一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置及方法
【專利說(shuō)明】一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置及方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明應(yīng)用于衛(wèi)星、空間站等航天器用太陽(yáng)電池陣領(lǐng)域，具體涉及一種針對(duì)太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0003]在太陽(yáng)電池陣的制作過(guò)程中，電纜的焊接包括導(dǎo)線與銀箔的焊接、元器件與銀箔的焊接，電纜的材質(zhì)一般為銅鍍銀。目前，在國(guó)內(nèi)外的太陽(yáng)電池陣研制生產(chǎn)中，對(duì)于太陽(yáng)電池陣電纜的焊接方法是軟釬焊焊接。而軟釬焊焊料的錫材料在太空低溫影響有粉末化傾向，使軟釬焊焊點(diǎn)易出現(xiàn)如下的缺陷:
1錫焊工藝所用的軟釬焊焊料在極限低溫條件下，存在固有的“冷脆性”，導(dǎo)致極限低溫條件下焊點(diǎn)壽命與可靠性降低；
1數(shù)萬(wàn)周次的冷熱交變，造成軟釬焊焊料熱疲勞，導(dǎo)致焊點(diǎn)壽命降低。
[0004]其次，隨著航天技術(shù)的迅猛發(fā)展，各國(guó)在搶占太空資源的同時(shí)，也在積極發(fā)展空間攻防技術(shù)，如激光攻擊與防護(hù)，而軟釬焊焊料的熔點(diǎn)只有260°C?300°C，很容易因?yàn)楹更c(diǎn)受到攻擊導(dǎo)致焊點(diǎn)熔化，進(jìn)一步影響太陽(yáng)電池陣的性能輸出、穩(wěn)定性以及壽命。
[0005]最后，軟釬焊焊接難以保證焊接的質(zhì)量，無(wú)法消除焊接產(chǎn)生的缺陷，而且不能對(duì)缺陷進(jìn)行有效檢測(cè)。
[0006]國(guó)外在太陽(yáng)電池陣電纜焊接方式上存在兩種方式，一種是傳統(tǒng)軟釬焊焊接，另一種是電阻焊焊接，國(guó)外還在就焊料的組成、電阻焊的穩(wěn)定性進(jìn)行持續(xù)研究。
[0007]鑒于以上原因，需改變太陽(yáng)電池陣電路傳統(tǒng)的焊接方式，采用適應(yīng)太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置，提高太陽(yáng)電池陣焊點(diǎn)在軌的環(huán)境適應(yīng)性與可靠性。
[0008]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明解決的問(wèn)題是提供一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置，以提高太陽(yáng)電池陣電纜焊點(diǎn)的空間適應(yīng)能力。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)方案，本發(fā)明一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置，包括焊接電機(jī)頭，焊接電源，壓力裝置，焊接控制模塊；其中所述焊接電機(jī)頭為并列式類型，所述焊接電源對(duì)焊接參數(shù)以及焊接反饋?lái)?xiàng)目進(jìn)行設(shè)置，所述壓力裝置設(shè)置焊接時(shí)的壓力值是否在設(shè)置范圍，所述焊接控制模塊對(duì)整個(gè)焊接過(guò)程的邏輯動(dòng)作進(jìn)行控制。
[0011 ] 進(jìn)一步，所述焊接電機(jī)頭包含運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可以帶動(dòng)其上焊接電極的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
[0012]進(jìn)一步，焊接電源具有電壓、電流、功率三種焊接模式的切換。
[0013]進(jìn)一步，壓力裝置包含壓力傳感器、壓力監(jiān)視器，可對(duì)焊接電機(jī)頭焊接端面的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)及監(jiān)控。
[0014]進(jìn)一步，焊接控制模塊通過(guò)特定接口(如RS485等)與各個(gè)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、焊接電源、壓力裝置進(jìn)行通訊，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接過(guò)程的實(shí)時(shí)控制。
[0015]進(jìn)一步，該裝置為電阻焊接方式，利用電纜與銀箔兩種材料可形成共晶化合物這一特點(diǎn)，通過(guò)設(shè)置合適的焊接參數(shù)以及焊接壓力，結(jié)合焊接反饋?lái)?xiàng)目的范圍確認(rèn)焊接是否可靠。
[0016]本發(fā)明的另一技術(shù)方案在于，提供一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置實(shí)現(xiàn)焊接的方法，具體工作步驟如下:
步驟一，將需要進(jìn)行焊接的太陽(yáng)電池陣放置在雙軸平面運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)上，對(duì)太陽(yáng)電池陣以及需要焊接的地方進(jìn)行安全防護(hù)準(zhǔn)備工作；
步驟二，設(shè)置合適的焊接參數(shù)，包括焊接時(shí)間、焊接壓力、焊接電壓或電流，以及焊接反饋?lái)?xiàng)目的范圍；
步驟三，利用工作臺(tái)上的雙軸將焊接電機(jī)頭移至需要焊接的電纜處，通過(guò)焊接控制模塊控制焊接電機(jī)頭對(duì)焊接對(duì)象施行焊接，通過(guò)焊接反饋?lái)?xiàng)目判定焊接是否有效，若不在反饋?lái)?xiàng)目范圍可進(jìn)行再次焊接操作，保證電纜的有效連接。
[0017]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)為:本發(fā)明利用電纜與銀箔兩種材料可形成共晶化合物，采用電阻焊的焊接方式對(duì)電纜進(jìn)行連接，焊接方式簡(jiǎn)單，可靠，大大提高了太陽(yáng)電池陣電纜焊點(diǎn)的空間環(huán)境適應(yīng)能力。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置的焊接原理示意圖；
圖2為本發(fā)明一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置的焊接對(duì)象結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置的焊件SEM圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下文結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0020]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置，其焊接方法為電阻焊接方式，實(shí)現(xiàn)供電回路的制作。該裝置涉及焊接電機(jī)頭，焊接電源，壓力裝置，焊接控制模塊，其中所述焊接電機(jī)頭為并列式類型，所述焊接電源對(duì)焊接參數(shù)以及焊接反饋?lái)?xiàng)目進(jìn)行設(shè)置，壓力裝置設(shè)置焊接時(shí)的壓力值是否在設(shè)置范圍，所述焊接控制模塊對(duì)整個(gè)焊接過(guò)程的邏輯動(dòng)作進(jìn)行控制。其各子系統(tǒng)具體構(gòu)成為:
1)焊接電機(jī)頭由焊接電極、伺服驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，焊接電機(jī)頭安置在一個(gè)具有雙軸平面運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)上；
2)壓力裝置由壓力傳感器、壓力監(jiān)視器組成；
3)焊接控制模塊由控制器、接口、上位機(jī)等組成。
[0021]利用本發(fā)明的焊接裝置實(shí)現(xiàn)焊接的方法，具體工作步驟如下:
步驟一，將需要進(jìn)行焊接的太陽(yáng)電池陣放置在雙軸平面運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)上，對(duì)太陽(yáng)電池陣以及需要焊接的地方進(jìn)行安全防護(hù)準(zhǔn)備工作；
步驟二，設(shè)置合適的焊接參數(shù)，包括焊接時(shí)間、焊接壓力、焊接電壓或電流(功率)，以及焊接反饋?lái)?xiàng)目的范圍； 步驟三，利用工作臺(tái)上的雙軸將焊接電機(jī)頭移至需要焊接的電纜處，通過(guò)焊接控制模塊控制焊接電機(jī)頭對(duì)焊接對(duì)象施行焊接，通過(guò)焊接反饋?lái)?xiàng)目判定焊接是否有效，若不在反饋?lái)?xiàng)目范圍可進(jìn)行再次焊接操作，保證電纜的有效連接。焊接反饋?lái)?xiàng)目的范圍由實(shí)驗(yàn)得到。
[0022]實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證明，本發(fā)明采用電阻焊的方式對(duì)太陽(yáng)電池陣的電纜進(jìn)行焊接，實(shí)現(xiàn)供電回路的制作。結(jié)合圖3利用電纜與銀箔兩種材料可形成共晶化合物這一特點(diǎn)，采用電阻焊的焊接方式，實(shí)現(xiàn)了電纜連接，大大提高了太陽(yáng)電池陣電纜焊點(diǎn)的空間環(huán)境適應(yīng)能力，焊接方式簡(jiǎn)單、可靠。
[0023]本發(fā)明所提供的太陽(yáng)電池陣電纜的焊接方法將為低軌觀測(cè)衛(wèi)星、高軌衛(wèi)星、我國(guó)空間站、神舟飛船、天宮系列等一系列的飛行器提供廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)。該技術(shù)創(chuàng)新填補(bǔ)國(guó)內(nèi)了空白，提高我國(guó)太陽(yáng)電池陣的應(yīng)用水平，為國(guó)防做出貢獻(xiàn)。
[0024]本發(fā)明雖然已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出可能的變動(dòng)和修改，因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置，其特征在于:包括焊接電機(jī)頭，焊接電源，壓力裝置，焊接控制模塊；其中所述焊接電機(jī)頭為并列式類型，所述焊接電源對(duì)焊接參數(shù)以及焊接反饋?lái)?xiàng)目進(jìn)行設(shè)置，所述壓力裝置設(shè)置焊接時(shí)的壓力值是否在設(shè)置范圍，所述焊接控制模塊對(duì)整個(gè)焊接過(guò)程的邏輯動(dòng)作進(jìn)行控制。2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置，其特征在于，所述焊接電機(jī)頭包含運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，可帶動(dòng)其上焊接電極的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。3.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置，其特征在于，所述焊接電源具有電壓、電流、功率三種焊接模式的切換。4.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置，其特征在于，所述壓力裝置包含壓力傳感器、壓力監(jiān)視器，可對(duì)焊接電機(jī)頭焊接端面的壓力進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)及監(jiān)控。5.依據(jù)權(quán)利要求1所述的一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置，其特征在于，所述焊接控制模塊通過(guò)RS485接口與各個(gè)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、焊接電源、壓力裝置進(jìn)行通訊，繼而實(shí)現(xiàn)對(duì)焊接過(guò)程的實(shí)時(shí)控制。6.依據(jù)權(quán)利要求1?5任一一項(xiàng)所述的一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置實(shí)現(xiàn)焊接的方法，其特征在于，具體工作步驟如下: 步驟一，將需要進(jìn)行焊接的太陽(yáng)電池陣放置在雙軸平面運(yùn)動(dòng)的工作臺(tái)上，對(duì)太陽(yáng)電池陣以及需要焊接的地方進(jìn)行安全防護(hù)準(zhǔn)備工作； 步驟二，設(shè)置合適的焊接參數(shù)，包括焊接時(shí)間、焊接壓力、焊接電壓或電流，以及焊接反饋?lái)?xiàng)目的范圍； 步驟三，利用工作臺(tái)上的雙軸將焊接電機(jī)頭移至需要焊接的電纜處，通過(guò)焊接控制模塊控制焊接電機(jī)頭對(duì)焊接對(duì)象施行焊接，通過(guò)焊接反饋?lái)?xiàng)目判定焊接是否有效，若不在反饋?lái)?xiàng)目范圍可進(jìn)行再次焊接操作，保證電纜的有效連接。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種太陽(yáng)電池陣電纜的焊接裝置及方法，以提高太陽(yáng)電池陣電纜焊點(diǎn)的空間適應(yīng)能力。該方法采用電阻焊的方式對(duì)太陽(yáng)電池陣的電纜進(jìn)行焊接，實(shí)現(xiàn)供電回路的制作。所述裝置涉及焊接電機(jī)頭，焊接電源，壓力裝置，焊接控制模塊。本發(fā)明利用電纜與銀箔兩種材料可形成共晶化合物這一特點(diǎn)，采用電阻焊的焊接方式，實(shí)現(xiàn)了電纜連接，大大提高了太陽(yáng)電池陣電纜焊點(diǎn)的空間環(huán)境適應(yīng)能力，焊接方式簡(jiǎn)單、可靠。
【IPC分類】B23K11/36, B23K11/02, B23K11/24
【公開(kāi)號(hào)】CN105345243
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510912056
【發(fā)明人】尤黔林, 劉智, 賈巍, 葛圣胤, 徐曉炯, 雷剛, 池衛(wèi)英, 陸劍峰
【申請(qǐng)人】上?？臻g電源研究所
【公開(kāi)日】2016年2月24日
【申請(qǐng)日】2015年12月11日