[发明专利]一种金属管材超声钎焊夹具

说明书

技术领域

本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种金属管材感应-超声复合钎焊夹具。

背景技术

铜、铝管材的钎焊是制冷家电产品如空调、冰箱、饮水机等制造过程中的一项重要工序。在众多的家电制造企业中，管材的钎焊连接大部分是采用人工火焰钎焊的方式来完成的。目前，人力成本的不断增长使得该劳动密集型工序给企业带来了日益剧增的成本压力。另一面，火焰钎焊工艺还存在耗能高、良品率低、环境污染大等问题，因此有必要对该工序进行自动化技术改造，并采用新的绿色、环保钎焊方法来取代目前的人工火焰钎焊工艺。

感应钎焊工艺能对钎焊接头进行局部、快速加热，能量利用率高、焊接速度快，且易于安装在机械手臂上以实现管材的自动化钎焊连接。特别地，采用感应加热并辅助超声波振动能实现管材的无钎剂钎焊，从而真正做到铜铝管材的绿色、高效、高质量钎焊连接。在感应-超声复合钎焊工艺中，钎料合金呈片状，预置于待焊管材之间的钎缝中。在焊接时，待焊管材中的一根将被施加垂直于管材轴向的超声振动，因此该根管材需要被刚性约束；而待焊管材中的另一根在非轴向方向上应具有一定的自由度，以保证焊接时钎缝中钎料合金的均匀性，以及缓解钎焊接头的残余应力。正因为如此，钎焊过程中对待焊管材进行选择性自动夹持是实现管材高质量、高效钎焊连接的关键，然而，现有技术中尚未发现为管材的感应-超声复合钎焊工艺设计的自动夹持装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种适用于感应-超声复合钎焊工艺的管材夹持装置，该管材夹持装置可以自动对待焊管材中的一根实施刚性夹持，而对另一根实施弹性约束，提高管材焊接的质量和效率。

本发明通过如下技术方案解决其技术问题：一种金属管材超声钎焊夹具，包括并排设置、分别用于夹持两根待焊管材中的一根的两套夹具，其中一套为刚性夹具，另一套为弹性夹具，每套所述夹具由两个相对设置的夹持件构成，所述金属管材超声钎焊夹具还包括驱动机构，所述驱动机构与所述夹具相连，驱动各套夹具的两夹持件相向或背向运动以夹紧或松开两根待焊管材，所述弹性夹具的至少一个夹持件为弹性夹持件，所述弹性夹持件包括夹持座、弹簧、导杆和用于夹持待焊管材的夹持头，所述导杆平行于所述弹性夹具中夹持件的运动方向设置，所述导杆两端通过所述夹持座上的承托结构固定在所述夹持座上，所述夹持头上设有开孔，所述导杆从所述夹持头上的开孔中穿过，所述夹持头能沿所述导杆滑动地安装在所述夹持座上，所述弹簧套装在所述导杆上，一端与位于所述导杆一端的所述承托结构相抵，另一端抵在所述夹持头上以使所述夹持头与位于所述导杆另一端的所述承托结构相贴，从而使所述夹持头的夹持面与所述弹性夹具的另一个夹持件相近。

待焊的两管材放置好后，驱动机构驱动两夹具的夹持件相向运动，从而实现待焊管材的自动夹持。其中，刚性夹具用于刚性约束待焊的两根管材中的一根，弹性夹具用于弹性约束待焊管材中的另一根，弹性夹具的两个夹持件中至少一个为弹性夹持件，弹性夹持件使弹性夹具在管材轴向上夹紧管材的同时，在平行于弹性夹具中夹持件的运动方向上即垂直于被夹持管材的轴向上具有一定的自由度，从而使管材在感应-超声复合钎焊工艺中，满足一根待焊管材被刚性约束，另一根待焊管材在非轴向方向上应具有一定自由度的要求。

所述夹持座上位于所述导杆一端的承托结构通过螺栓固定在夹持座上。

所述夹持座顶面设有方形的凹槽，所述导杆固定在所述凹槽中，所述导杆的两端支撑在所述凹槽的两端面上，所述凹槽的端面即为所述承托结构，所述凹槽两侧面之间的距离与所述夹持头伸入所述凹槽套装在所述导杆上的部位的宽度适配，以使所述凹槽构成所述夹持头的导向槽，防止夹持头在沿所述导杆滑动的过程中错位。

作为本发明的优选实施方式：夹于两所述夹具中的待焊管材水平设置。

所述夹具每个夹持件的相对面上横向开有用于在周向上卡住待焊管材的V形结构的卡槽，所述卡槽构成所述夹具的夹持口。

所述刚性夹具夹持口的宽度大于所述弹性夹具。

所述刚性夹具夹持口的宽度范围为10-50mm，所述弹性夹具夹持口的宽度范围为5-10mm。

两套所述夹具夹持口之间的距离范围为30-80mm。

所述金属管材超声钎焊夹具还包括水平设置的底座，两套所述夹具均安装在所述底座上，所述驱动机构也安装在所述底座上，以使本发明具有很好的整体性。