[發明專利]非接觸電磁超聲輔助焊接設備

有效

• 申請號: 202110486953.3
• 申請日: 2021-05-03
• 公開（公告）號: CN113134658B
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 張茗瑄;趙微;于航;張天一;那洋洋;馬志鵬
• 申請（專利權）人: 東北石油大學
• 主分類號: B23K3/00
• 分類號: B23K3/00;B23K3/08;B23K1/06
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 曹愛華

本發明涉及的是非接觸電磁超聲輔助焊接設備，它包括保溫室、控制臺，保溫室設置在控制臺上，永磁體連接柱固定在控制臺橫梁上，永磁體連接柱下端伸入到保溫室內與永磁體夾具相連，永磁體夾具下端夾緊永磁體；永磁體正下方有工作臺和電阻加熱裝置，升降旋鈕上端穿過保溫室底面支撐在電阻加熱裝置下面，在永磁體和工作臺間設有多匝線圈，永磁體、多匝線圈、工作臺間隔設置，永磁體和多匝線圈用于相互作用產生電磁超聲波；保溫室底部設有熱電偶，多匝線圈、熱電偶均與控制臺相連接，保溫室設有觀察窗和手套接口，手套接口與工作臺對應設置。本發明在液態釬料中原位產生超聲波，去除母材和液態釬料表面的氧化膜，實現焊接接頭的有效連接。

技術領域：

本發明涉及的是一種焊接設備，具體涉及的是非接觸電磁超聲輔助焊接設備。

背景技術：

隨著航空、航天、核能、電子等新技術的發展，新材料、新結構形式的采用，對連接技術提出了更高的要求，釬焊技術因此受到了更多的重視，并迅速地發展起來。超聲波輔助釬焊具有可以在非真空不使用釬劑的條件下實現對難潤濕材料良好焊接的優點，當超聲波振動傳入液態釬料后，可在液態釬料中產生空化效應，空化泡潰滅瞬間產生的高溫高壓微射流沖擊破壞金屬表面氧化膜，經一段時間累積后，實現母材表面氧化膜的去除，使新鮮的母材金屬與釬料接觸，實現溶解擴散或冶金反應，形成良好的釬焊接頭。該技術在精密元器件制造、異種材料連接以及復雜薄板結構的生產中得到了廣泛的應用，是一種成本低、焊接效果良好且綠色環保的新技術。

根據被連接構件間的位置，焊接接頭的基本形式有對接接頭、丁字形接頭、搭接接頭、角接接頭、塞焊等幾種類型的接頭形式。

當前對于超聲波輔助釬焊技術主要是通過超聲波工具頭與母材相接觸來實現，存在著實驗過程控制難度大、可能使陶瓷等脆性材料開裂等問題，且當前常用的設備均是在空氣環境中實施釬焊，當釬料熔點較高時，溫度難以控制且熱量散失嚴重，難以獲得理想的焊接接頭。

發明內容：

本發明的一個目的是提供非接觸電磁超聲輔助焊接設備，這種非接觸電磁超聲輔助焊接設備是一種實現陶瓷等脆性材料電磁超聲輔助釬焊設備。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：這種非接觸電磁超聲輔助焊接設備包括保溫室、控制臺、永磁體、多匝線圈、工作臺和電阻加熱裝置，保溫室設置在控制臺上，控制臺一側設有立柱，立柱上端設有橫梁，永磁體連接柱固定在橫梁上，永磁體連接柱下端伸入到保溫室內與永磁體夾具相連，永磁體夾具下端夾緊永磁體；永磁體正下方裝有工作臺，工作臺下面設置電阻加熱裝置，工作臺由鎳鉻合金加工而成，升降旋鈕上端穿過保溫室底面支撐在電阻加熱裝置下面，在永磁體和工作臺間設有多匝線圈，永磁體、多匝線圈、工作臺間隔設置，永磁體和多匝線圈用于相互作用產生電磁超聲波，多匝線圈通過保溫室外部的絕緣管與控制臺相連接；保溫室底部設有熱電偶，熱電偶與控制臺相連接，保溫室設有觀察窗和手套接口，手套接口與工作臺對應設置。

上述方案中控制臺內有控制主板，控制臺具有顯示面板，控制臺還設置有加熱控制按鈕、電流控制按鈕、接線柱。

上述方案中永磁體連接柱下端有三個水平調節孔，三個水平調節孔沿豎直方向排列，水平調節孔為長方形孔隙；永磁體夾具包括夾具體、連接筒，連接頭設置于夾具體的頂面，連接筒設置螺栓孔，永磁體連接柱插入連接筒內，插拔式螺栓穿過螺栓孔和水平調節孔將永磁體連接柱和連接筒緊固在一起；夾具體的下端設置兩個夾緊螺栓，每個夾緊螺栓的一端與夾具體通過螺母緊固在一起，每個夾緊螺栓的另一端帶有圓弧形橡膠片，永磁體通過兩個圓弧形橡膠片夾緊固定。通過長方體狀的插拔式螺栓與永磁體夾具連接，可實現調節永磁體高度，永磁體通過兩個帶有圓弧形橡膠片的螺栓夾緊，圓弧形橡膠片對永磁體進行柔性緊固，對永磁體沒有傷害。

上述方案中保溫室與永磁體連接柱之間設置密封。