[發(fā)明專利]玻璃與金屬焊接夾具

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910030762.5
• 申請日: 2009-04-15
• 公開（公告）號: CN101537555A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設計）人: 凌祥;董為勇
• 申請（專利權）人: 南京工業(yè)大學
• 主分類號: B23K37/04
• 分類號: B23K37/04
• 代理公司: 南京知識律師事務所
• 代理人: 樊文紅

技術領域

本發(fā)明涉及一種夾具，具體涉及一種玻璃與金屬焊接的夾具。

背景技術

在太陽能集熱器的玻璃與金屬封裝領域中涉及到高溫焊接，這類焊接中所用到的焊接夾具需要有耐高溫性、耐高壓性、抗腐蝕性、加工性和延性。現有的焊接夾具包括上、下模和設在上、下模之間的兩層石墨墊，所述上、下模和石墨墊上設有螺孔，和螺孔相應的螺栓將上、下模和石墨墊連接在一起，螺母在螺栓的兩端固定上、下模和石墨墊，所述上、下模由高溫合金制成，這種夾具具有耐高溫和耐高壓的優(yōu)點，但在管狀玻璃與金屬焊接過程中達不到完全受壓，影響了焊接質量。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對上述問題，對焊接夾具進行改進，提出一種高溫焊接夾具，該夾具尤其適用于管狀玻璃與金屬的焊接，提高了管狀玻璃與金屬焊接夾具的夾持質量、強度、持久壽命及焊接過程中焊接壓力的給予。

本發(fā)明的技術方案是：玻璃與金屬焊接夾具，包括高溫合金制成的上、下模和石墨墊，石墨墊設在上、下模之間，所述上、下模上設有螺孔，螺孔內設有螺栓，螺栓將上模和下模連接在一起，螺母設在螺栓的兩端，在螺母與上模或下模端面之間的螺栓上設有彈簧，所述石墨墊為錐形。

本發(fā)明中石墨墊采用錐形高純石墨，在焊接件焊接過程中，石墨墊的一端與管狀玻璃受壓端接觸，并嵌入管狀焊接件內，在焊接封裝時通過其錐形結構與焊接件形成緊配合，通過上、下模的施壓使其對焊接件形成完全壓力，壓力越大與焊接件配合越緊密，達到高溫焊接時焊接件間隙的要求。錐形石墨墊的錐形角度基本上根據玻璃焊件的尺寸制作，角度范圍為1°～4°。錐形石墨墊與錐形的玻璃焊接件的錐形角度差最好小于0.1°，且石墨墊錐形長度大于20mm，盡可能增加焊接的接觸面積，增加焊接的成功率。

所述高溫合金制成的上、下模采用鎳基高溫合金，由于鎳基高溫合金使用溫度范圍高，具有在使用溫度下有較高的強度，優(yōu)良的抗氧化合抗腐蝕性，是應用最廣泛的高溫合金。

所述彈簧由高溫合金制成；主要用于防止焊接后由于釬料熔化造成焊接件總體產生高度變化，使螺栓螺母固定產生的預緊力消失。所述彈簧的選擇：根據所需要的螺栓預緊力確定其所需要的彈力，螺栓預緊力由公式Qp≈T0.2d]]>確定，其中Q_p為預緊力，T為扭矩，d為螺紋外徑。再按彈簧的彈力公式確定彈簧的尺寸，即：在彈性限度內，彈簧的彈力和彈簧的形變量(伸長或壓縮值)成正比。寫作：F＝k·x，其中F表示彈簧的彈力；x是彈簧伸長或縮短的長度，x＝x’-x₀或x＝x₀-x’。x’為變形后的彈簧，x₀為彈簧初始長度；k為彈簧的勁度系數。

采用本發(fā)明，可以獲得具有強度高、夾持質量好及使用壽命高等特性的焊接夾具，保證了管狀玻璃與金屬的高溫焊接質量，整體成本較低。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例1的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對發(fā)明作進一步說明。

參照附圖1，一種焊接夾具，包括鎳基高溫合金制成的上模3、下模8和石墨墊4，石墨墊4設在上、下模3、8之間，上、下模上設有螺孔，螺孔內設有螺栓7，將上模3和下模8連接在一起，螺母1設在螺栓的上端，在螺母1與上模4上端面之間的螺栓上設有彈簧2，石墨墊4為錐形。

本實施例中，上模3和下模8：按制所需要焊接部件的長度確定尺寸，一般厚度為5mm；上、下模有鑄造的，也有焊接的。為防止夾具在高溫下變形，增加模具剛性，下模通常是一個整塊的并有長方形“井”字骨架結構。

石墨墊4的選擇：按照焊接件尺寸確定尺寸，一是為了在夾具安裝時起防止夾具與焊接件有直接的剛性接觸，起一個過渡的作用；且在高溫焊接的冷卻階段可以散熱的效果；二根據焊接件真空度的要求，可以在焊接封裝時插入焊接件的內部，通過其錐形結構與焊接件的錐形部位形成緊配合，通過上模3和下模8的施壓使其對焊接件形成完全壓力，且壓力越大與焊接件配合越緊密，達到高溫焊接時焊接件間隙的要求；石墨墊錐形角度根據玻璃焊接件6的錐度制作，角度范圍為1°～4°，在生產過程中必須精密控制其錐形角度，與玻璃焊接件6配套生產，兩者錐形角度差要求小于0.1°，且錐形長度大于20mm，盡可能增加焊接的接觸面積，增加焊接的成功率。