[發明專利]一種焊接式電觸頭元件高溫焊接強度測試裝置與測試方法

在審

• 申請號: 201711200103.2
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN107894393A
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 申志剛;何斌;張闊;胡均高;夏宗斌;柏小平;翁桅;張志文;高晨宇
• 申請（專利權）人: 福達合金材料股份有限公司;浙江正泰電器股份有限公司
• 主分類號: G01N19/04
• 分類號: G01N19/04
• 代理公司: 溫州名創知識產權代理有限公司33258
• 代理人: 陳加利

技術領域

本發明屬于材料性能參數測量領域，具體是指一種焊接式電觸頭元件高溫焊接強度測試裝置及其測試方法。

背景技術

觸頭元件是低壓電器元器件的核心零部件，觸頭元件的失效意味著電器元器件使用壽命的終結。而通常情況下，觸頭元件的焊接質量尤其是焊接強度，在很大程度上決定著觸頭元件的使用壽命。為了提高低壓電器開關中觸頭組件的焊接質量，必須對觸頭的焊接質量進行全面的檢測，然后進行分析比較，找出影響焊接質量的各種因素，以便進一步改進完善焊接方法，調整焊接參數，直至獲得滿意的焊接質量。

檢測觸頭焊接質量的方法有很多，按檢測時是否對觸頭焊接面造成破壞可分為破壞性檢測和非破壞性檢測兩種，破壞性檢測方法又可分為剪切法、熔化法、溶解法和金相法等，非破壞性檢驗分為外觀檢驗、超聲波檢測和X射線檢測。其中剪切法是目前國內多數低壓電器制造企業比較常用的觸頭元件焊接強度檢測方法。

但根據近年來國內多家核心低壓電器制造企業反饋，按常規檢驗手段檢測合格的觸頭元件（如對產品許用剪切力和釬著率的檢測）在組裝成接觸器或是斷路器成品并處于通電工作過程中時，觸頭元件受到電流的沖擊作用或是在分斷過程中受到電弧侵蝕的作用下往往會溫度升高，而在高溫環境下觸頭元件時常會出現焊接位置偏移甚至脫落的嚴重不良現象，導致接觸器、斷路器等產品無法正常導通而失效。

因此，為了增強觸頭元件的使用壽命，急需在高溫下對觸頭元件焊接位置強度進行研究改進。而如何有效地獲得焊接式電觸頭元件在高溫作用下所能承受的焊接強度，以此來評估焊接觸頭產品工作時能承受的焊接強度，這是目前該領域技術人員急需解決的問題。

發明內容

本發明的第一個目的是提供一種焊接式電觸頭元件高溫焊接強度測試裝置，通過該裝置可以有效地獲得焊接觸頭產品高溫焊接強度測試結果。

本發明的另一個目的是提供一種基于上述測試裝置的焊接式電觸頭元件高溫焊接強度的測試方法。

為實現本發明的第一個目的，本發明的技術方案是包括一安裝臺，所述安裝臺上設置有用于固定待測焊接式電觸頭元件的定位夾具、用于加熱待測焊接式電觸頭元件的加熱機構、用于監測待測焊接式電觸頭元件溫度的測溫件、及用于將待測焊接式電觸頭元件的電接觸層和基體相分離的施力機構，所述施力機構包括有一提供動力源的動力驅動單元、隨動力驅動單元驅動滑移的測力計及與測力計的測力端可拆卸固定連接的推動頭，所述的推動頭與固定于定位夾具上的待測焊接式電觸頭元件的電接觸層或基體中的至少一個推頂配合，并使得電接觸層和基體相互剝離。

所述動力驅動單元包括有電機、與電機輸出端傳動連接的絲桿、以及與絲桿螺紋傳動連接的絲桿底座，所述的測力計聯動固定設置于絲桿底座上。

進一步設置是所述測力計中測力端的朝向與絲桿軸向相同，所述定位夾具包括一與安裝臺固定連接的固定座、可拆卸設置于固定座并用于供待測焊接式電觸頭元件的基體放置的定位座，所述固定座設置有沿測力計中的測力端運動方向布置的導向槽，所述推動頭滑移設置于導向槽內，且待測焊接式電觸頭元件的電接觸層位于推動頭的推頂滑移軌道上。

通過采用上述技術方案，定位夾具的設置為待測焊接式電觸頭元件的基體提供了固定位置，使后續進行推頂分離時，基體不會發生相對移動，由于本發明的目的為在高溫下對電觸頭元件焊接強度的研究，因此設置加熱機構對待測焊接式電觸頭元件進行加熱，在加熱之后使電觸頭元件處于高溫狀態，并開始通過施力機構對電接觸層施加作用力，直至電接觸層相對基體剪切斷裂，從而能夠根據測力計獲取特定測試溫度下焊接強度數值。

其中施力機構采用電機作為動力源，并配合絲桿將電機的轉動能力轉化為移動能力傳遞給測力計，使測力計可沿絲桿軸向運動，從而帶動推動頭位移，另外在施力結構準備就緒之后，首先采用固定座與安裝臺固定連接，保證了基體安裝的穩定性，并在固定座上安裝一定位座供基體固定安裝，之后啟動狀態下的推動頭沿著導向槽不斷朝電接觸層移動，并擠壓于電接觸層，由于焊接強度一定，因此在作用力達到閾值時，電觸頭元件的焊接處斷裂，基體和電接觸層相互剝離，此時測力計上的示數便是該溫度下的電觸頭元件焊接強度最大值。

其優點在于：

第一，加熱機構的設置為實驗目的提供了最快捷的實現方法，使電觸頭元件可在高溫下完成測試，除此之外，還可通過調節加熱機構輸出能量來控制電觸頭元件的溫度，使電觸頭元件可在不同溫度下進行焊接強度測試，拓寬了研究測試范圍。