了的结构等。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施方式一

参见图2所示，图2是本实用新型的高频感应钎焊装置的结构示意图。本实用新型的第一实施方式提供了一种高频感应钎焊装置，用于将第一金属件5与第二金属件6钎焊在一起，第一金属件5与第二金属件6为不同种类的金属，例如第一金属件5的材质可以是铜，第二金属件6的材质可以是铁，或者第一金属件5的材质是不锈钢，第二金属件6的材质是铁。本使用新型的高频感应钎焊装置还包括两个高频加热电源(第一高频加热电源1和第二高频加热电源2)以及分别与第一高频加热电源1和第二高频加热电源2连接的两个高频感应线圈(第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4)；第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4设置成分别对应于第一金属件5与第二金属件6的钎焊部位(第一金属件钎焊部位51和第二金属件钎焊部位61)，在本实施方式中，具体设置为分别对应围绕第一金属件5与第二金属件6的钎焊部位。

具体而言，本实施例的高频感应钎焊装置包括两组高频加热装置：

第一组高频加热装置包括第一高频加热电源1、与第一高频加热电源1连接的第一高频感应线圈3和位于第一高频感应线圈3上方的第一定位部件7，第一定位部件7将第一金属件5固定并定位成其穿过第一高频感应线圈3，且使得第一金属件5的钎焊部位即第一金属钎焊部位51对应于第一高频感应线圈3。

第二组高频加热装置包括第二高频加热电源2、与第二高频加热电源2连接的第二高频感应线圈4和位于第二高频感应线圈4下方的第二定位部件8，第二定位部件8将第二金属件6固定并定位成其穿过第二高频感应线圈4，且使得第二金属件6的钎焊部位即第二金属钎焊部位61对应于第二高频感应线圈4。

第一高频加热电源1、第二高频加热电源2、第一定位部件7和第二定位部件8都安装在工作平台9中，本实施例中的工作平台9是本领域技术人员可以理解的框架结构平台，工作平台9上具有供第一和第二高频加热电源1、2和第一定位部件7和第二定位部件8安装的安装位(包括第一定位部件安装位71和第二定位部件安装位81，第一定位部件安装位71用于固定安装第一定位部件7，第二定位部件安装位81用于固定安装第二定位部件8)即可，当然在其他实施例中，可以根据具体的装配方式、要求、情况制作专门的工作平台9。

本实施例中，被第一定位部件7和第二定位部件8所固定的第一金属件5和第二金属件6是以上下对置的方式设置于工作平台9的，在其他实施例中也可以不受此限，将第一定位部件7和第二定位部件8配置为使得第一金属件5和第二金属件6以左右对置的方式设置在工作平台9中。

第一高频加热电源1、第二高频加热电源2、第一定位部件7和第二定位部件8在工作平台上的安装位置理论上可随意调节，只需满足在第一定位部件7和第二定位部件8分别夹持第一金属件5与第二金属件6时、第一金属件5与第二金属件6能够准确地穿过对应的第一和第二高频感应线圈3、4，且第一金属件5的钎焊部位即第一金属钎焊部位51、以及第二金属件6的钎焊部位即第二金属钎焊部位61分别定位在对应于第一高频感应线圈3以及第二高频感应线圈4的位置即可。优选地如图2中所示，第一定位部件7、第二定位部件8分别夹持第一金属件5与第二金属件6的夹持位置与第一高频感应线圈3、第二高频感应线圈4的圈口在竖直方向上分别保持对应，便于在第一定位部件7和第二定位部件8夹持第一金属件5与第二金属件6时，第一金属件5与第二金属件6可以分别顺利地穿过第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4，保证第一金属件5与第二金属件6在预定的钎焊位置准确相接。

相较于现有技术而言，本实用新型提供的高频感应钎焊装置主要针对两种不同金属件之间的钎焊，本实施例的高频感应钎焊装置的工作原理说明如下：

本实施例中，因为分别对应于第一金属件5和第二金属件6设置有第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4，所以可通过第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4对第一金属件5和第二金属件6分别进行感应加热，第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4中的电流分别由第一高频加热电源1和第二高频加热电源2控制，当第一金属件5和第二金属件6的材质不同。

例如，第一金属件5是抗磁性金属，则感应加热升温速度慢，第二金属件6是顺磁性金属，则感应加热升温速度快，控制器10可以针对第一金属件5和第二金属件6各自金属的磁性特点，分别控制两个金属件对应的高频感应线圈中的电流量，以控制第一金属件5和第二金属件6的升温速度，以实现同时达到钎焊温度的理想效果。

但是，由于自然界的金属其实质都是具有磁性的，只是各种金属显示出的磁性有强有弱而已，抗磁性金属属于极端例子，而顺磁性金属又包括弱顺磁性金属和强顺磁性金属。因此，在此不做抗磁性金属和顺磁性金属的举例说明。但本领域技术人员应当能够理解的是，抗磁性金属在高频感应线圈中的感应加热升温速度小于顺磁性金属在高频感应线圈中的感应加热升温速度。因此，控制器可以针对作为抗磁性金属的第一金属件和作为顺磁性金属的第二金属件各自金属的磁性特点，分别控制两个金属件对应的高频感应线圈中的电流量，以控制第一金属件和第二金属件的升温速度，以实现同时达到钎焊温度的理想效果。

又或者例如，第一金属件5是弱顺磁性金属(此处以铜为例)，则感应加热升温速度慢，第二金属件6是强顺磁性金属(此处以铁为例)，则感应加热升温速度快，控制器可以针对第一金属件和第二金属件各自金属的磁性特点，分别控制两个金属件对应的高频感应线圈中的电流量，以控制第一金属件和第二金属件的升温速度，以实现同时达到钎焊温度的理想效果。

当第一金属件5的材质是铜，第二金属件6的材质是铁时，因为铜是弱顺磁性金属而具备较低的磁性，所以在第一高频感应线圈3所建立的交变磁场的作用下，升温速度较慢，而铁相对于铜是强顺磁性金属而具有强顺磁性，所以在在第二高频感应线圈4所建立的交变磁场的作用下，升温速度较快。如果第一高频加热电源1和第二高频加热电源2的工作条件相同，则会导致第一金属件5和第二金属件6到达钎焊温度的时间有先后，影响到焊料在温度较低的金属件表面的扩散效果，从而影响到钎焊质量。或者出现升温速率较低的第一金属件5到达钎焊温度时，升温速率较高的第二金属件6的部分已经到达熔点等问题。

因而本实施例中，可以将通过第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4中的电流调整为不同的值，例如第一高频感应线圈3的电流值大于第二高频感应线圈4的电流值，以提高第一金属件5的升温速率，这样便可实现第一金属件5和第二金属件6同时达到钎焊温度。第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4中通过的电流的大小以及加热的时间长短均通过控制器(未示出)计算控制，通过控制器的精确计算可以根据第一金属件5和第二金属件6的材料特性，分别控制给予第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4精确的电流以及精确的加热时间，最终保证第一金属件5和第二金属件6同时达到钎焊温度。

第一高频加热电源1和第二高频加热电源2的感应电流大小、启动时机、加热时间、启动次数可以通过控制器进行独立设置，本实施例的高频感应钎焊装置结构简单，操作方便，并且钎焊的质量高，具有较大的实用价值。

另外，作为优选，第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4的圈口相对，且第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4的中心线重合(如图1所示)。

第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4的圈口相对和中心线重合是为了保证置于其中的两个对应的第一金属件5与第二金属件6在穿过对应的第一和第二高频感应线圈3、4后能够靠近并准确对接，保证了第一金属件5和第二金属件6后续的焊接精度。

参见图3所示，进一步地，作为优选，第一金属件5与第二金属件6中的一方在钎焊部位处扩径而能够容纳另一方。在本实施方式中，第二金属件6在钎焊部位处扩径而能够容纳第一金属件5。具体来说，第二金属件6具有一个沉孔12，沉孔12的直径大于第一金属件5的直径，第一金属件5能够插入沉孔12中。进一步地，在第一金属件5、第二金属件6被夹持前，将用于钎焊的焊圈11套设在第一金属件5上，焊圈11与第二金属件6的台阶面62接触，焊圈11的内径大于第一金属件5的直径且设定为能够在放置于台阶面62。

另外，作为优选，还包括控制器10，控制器10与第一高频加热电源1和第二高频加热电源2之间电连接或通信连接，控制流过第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4的电流。

控制器10用于控制第一高频加热电源1和第二高频加热电源2，且由于两个第一金属件5与第二金属件6的材质不同，控制器10控制第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4中的电流量也不同。例如，第一金属件5是抗磁性或顺磁性金属，则感应加热升温速度慢，第二金属件6是强磁性金属，则感应加热升温速度快，控制器10控制第一金属件5与第二金属件6对应的高频感应线圈中的电流量是不同的。

请继续参见图2和图3所示，本实施方式中的高频感应钎焊装置的工作方法如下：

首先，将焊圈11放置在第二金属件6的台阶面62上，并将第二金属件6固定安装在第二定位部件8中，将第一金属件5依次插入焊圈11、第二金属件6的沉孔12中，并将第一金属件5固定安装在第一定位部件7中。至此，第一金属件5、第二金属件6、焊圈11安装完毕。

然后，控制器10控制第一高频加热电源1和第二高频加热电源2对第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4进行电流输入，由于第一金属件5和第二金属件6的材质不同，因此两者的加热升温速度是不同的，所以第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4中流入的电流量应当调整为不同的值。第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4中通过的电流的大小以及加热的时间长短均通过控制器(未示出)计算控制，通过控制器的精确计算，可以控制给予第一高频感应线圈3和第二高频感应线圈4各自精确的电流以及精确的加热时间，最终保证第一金属件5和第二金属件6同时或者较短时间差内达到钎焊温度。

最后，当通过不同的电流量感应加热的第一金属件5和第二金属件6同时到达一定的共同的温度时，该温度达到焊圈11的熔点，焊圈11被熔化成液体，熔化后的液体状焊料流入沉孔12并借助毛细作用填充第一金属件5和第二金属件6的缝隙。控制器10适时断开第一高频加热电源1和第二高频加热电源2，第一金属件5和第二金属件6停止被加热。最终在第一金属件5和第二金属件6冷却过程中，焊圈11的焊料重新凝固并将第一金属件5和第二金属件6牢固地焊接在一起。

另外，本实施例仅以两种不同材质的金属件作说明，当需要钎焊的金属件种类为三种甚至更多时，可对应的采取三组或更多组的加热装置进行感应加热钎焊，高频加热电源、高频感应线圈和定位部件的安装位置可做针对性的调整，只需保证三个或以上的高频感应线圈的圈口位置相互对应，使得穿过高频感应线圈的金属件之间均可靠近或接触，方便进行后续的感应加热钎焊即可。

对于本领域技术人员来说，在本实用新型技术思想的范围内能够根据需要而对于上述控制方法的各个步骤进行删减或者顺序调整。

本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本实用新型的精神和范围。

设计图

高频感应钎焊装置论文和设计

高频感应钎焊装置论文和设计-夏湘成

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