[發明專利]熱電偶焊接方法及焊接裝置

有效

• 申請號: 201110417210.7
• 申請日: 2011-12-14
• 公開（公告）號: CN102513659A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 錢北行;孫興華;周艷;李燁;張麗娜
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: B23K9/16
• 分類號: B23K9/16;B23K9/235
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于焊接領域，具體涉及一種在惰性氣體保護條件下實現熱電偶熔焊的方法和裝置。

背景技術

熱電偶作為一種溫度傳感器，以其測溫范圍寬、靈敏度高、穩定可靠、互換性好、價格低廉等特點，在國民經濟發展的各個領域得到了廣泛的應用。通常，熱電偶是由兩種不同的金屬絲焊接而成，根據焊接原理，常用的熱電偶焊接方法分為以下兩大類：

(1)氣焊法：它是利用可燃氣體與助燃氣體混合燃燒生成的火焰為熱源，熔化焊件和焊接材料使之達到原子間結合的一種焊接方法。這種方法需要專門的氣焊設備，焊接工藝較復雜，溫度和時間難以掌握，焊接質量不易控制，此外，焊接需要用到氧氣、乙炔、液化石油氣等易燃易爆產品，給操作安全防護等造成了額外難度。

(2)電弧焊：包括直流和交流電弧焊，它是通過電弧產生的熱量熔化工件結合處而實現焊接，使用這種方法進行熱電偶焊接通常用到石墨或碳粉，因此易在焊接點和附近的電極上產生滲碳玷污，從熱電偶測溫原理上看，這種引入的雜質會對溫度測量引入一定的理論誤差。此外，傳統的電弧焊接方法，缺少對于電弧形態的有效控制，產生的電弧不穩定，往往導致熱電偶焊點質地不均勻、合格率低，過多的依賴于操作者的技能水平，不利于批量生產。

因此，為了解決熱電偶焊接過程中焊接工藝、質量控制以及合格率等問題，設計和發明一種新的焊接方法和裝置有著重要的現實意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種熱電偶的焊接方法和焊接裝置，旨在解決熱電偶焊接過程中存在的工藝過程難以控制，焊接質量不易保證以及一次性合格率低等問題，同時從根本上解決焊接過程中因氧化而引入第三種材質給測量結果帶來理論誤差的問題，該方法主要針對直徑0.2mm-0.5mm范圍不同材質的熱電偶焊接。

本發明的熱電偶焊接裝置，包括氣源、將交流電轉換為直流電的電源逆變器、電弧發生器和電弧室，氣源通過調壓閥和穩流閥為電弧室提供焊接氣體，電弧發生器的正負極兩端分別連接有貫穿電弧室室壁的針形放電電極和套筒形放電電極，套筒形放電電極內部穿設有待焊接的熱電偶。

其中，電源逆變器和電弧發生器的連接電路上設置有啟動按鈕。

其中，電弧發生器能產生高頻高壓電弧。

其中，上述熱電偶為銅-康銅熱電偶。

其中，氣源的供氣氣路上設置有流量計和壓力表。

本發明的利用上述熱電偶焊接裝置焊接熱電偶的方法，包括將熱電偶脫頭、擰制、裁剪和焊接步驟，脫頭步驟是除去熱電偶絲絕緣層；擰制步驟是在脫去絕緣層部分的熱偶絲端部擰出2-3個均勻、緊密的“麻花”；裁剪步驟是將已擰制的“麻花”端部裁剪平齊；其中，焊接步驟是將待焊接的熱電偶穿過上述焊接裝置的電弧壁上設置的套筒放電電極從而借助電弧發生器在電弧室產生的高頻高壓電弧將“麻花”燒熔形成熱電偶頭。

本發明的方法中，采用的焊接氣氛為惰性氣體，為氮氣或氬氣。

本發明的方法中，電弧能量為大于100W可調，放電時間根據焊接熱電偶的材質、尺寸以及惰性氣體的種類確定。

本發明所提供的熱電偶焊接方法及裝置，已經在航天器真空熱試驗用銅-康銅熱電偶焊接中得到應用，結果表明：這種方法操作簡單，實現了一鍵操作，焊接出的熱電偶頭形態美觀、光亮，一致性好，一次性焊接合格率由原來的不足70％提高至99.9％，同時委托中國科學院低溫計量測試站對這種方法做出的熱電偶進行了標定，結果表明其熱電勢的一致性和穩定性滿足使用要求。

附圖說明

圖1為本發明的熱電偶焊接裝置的結構示意圖。

圖2為利用本發明的熱電偶焊接裝置焊接熱電偶的工藝流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的熱電偶焊接裝置作進一步的說明。