專利名稱：銅鐵中頻焊接法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅鐵焊接法，尤其是涉及一種銅鐵中頻焊接法。
背景技術(shù)：
目前銅與鐵之間的焊接大都采用助劑加火焰釬焊的方式，即在銅和鐵之間加釬料(銀銅)再用氧氣加乙炔的高溫火焰把釬料熔化，從而完成焊接。也有的用在銅上復(fù)合鐵的復(fù)合材料進(jìn)行焊接。這些焊接的方法都存在著焊接效率低、成本高、焊接環(huán)境差等缺陷。為了解決這些問題，公開號為CN1943953的中國專利公開了一種銅和鐵的電阻焊的方法，利用電阻焊一般原理，通過普通的電阻焊電極、和特殊的焊接電源，對銅與鐵進(jìn)行點焊凸焊而得到完全的液相熔核，實現(xiàn)真正的焊接，其中焊接電源提供的焊接用直流電；放電時間lms 100ms，最大電流25KA 35KA，整流前電流頻率1000HZ，單個脈沖lms，工件與電極間焊接電流為直流，壓力為6KG/CM2。該方法的技術(shù)效果在于，焊接回路沒有電感，沒有峰值沖擊，焊接電流不過零點。但是這種焊接方法由于缺少預(yù)壓過程，使得焊接開始時，銅鐵的接觸面過小，致使焊接效果不好；再者，由于該技術(shù)方案采用的是直流電，需要將工業(yè)用電先變頻再轉(zhuǎn)換成直流電，其中間過程的電能損耗將非常大，造成能量利用率降低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的焊接效率低、成本高、能耗高、焊接效果不好、焊接環(huán)境差的技術(shù)問題，提供一種效率高、成本低、能耗小、焊接效果好、焊接環(huán)境好的銅鐵中頻焊接法。 本發(fā)明的上述技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的一種銅鐵中頻焊接法，其特征在于包括以下步驟 a.將銅管的連接端沖壓出一個環(huán)形凸緣，該環(huán)形凸緣處于銅管的連接端與銅管主體之間； b.在鐵片上設(shè)一個與銅管相適配的連接孔，將銅管連接端伸入連接孔內(nèi)，連接孔下側(cè)設(shè)有下電極，銅管主體套設(shè)有一個上電極套筒，該上電極套筒與銅管主體相適配，并與上電極相連，上電極套筒的下端口與所述的環(huán)形凸緣相貼合； c.預(yù)壓，對上電極套筒施加一個壓力，使得所述的環(huán)形凸緣下側(cè)與所述的連接孔緊密貼合； d.對上、下電極通以中頻電流，該中頻電流為30000-50000A，通電時間為30-80ms，同時對上電極套筒施加壓力，進(jìn)行追壓；
e.冷卻大于80ms時間；
f.退出上電極套筒和下電極。 上電極下降到電流接通階段，通過預(yù)壓使銅管的環(huán)形凸緣與鐵片的連接孔之間有適當(dāng)壓力，消除環(huán)形凸緣與鐵片之間的間隙，從而保證兩者之間能夠充分接觸。銅、鐵件互焊，兩種材質(zhì)的電阻率不同，經(jīng)試驗得出結(jié)論，焊接電流在30000-50000安培，焊接效
3果較佳，在該電流通電30-80ms后，銅鐵均熔化，并且在追壓的作用下，環(huán)形凸緣形成的 熔核貼合于鐵片上，達(dá)到焊接的目的。這種焊接方式使得電要將普通工業(yè)用電變頻達(dá)到 300-2000HZ的中頻電流就可以使用，而不需要再對其進(jìn)行整流，通過直流電進(jìn)行焊接，降低 了能量的損耗，這種焊接方式的工序時間短，因此其效率非常高，也不會產(chǎn)生電弧、焊渣等 影響工作環(huán)境的東西。 作為優(yōu)選，完成所述步驟e后對上、下電極進(jìn)行二次通電，通過電流為 30000-50000A，通電時間為30-80ms，同時對上電極套筒施加壓力，進(jìn)行追壓，并冷卻大于 40ms的時間。該過程可以提高焊接的牢固度，消除第一次通電焊接可能留下隙縫的缺陷。
作為優(yōu)選，所述的銅管的環(huán)形凸緣直徑比銅管主體直徑大2-5mm，該凸緣的截面為 分別與銅管主體和連接端相連的拱形。由于該環(huán)形凸緣的截面為拱形結(jié)構(gòu)，在受擠壓變形 時，向外延展，不會對銅管內(nèi)孔造成影響。 作為優(yōu)選，所述的環(huán)形凸緣的加工工藝包括如下步驟 a.準(zhǔn)備一個沖壓機，以及一個沖壓模具，該模具包括一個與毛料銅管相適配的圓
孔，該圓孔的內(nèi)壁上設(shè)有一個環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽的截面為弧形，所述的模具分為上、下
或左、右兩個模塊，上、下或左、右兩個模塊正好將所述的環(huán)形凹槽橫向或縱向平均分隔； b.將所述的模具固定在沖壓機上，其圓孔與沖壓機的沖壓機構(gòu)相對應(yīng)； c.將一段5-10cm的毛料銅管設(shè)于所述的圓孔內(nèi)，該毛料銅管的上端高出模具圓
孔5-12mm，并通過沖壓機對毛料銅管進(jìn)行軸向沖壓； d.分離模具的上、下或左、右模塊，取出銅管。 作為優(yōu)選，所述的銅管的連接端的長度為3-5mm，其外側(cè)為錐面。該錐面結(jié)構(gòu)方便 了連接端與鐵片連接孔的對接，提高了工作效率。 作為優(yōu)選，所述的下電極和上電極套筒內(nèi)設(shè)有設(shè)有冷卻水通道，該冷卻水通道與 冷卻水供應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成冷卻裝置。上下電極在焊接過程中需要防止其受接軟化，影響其追壓 時的強度。 作為優(yōu)選，所述的銅管硬度在HV60-80度之間。銅管硬度應(yīng)保持在HV60-80度之 間，銅管過軟，預(yù)壓時提前變形，影響焊接質(zhì)量，銅管過硬，焊接后扳彎加工容易折斷。
作為優(yōu)選，所述的步驟a之前對銅管及鐵片表面進(jìn)行清理，以清除其表面的油漬、 灰塵和氧化物。工件表面的氧化物、污垢、油和其他雜質(zhì)增大了接觸電阻。過厚的氧化物層 甚至?xí)闺娏鞑荒芡ㄟ^。局部的導(dǎo)通，由于電流密度過大，則會產(chǎn)生飛濺和表面燒損。氧化 物層的存在還會影響各個焊點加熱的不均勻性，引起焊接質(zhì)量波動。因此需要徹底清理工 件表面。 本發(fā)明的帶來的有益效果是，解決了現(xiàn)有技術(shù)所存在的焊接效率低、成本高、能耗 高、焊接效果不好、焊接環(huán)境差的技術(shù)問題，實現(xiàn)了一種效率高、成本低、能耗小、焊接效果 好、焊接環(huán)境好的銅鐵中頻焊接法。


附圖1是本發(fā)明的工作過程示意圖；
附圖2是本發(fā)明的銅管的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
下面通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。
實施例如圖1所示，本發(fā)明是一種銅鐵中頻焊接法，其特征在于包括以下步驟
a.銅管及鐵片表面進(jìn)行清理，以清除其表面的油漬、灰塵和氧化物。
b.將銅管的連接端3沖壓出一個環(huán)形凸緣2，該環(huán)形凸緣處于銅管的連接端與銅管主體1之間； c.在鐵片5上設(shè)一個與銅管相適配的連接孔4，將銅管連接端伸入連接孔內(nèi)，連
接孔下側(cè)設(shè)有下電極6，銅管主體套設(shè)有一個上電極套筒7，該上電極套筒與銅管主體相適
配，并與上電極相連，上電極套筒的下端口與所述的環(huán)形凸緣相貼合，下電極和上電極套筒
內(nèi)設(shè)有設(shè)有冷卻水通道，該冷卻水通道與冷卻水供應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成冷卻裝置； d.預(yù)壓，對上電極套筒施加一個壓力，使得所述的環(huán)形凸緣下側(cè)與所述的連接孔
緊密貼合； e.對上、下電極通以中頻電流，該中頻電流為40000A，通電時間為50ms，同時對上
電極套筒施加壓力，進(jìn)行追壓；
f.冷卻大于50ms時間； g.對上、下電極進(jìn)行二次通電，通過電流為40000A，通電時間為50ms，同時對上電極套筒施加壓力，進(jìn)行追壓，并冷卻大于50ms的時間。
h.退出上電極套筒和下電極。 銅管的環(huán)形凸緣直徑比銅管主體直徑大3mm，該凸緣的截面為分別與銅管主體和連接端相連的拱形。銅管的連接端的長度為4mm，其外側(cè)為錐面。銅管硬度在HV60-80度之間。其加工通過以下步驟完成 a.準(zhǔn)備一個沖壓機，以及一個沖壓模具，該模具包括一個與毛料銅管相適配的圓
孔，該圓孔的內(nèi)壁上設(shè)有一個環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽的截面為弧形，所述的模具分為上、下
或左、右兩個模塊，上、下或左、右兩個模塊正好將所述的環(huán)形凹槽橫向或縱向平均分隔； b.將所述的模具固定在沖壓機上，其圓孔與沖壓機的沖壓機構(gòu)相對應(yīng)； c.將一段5-10cm的毛料銅管設(shè)于所述的圓孔內(nèi)，該毛料銅管的上端高出模具圓
孔5-12mm，并通過沖壓機對毛料銅管進(jìn)行軸向沖壓； d.分離模具的上、下或左、右模塊，取出銅管。 上電極下降到電流接通階段，通過預(yù)壓使銅管的環(huán)形凸緣與鐵片的連接孔之間有適當(dāng)壓力，消除環(huán)形凸緣與鐵片之間的間隙，從而保證兩者之間能夠充分接觸。銅、鐵件互焊，兩種材質(zhì)的電阻率不同，經(jīng)試驗得出結(jié)論，焊接電流在40000安培左右，焊接效果最佳，在該電流通電50ms后，銅鐵均熔化，并且在追壓的作用下，環(huán)形凸緣形成的熔核貼合于鐵片上，達(dá)到焊接的目的。這種焊接方式使得電要將普通工業(yè)用電變頻達(dá)到300-2000HZ的中頻電流就可以使用，而不需要再對其進(jìn)行整流，通過直流電進(jìn)行焊接，降低了能量的損耗，這種焊接方式的工序時間短，因此其效率非常高，也不會產(chǎn)生電弧、焊渣等影響工作環(huán)境的東西。 所以本發(fā)明具有效率高、成本低、能耗小、焊接效果好、焊接環(huán)境好等特征。
權(quán)利要求
一種銅鐵中頻焊接法，其特征在于順次包括以下步驟a.將銅管的連接端沖壓出一個環(huán)形凸緣，該環(huán)形凸緣處于銅管的連接端與銅管主體之間；b.在鐵片上設(shè)一個與銅管相適配的連接孔，將銅管連接端伸入連接孔內(nèi)，連接孔下側(cè)設(shè)有下電極，銅管主體套設(shè)有一個上電極套筒，該上電極套筒與銅管主體相適配，并與上電極相連，上電極套筒的下端口與所述的環(huán)形凸緣相貼合；c.預(yù)壓，對上電極套筒施加一個壓力，使得所述的環(huán)形凸緣下側(cè)與所述的連接孔緊密貼合；d.對上、下電極通以中頻電流，該中頻電流為30000-50000A，通電時間為30-80ms，同時對上電極套筒施加壓力，進(jìn)行追壓；e.冷卻大于80ms時間；f.退出上電極套筒和下電極。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的銅鐵中頻焊接法，其特征在于完成所述步驟e后對上、下電極 進(jìn)行二次通電，通過電流為30000-50000A，通電時間為30_80ms，同時對上電極套筒施加壓 力，進(jìn)行追壓，并冷卻大于40ms的時間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅鐵中頻焊接法，其特征在于所述的銅管的環(huán)形凸緣直 徑比銅管主體直徑大2-5mm，該凸緣的截面為分別與銅管主體和連接端相連的拱形。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅鐵中頻焊接法，其特征在于所述的環(huán)形凸緣的加工工藝包 括如下步驟a. 準(zhǔn)備一個沖壓機，以及一個沖壓模具，該模具包括一個與毛料銅管相適配的圓孔，該 圓孔的內(nèi)壁上設(shè)有一個環(huán)形凹槽，該環(huán)形凹槽的截面為弧形，所述的模具分為上、下或左、 右兩個模塊，上、下或左、右兩個模塊正好將所述的環(huán)形凹槽橫向或縱向平均分隔；b. 將所述的模具固定在沖壓機上，其圓孔與沖壓機的沖壓機構(gòu)相對應(yīng)；c. 將一段5-10cm的毛料銅管設(shè)于所述的圓孔內(nèi)，該毛料銅管的上端高出模具圓孔 512mm，并通過沖壓機對毛料銅管進(jìn)行軸向沖壓；d. 分離模具的上、下或左、右模塊，取出銅管。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的銅鐵中頻焊接法，其特征在于所述的銅管的連接端的長 度為3-5mm，其外側(cè)為錐面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅鐵中頻焊接法，其特征在于所述的銅管的連接端的長度為 3-5mm，其外側(cè)為錐面。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅鐵中頻焊接法，其特征在于所述的下電極和上電極套筒內(nèi) 設(shè)有設(shè)有冷卻水通道，該冷卻水通道與冷卻水供應(yīng)系統(tǒng)構(gòu)成冷卻裝置。
8. 根據(jù)權(quán)利要求l或2所述的銅鐵中頻焊接法，其特征在于所述的銅管硬度在 HV60-80度之間。
9. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的銅鐵中頻焊接法，其特征在于所述的銅管硬度在HV60-80度 之間。
10. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的銅鐵中頻焊接法，其特征在于所述的步驟a之前對銅管及鐵 片表面進(jìn)行清理，以清除其表面的油漬、灰塵和氧化物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銅鐵中頻焊接法。其特征在于包括以下步驟將銅管的連接端沖壓出一個環(huán)形凸緣，在鐵片上設(shè)一個與銅管相適配的連接孔，將銅管連接端伸入連接孔內(nèi)，連接孔下側(cè)設(shè)有下電極，銅管主體套設(shè)有一個上電極套筒，該上電極套筒與銅管主體相適配，并與上電極相連，上電極套筒的下端口與所述的環(huán)形凸緣相貼合；對上電極套筒施加一個壓力，使得所述的環(huán)形凸緣下側(cè)與所述的連接孔緊密貼合；對上、下電極通以中頻電流，該中頻電流為30000-50000A，通電時間為30-80ms，同時對上電極套筒施加壓力，進(jìn)行追壓；冷卻大于80ms時間。本發(fā)明具有效率高、成本低、能耗小、焊接效果好、焊接環(huán)境好的特征。
文檔編號B23K31/02GK101780602SQ20101030057
公開日2010年7月21日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者沈開定 申請人:杭州錢江萬勝電器制造有限公司