專利名稱：被覆線用電阻焊接裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及把多個(gè)被覆線相互間用電阻焊接方法結(jié)合的被覆線用電阻焊接裝置。
背景技術(shù)：
被覆線是指把導(dǎo)體用聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚氨脂、涂層材料或乙烯等絕緣膜包覆起來的電線?，F(xiàn)在，將兩根被覆線焊接時(shí)，并不需要將其先作化學(xué)或機(jī)械上的前處理，僅用通電即電阻焊接的方法將其結(jié)合的被覆線用的電阻焊接裝置是人所共知的。這種電阻焊接裝置是在焊接頭上的上部電極與工件(被覆線)之間加一個(gè)中間電極，對(duì)下部電極來說，該中間電極形成一個(gè)旁通電路。
根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，在通電初期，由于被覆線的絕緣膜阻止電流流動(dòng)，電流則通過上部電極及中間電極與下部電極形成旁通電路。于是上部電極及中間電極(特別是兩電極間的接觸部分)會(huì)因焦耳熱而發(fā)熱，并加熱被覆線，最后將被覆線的絕緣膜熔掉，使里面的導(dǎo)體或?qū)Ь€束露出來。而被覆線內(nèi)的導(dǎo)體露出來之后，工件(被覆線)自身就形成了一個(gè)導(dǎo)電電路，電流就在上部電極和下部電極之間流動(dòng)。由貫通工件流動(dòng)的電流，工件的接觸部分即兩個(gè)被覆線的導(dǎo)體之間就會(huì)由于焦耳熱而發(fā)熱熔融焊接成一體。這樣只在焊接頭上通電就會(huì)自動(dòng)地將被覆線上的絕緣膜除去，使兩個(gè)被覆線內(nèi)的導(dǎo)體相互焊接在一起。
如上所述，在現(xiàn)有的被覆線用電阻焊接裝置中，用于把中間電極正確而穩(wěn)固地安裝在上部電極上的電極構(gòu)造復(fù)雜，不僅價(jià)格昂貴，還存在焊接性不好的問題。即作為工件的兩個(gè)被覆線中的位于上面的被覆線的絕緣膜受到由上部電極及中間電極直接加熱(焦耳熱)熔化，但位于下面的被覆線的絕緣膜由于得不到來自下部電極的加熱，故很難熔。若為使下面的被覆線的絕緣膜也被加熱而加強(qiáng)上部電極與中間電極的發(fā)熱的話，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)上側(cè)被覆線的絕緣膜熔化過快燃掉的現(xiàn)象，使焊接質(zhì)量不好。因此，在焊接實(shí)際操作中是采用在上側(cè)被覆線的絕緣膜已熔化時(shí)停止通電及加壓后將兩個(gè)被覆線調(diào)換上下位置，再次加壓、通電，使另一個(gè)被覆線的絕緣膜熔化，而使焊接電流流經(jīng)兩被覆線的導(dǎo)體。但此方法必須進(jìn)行非常麻煩的兩被覆線上、下反轉(zhuǎn)的操作，而且需要很多的工序和時(shí)間，生產(chǎn)性不好，沒有根本地解決問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明考慮到現(xiàn)有技術(shù)的問題所在，其目的在于提供一種可將多個(gè)被覆線高效且良好地焊接在一起的被覆線用電阻焊接裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于可以在適當(dāng)時(shí)刻將提供除去被覆線的絕緣膜的電流切換成為用于焊接被覆線導(dǎo)體的電流。
本發(fā)明的再一個(gè)目的在于，提高熔融被覆線絕緣膜的電極發(fā)熱的穩(wěn)定性。
本發(fā)明的又一個(gè)目的在于，提高除去被覆線絕緣膜后的主通電的電流供給效率及焊接質(zhì)量。
為達(dá)到以上目的，本發(fā)明的被覆線用電阻焊接裝置將多個(gè)被覆線重疊，用電阻焊接將其結(jié)合，其中包括第一電極，其由具有導(dǎo)電性及高發(fā)熱性的材料所制，且具有第一、第二端子，在所述第一、第二端子間的電極前端部以規(guī)定的壓力與一方的被覆線接觸；第二電極，其由具有導(dǎo)電性及高發(fā)熱性的材料所制，且具有第三、第四端子，所述第三端子和所述第一電極的第二端子電連接，用所述第三、第四電極間的電極前端部從所述第一電極相反的一側(cè)，以規(guī)定的壓力與另一方的被覆線接觸；電源電路，其與所述第一電極的第一端子電連接的第一輸出端子及與所述第二電極的第四端子電連接的第二輸出端子構(gòu)成，向所述第一及第二輸出端子間的電路中供給主電流。
在所述構(gòu)造中，當(dāng)電源電路向第一及第二輸出端子間的電路供主電流時(shí)，通電初期因?yàn)閮杀桓簿€的絕緣膜阻止主電流流動(dòng)，故電流以把兩電極成串接方式縱向流動(dòng)。即從電源電路的第一輸出端子流入第一電極的第一端子的電流，流經(jīng)第一電極的電極前端部從第二端子流出，進(jìn)入第二電極的第三端子，流經(jīng)第二電極的電極前端部，從第四端子再流回電源電路的第二輸出端子。這樣，兩電極的電極前端部附近就產(chǎn)生了焦耳熱，用這個(gè)焦耳熱兩被覆線的絕緣膜就上下同時(shí)被加熱。
通過上下同時(shí)加熱，兩被覆線的絕緣膜幾乎同時(shí)熔化，各自導(dǎo)體露出后，在第一及第二電極間提供的兩被覆線導(dǎo)體的導(dǎo)電路，從電源電路的第一輸出端子流入第一電極第一端子的電流中的大部分就不再流經(jīng)第一電極的第二端子和第二電極的第三端子，而是從第一電極的電極前端部橫跨兩被覆線的導(dǎo)體流入第二電極的電極前端部，從第二電極的第四端子流回電源電路的第二輸出端子。這樣，電阻焊接用的電流就高效、穩(wěn)定地供給了兩電極間的被焊接件(被覆線)，兩被覆線的導(dǎo)體之間就牢固地、高質(zhì)量地被焊接。
本發(fā)明被覆線用電阻焊接裝置所希望的形式在于具有能監(jiān)視流經(jīng)所述電源電路或所述第一、第二電極的規(guī)定電流，按所述電流呈現(xiàn)規(guī)定變化的時(shí)刻適時(shí)切換通電或加壓條件的條件切換裝置。
所述條件切換裝置的所希望的一形式在于，可以按所述電流呈現(xiàn)規(guī)定變化的時(shí)刻，適時(shí)動(dòng)作，切換主電流的電流設(shè)定值。另一所希望的形式在于具有按所述電流呈現(xiàn)規(guī)定變化的時(shí)刻適時(shí)動(dòng)作，將以后的通電時(shí)間切換成用于所述被覆線導(dǎo)體相互間的焊接的設(shè)定時(shí)間?；蛘撸€可按所述電流呈現(xiàn)規(guī)定變化的時(shí)刻適時(shí)動(dòng)作，切換施加于被覆線的壓力的大小。
所述條件切換裝置的所希望的形式還在于具有第一電流測定裝置，其測定第一電極的第二端子和第二電極的第三端子間的流動(dòng)電流；第一電流監(jiān)視裝置，其監(jiān)視所述第一電流測定裝置測出的電流值，檢測所述電流的電流值比規(guī)定監(jiān)視值低時(shí)刻。
或者，所述條件切換裝置也可以具有第二電流測定裝置，其測定主電流；第二電流監(jiān)視裝置，其監(jiān)視由所述第二電流測定裝置測出的所述主電流的波動(dòng)，并檢測所述主電流的波動(dòng)超出規(guī)定監(jiān)視值的時(shí)刻。
本發(fā)明被覆線用電阻焊接裝置的電源電路的所希望的一形式在于，包括整流電路，其可將商用頻率交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓；變換器，其可將從所述整流電路輸出的直流電壓變換成高頻脈沖電壓；焊接變壓器，其初級(jí)線圈的兩端與所述變換器的輸出端子電連接、次級(jí)線圈的兩端不接整流電路而分別與所述第一電極的第一端子及所述第二電極的第四端子電氣連接；變換控制裝置，其控制變換器切換動(dòng)作，使得由單位通電期間的多次反復(fù)構(gòu)成一次通電時(shí)間，在序號(hào)為奇數(shù)的各單位通電期間內(nèi)，由所述變換器按一方的極性輸出高頻脈沖，按每個(gè)高頻率單位通電周期，流經(jīng)焊接變壓器的初級(jí)回路或次級(jí)回路的流通電流的峰值或?qū)嵭е蹬c希望的電流設(shè)定值大體一致；在序號(hào)為偶數(shù)的各單位通電期間內(nèi)，由所述變換器按另一方的極性輸出高頻脈沖，按每個(gè)所述單位通電周期，流經(jīng)焊接變壓器的初級(jí)回路或次級(jí)回路的流動(dòng)的電流的峰值或?qū)嵭е蹬c電流設(shè)定值大體一致。在這樣的交流變換式電源中所述條件切換裝置就能根據(jù)所述電流呈現(xiàn)規(guī)定的變化適時(shí)動(dòng)作，切換所述單位通電期間的交變頻率。
本發(fā)明被覆線用電阻焊接裝置的電源電路的所希望的另一形式在于，包括第一整流電路，其將商用頻率交流電壓轉(zhuǎn)換或直流電壓；變換器，其將從所述第一整流電路輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換成高頻交流脈沖電壓；焊接變壓器，其初級(jí)線圈與所述變換器的輸出端子電連接；第二整流電路，其將從所述焊接變壓器的次級(jí)線圈得到的交流電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓并輸出所述主電流；變換控制裝置，其控制所述變換器切換動(dòng)作，使在焊接變壓器的初級(jí)或次級(jí)流動(dòng)的電流的峰值或?qū)嵭е蹬c希望的電流設(shè)定值大體一致。
本發(fā)明被覆線用電阻焊接裝置的電源電路的所希望的又一形式在于，可以是單相交流式，其包括焊接變壓器，其將商用頻率交流電壓通過由一對(duì)可控硅組成的接觸器輸入到初級(jí)線圈，從次級(jí)線圈輸出所述主電流；可控硅控制裝置，其控制所述可控硅的點(diǎn)弧角，使流經(jīng)所述焊接變壓器初級(jí)或次級(jí)的電流的實(shí)效值與希望的電流設(shè)定值大體一致。


圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的被覆線用電阻焊接裝置的主要構(gòu)成圖；圖2是實(shí)施例中的焊接頭主要部分構(gòu)成圖；圖3是表示按一實(shí)施例的焊接電源部的電路構(gòu)成圖；圖4是表示實(shí)施例中通電中的各部電流的波形圖；圖5是為說明實(shí)施例中交流變換式定電流限制控制的各部電流波形及時(shí)鐘脈沖圖；圖6是表示按其它實(shí)施例的焊接電源部的電路構(gòu)成圖；圖7是表示按其它實(shí)施例的焊接電源部的電路構(gòu)成圖。
具體實(shí)施例方式
下面參照

本發(fā)明的實(shí)施例。
圖1表示了本發(fā)明一實(shí)施例的被覆線用電阻焊接裝置的主要構(gòu)成。該電阻焊接裝置有焊接頭10和焊接電源部12，焊接頭上裝有上部電極14及下部電極16和加壓部18。
焊接電源部12從三相交流電源端子(R，S，T)輸入商用頻率交流電源電壓；在內(nèi)部轉(zhuǎn)換成焊接用直流或交流電壓，通過一對(duì)輸出端子12a，12b供給焊接頭10的導(dǎo)電電路主電流Iw。
在焊接頭10上的上部電極14及下部電極16可將上下相互重疊的兩根被覆線W1，W2從兩側(cè)(上方及下方)夾住，用加壓部18的加壓力形成加壓接觸。
上部電極14由具有高發(fā)熱性的導(dǎo)電材料如鉬或鎢系合金制成，雖可制成任意形狀，但理想形狀還是呈大致為U形或V形?？梢园言谄渥笥乙粚?duì)的肢體14c，14d的上端作為電極端子14a，14b，把肢體14c，14d的下端連結(jié)部作為用于加壓接觸工件的電極前端部14e。在上部電極14上，至少在電極前端部14e附近使用高發(fā)熱性材料，其它部分也可以用低發(fā)熱性材料(如銅合金)。
下部電極16同樣由具有高發(fā)熱性的導(dǎo)電材料如鉬或鎢系合金制成，雖可制成任意形狀，但理想形狀還是呈大致為倒置的U形或V形?？梢园言谄渥笥乙粚?duì)的肢體16c，16d的下端作為電極端子16a，16b，把肢體16c，16d的上端連結(jié)部作為用于加壓接觸工件的電極前端部16e。在下部電極16上，至少在電極前端部16e附近使用高發(fā)熱性材料，其它部分也可以用低發(fā)熱性材料(如銅合金)。
上部電極14及下部電極16，在機(jī)械方面，分別安裝在加壓部18的上部電極安裝部20及下部電極安裝部22上；在電方面，焊接電源部12的兩輸出端子12a，12b分別與下部電極16的電極端子16a及上部電極14的電極端子14a連接，下部電極16的電極端子16b與上部電極14的電極端子14b相互連接。
這樣，焊接頭10通電后，則從焊接電源部12向焊接頭10的導(dǎo)電電路供主電流Iw，由于供電初期兩被覆線W1，W2的絕緣膜阻止主電流Iw流動(dòng)，電流Iw就縱向串流流經(jīng)兩電極14、16。詳細(xì)情況就是主電流Iw以圖示方向流動(dòng)時(shí)，全部電流Iw都經(jīng)由焊接電源部12的輸出端子12a→下部電極16(電極端子16a→肢體16c→電極前端部16e→肢體16d→電極端子16b)→上部電極14(電極端子14b→肢體14d→電極前端部14e→肢體14c→電極端子14a)→焊接電源部12的輸出端子12b這樣的導(dǎo)電路徑流通。主電流Iw若以與圖示方向相反的方向流動(dòng)時(shí)，則以與所述路徑相反方向流動(dòng)。
這樣在通電剛開始的一段時(shí)間，由于全部主電流Iw從上部電極14及下部電極16的一端到另一端縱向流過，故在兩電極14、16的電極前端部14e，16e以及肢體部14c，14d，16d，16c處產(chǎn)生焦耳熱，由該焦耳熱，兩被覆線W1、W2的絕緣膜從上下同時(shí)被加熱。
通過上下同時(shí)加熱，兩被覆線W1、W2的絕緣膜幾乎同時(shí)熔融，各自中的導(dǎo)體露了出來。于是在上部電極14與下部電極16的中間就形成了工件(W1、W2)導(dǎo)電電路，主電流Iw的大部分電流就從這個(gè)導(dǎo)電路流通。
詳細(xì)情況就是，主電流Iw以圖示方向流動(dòng)時(shí)，從焊接電源部12的輸出端子12a流向下部電極16的主電流Iw中的大部分，從下部電極16的電極前端部16e通過兩被覆線W2，W1的導(dǎo)體流入上部電極14的電極前端部14e，然后流過上部電極14的肢體14c及電極端子14a，再通過焊接電源部12的輸出端子12b流出。而流入下部電極16的主電流Iw的一部分(剩下的部分)則從下部電極16的電極前端部16e通過，肢體16d及電極端子16b，迂回流到上部電極14的電極端子14b，在電極前端部14e與流經(jīng)工件(W1、W2)的電流匯合，流向焊接電源部12的輸出端子12b。主電流Iw若以與圖示方向相反的方向流動(dòng)時(shí)，則各部電流以與所述路徑相反方向流動(dòng)。
這樣，在通電過程中，兩被覆線W1、W2的絕緣膜熔化，各自的導(dǎo)體露出后，主電流Iw中的大部分通過兩電極14、16間的最短路徑，即橫向流經(jīng)兩被覆線W1、W2的導(dǎo)體，因而在兩被覆線W1、W2的導(dǎo)體之間就可以實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定地電阻焊接。
焊接電源部12還包括后面將要提到的用于控制在焊接頭10的通電及加壓的控制部。該控制部可以在通電過程中兩被覆線W1、W2的絕緣膜剛?cè)廴跁r(shí)或估算的時(shí)刻適時(shí)地切換通電或加壓條件。為進(jìn)行這個(gè)條件切換的控制，對(duì)在上部電極14的電極端子14b與下部電極16的電極端子16b間的電路15上流通的電流Ic及/或?qū)υ诤附与娫床?2的輸出端子12a，12b和兩電極16、14的電極端子16a，14a間的電路17、19上流通的電流，即主電流Iw用電流傳感器24、26進(jìn)行測定，就可得到用后面要提到的電流監(jiān)控環(huán)法測的電流Ic、Iw規(guī)定的屬性(如電流值、脈動(dòng)、波形等)的變化，檢測兩被覆線W1、W2的絕緣膜熔融的時(shí)刻。
圖2表示了在該實(shí)施例的焊接頭10的主要部分構(gòu)成。
上部電極安裝部20包括垂直臂30，其與加壓部18(圖1)內(nèi)的圖中未表示出的加壓驅(qū)動(dòng)部(如汽缸)一起動(dòng)作；導(dǎo)電水平臂32，其裝在該垂直臂30的下端部，兩者中間加有絕緣材料(圖中未表示)；左右一對(duì)的電極支持板34、36，其垂直安裝在所述水平臂32的前端面。兩電極支持板34、36中右側(cè)的電極支持板36與水平臂32電連接，左側(cè)的電極支持板34與水平臂32之間靠絕緣材料(圖中未示出)不使電流通過。兩個(gè)電極支持板34、36之間也靠絕緣材料38，相互不使電流通過。
上部電極14的左右電極端子14b，14a分別用螺栓40、42以可離合方式裝在左側(cè)及右側(cè)的電極支持板34、36上。水平臂32的后端部(背面?zhèn)?與電源輸出端子12b(圖1)的導(dǎo)電板44連通。導(dǎo)電板44、水平臂32及右側(cè)電極支持板36在電源輸出端子12b和上部電極14的右側(cè)電極端子14a之間構(gòu)成了導(dǎo)電線路19(圖1)。
下部電極安裝部22由固定在底座46上、兩者中間加有絕緣材料(圖中未示出)的導(dǎo)電塊48和與該導(dǎo)電塊48的一個(gè)端面垂直固定安裝的左、右一對(duì)電極支持板50、52組成。兩電極支持板50、52中右側(cè)的電極支持板52與導(dǎo)電塊48實(shí)現(xiàn)電連接，左側(cè)的電極支持板50與導(dǎo)電塊48間加有絕緣材料(圖中未示出)，不使電流通過。兩電極支持板50、52間也加有絕緣材料54，相互不使電流通過。下部電極16的左右電極端子16b，16a分別用螺栓56、58以可離合方式裝在左側(cè)及右側(cè)的電極支持板50、52上。導(dǎo)電塊48的后端部(背面?zhèn)?與電源輸出端子12a(圖1)的導(dǎo)電板60連通。導(dǎo)電板60、導(dǎo)電塊48及右側(cè)電極支持板52在電源輸出端子12a和下部電極16的右側(cè)電極端子16a之間構(gòu)成了導(dǎo)電線路17(圖1)。
上部的左側(cè)電極支持板34和下部的左側(cè)電極支持板50之間用電纜61相互連接。這些電極支持板34、50及電纜61就在上部電極14的左側(cè)電極端子14b與下部電極16的左側(cè)電極端子16b之間構(gòu)成了導(dǎo)電線路(旁通電路)15。在電纜61上也可以安裝作為電流傳感器24的如環(huán)狀線圈。
圖3表示按一實(shí)施例焊接電源部12的構(gòu)成。該實(shí)施例的焊接電源部12使用了交流變換式電源電路。該電源電路中的變換器62包括由GTR(大功率三極管)或IGBT(絕緣柵雙極管)組成的四個(gè)晶體管切換元件64、66、68、70。
這四個(gè)切換元件64-70中，第一組(正極側(cè))的切換元件64、68，通過驅(qū)動(dòng)回路72，根據(jù)由控制部74發(fā)出的同相驅(qū)動(dòng)脈沖G1、G3按規(guī)定的變換頻率(如4KHz)同時(shí)進(jìn)行切換(開·關(guān))控制；第二組(負(fù)極側(cè))的切換元件66、70，通過驅(qū)動(dòng)電路72，根據(jù)由控制部發(fā)出的同相驅(qū)動(dòng)脈沖G2、G4按所述的變換頻率同時(shí)進(jìn)行切換控制。
變換器62的輸入端子[L0，L1]與三相整流電路76的輸出端子相接。三相整流電路76把6個(gè)二極管按三相橋式接線，把由三相交流電源端子(R，S，T)輸入的商用三相交流電壓進(jìn)行全波整流并變換成直流電壓。從三相整流電路76輸出的直流電壓被電容78平滑后，傳給變換器62的輸入端子[L0，L1]。
變換器62的輸出端子[M0，M1]與焊接變壓器80的初級(jí)線圈相接。焊接變壓器80的次級(jí)線圈的兩端分別通過次級(jí)導(dǎo)體輸出端子12a，12b及導(dǎo)電電路17、19與下部電極16的電極端子16a和上部電極14的電極端子14a連接。
控制部74由微型計(jì)算機(jī)組成，含有CPU、ROM(程序存儲(chǔ)器)、RAM(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器)、接口電路等。除進(jìn)行電源裝置內(nèi)的所有控制如通電控制(特別是變換器控制)、各種焊接條件的設(shè)定及顯示處理之外，還要進(jìn)行對(duì)加壓部18及其它外部關(guān)聯(lián)裝置所需要的控制。在機(jī)能上，用于管理通電時(shí)間的通電程序部、用于控制變換器62切換動(dòng)作的變換器控制部和用于切換通電時(shí)間過程中的通電、加壓條件的條件切換部也包括在控制部74內(nèi)。
輸入部82包括設(shè)在焊接電源部12的操作盤(圖中未示出)上的鍵盤或電鍵開關(guān)群，用于設(shè)定電阻焊接的各種條件的輸入。顯示部84包括設(shè)在該操作盤上的顯示器如液晶顯示器，以顯示控制部74控制下的各種條件的設(shè)定值和測定值等。
在焊接電源部12中，為能完成電流反饋式的通電控制，在初級(jí)電路這一側(cè)，在整流電路76和變換器62之間(在圖1的構(gòu)成例中則是在電容78和變換器62之間)的導(dǎo)線上安裝了由電流互感器組成的電流傳感器86，根據(jù)該電流傳感器86的輸出信號(hào)，電流測定電路88便可測出在變換器62的輸入端流通的初級(jí)電流I1的測定值(瞬時(shí)值)，將該測定值作為電流測定信號(hào)MI1，并將它供給控制部74。
另外，根據(jù)次級(jí)回路這一側(cè)裝有的電流傳感器24、26的輸出信號(hào)，電流測定回路90、92可分別測出電流Ic、Iw的測定值(實(shí)效值)，將表示這些電流測定值的電流測定信號(hào)MIc、MIw供給控制部74。
下面說明該實(shí)施例在焊接電源部12的作用。
在控制部74內(nèi)的存儲(chǔ)器里，已預(yù)先設(shè)定了要加工工件(W1、W2)的焊接條件。特別重要的條件是通電時(shí)間、電流值、加壓力。
通電時(shí)間的設(shè)定是把為熔化除去兩被覆線W1、W2的絕緣膜所需的第一通電時(shí)間WE1和為將兩被覆線W1、W2的導(dǎo)體焊接在一起所需的第二通電時(shí)間WE2分成兩部分。這里，第一通電時(shí)間WE1不確定，僅設(shè)定上限時(shí)間WE’便可。第二通電時(shí)間WE2在第一通電時(shí)間WE1終止時(shí)開始。在該焊接電源部12內(nèi)，為了可以如后面要敘述的那樣準(zhǔn)確地測出第一通電時(shí)間WE1的應(yīng)終止通電的時(shí)刻，故可以管理第二通電時(shí)間WE2通電開始的時(shí)刻，從而也可按設(shè)定WE2的時(shí)間那樣進(jìn)行管理。因此，第二通電時(shí)間WE2就可設(shè)定為適于將被覆線W1的導(dǎo)體與被覆線W2結(jié)合上的恰當(dāng)?shù)耐姇r(shí)間。
電流值可按第一通電時(shí)間WE1和第二通電時(shí)間WE2分別設(shè)定。第一通電時(shí)間WE1的主電流Iw的設(shè)定電流值，可根據(jù)適合熔去兩被覆線W1、W2的絕緣膜所希望用的時(shí)間來選擇電流值Is1。第二通時(shí)間WE2的設(shè)定電流值可根據(jù)能在通電時(shí)間WE2里將適合兩被覆線W1、W2的導(dǎo)體焊接來選定電流值Is2。
加壓力也可按第一通電時(shí)間WE1和第二通電時(shí)間WE2分別設(shè)定。當(dāng)被覆線W1、W2的線徑小時(shí)、由于工件(導(dǎo)體之間)的熔透速度快，則可將第二通電時(shí)間內(nèi)的加壓力的值設(shè)定得比第一通電時(shí)間WE1內(nèi)的加壓力值小。
由于該實(shí)施例的焊接電源部12是交流變換式的，因此次級(jí)交流周期的頻率可任意設(shè)定，第一通電時(shí)間WE1和第二通電時(shí)間WE2里的交流周期的頻率也可獨(dú)立設(shè)定。
圖4、圖5表示了該實(shí)施例通電中各部分的電流波形(一例)。在圖示的例中控制部74內(nèi)的變換器控制部通過電流傳感器86及電流測定電路88將初級(jí)電流I1的瞬時(shí)值反饋，進(jìn)行定電流限制控制。在交流轉(zhuǎn)換式的定電流限制控制中，在規(guī)定的時(shí)鐘周期TC的始端，通過驅(qū)動(dòng)回路72使驅(qū)動(dòng)脈沖G1、G3處于H水平，使某側(cè)如正極側(cè)的開關(guān)元件64、68位于開的位置，
此時(shí)驅(qū)動(dòng)脈沖G2、G4保持L水平，負(fù)極側(cè)的切換元件66、70位于關(guān)的位置。正極側(cè)的切換元件64、68位于開的位置，初級(jí)電流I1則在正極方向上建立。
初級(jí)電流I1一正常建立，電流測定信號(hào)MI1在該時(shí)鐘周期內(nèi)達(dá)到對(duì)應(yīng)用于第一通電時(shí)間WE1的設(shè)定電流值Is1規(guī)定的極限水平，則控制部74內(nèi)的變換器控制部在到達(dá)該極限水平的時(shí)刻，把控制脈沖G1、G3返回到L水平，正極側(cè)的切換元件64、68置于關(guān)的位置。
由于次級(jí)電路電阻值增大或三相交流電源電壓下降等變動(dòng)，初級(jí)電流I1建立不好，電流測定信號(hào)MI1在該時(shí)鐘周期內(nèi)有時(shí)達(dá)不到極限水平，這時(shí)在時(shí)鐘周期TC的終端前降下，把控制脈沖G1、G3，使正極側(cè)的切換元件64、68置于關(guān)的位置。
這樣，次級(jí)側(cè)交流周期的各正極性的半波(如奇數(shù)號(hào)的單位通電期間T)中，如上所述通過在負(fù)極側(cè)的切換元件66、70處于關(guān)的狀態(tài)下把正極側(cè)的切換元件64、68作定電流極限控制、高速地(以變換器的頻率)作切換動(dòng)作，在焊接變壓器80的次級(jí)側(cè)電路中就有大體呈臺(tái)形波的主電流Iw沿正方向流動(dòng)。
次級(jí)側(cè)交流周期的各負(fù)極性的半波(偶數(shù)號(hào)的單位通電時(shí)間T)中，通過在變換器62內(nèi)的正極側(cè)的切換元件64、68與負(fù)極側(cè)的切換元件66、70交換，與所述一樣做高速切換動(dòng)作，在焊接變壓器80的次級(jí)電路中就有大體呈臺(tái)形波的主電流Iw沿負(fù)方向流動(dòng)。
如上所述，在通電開始后的短時(shí)間內(nèi)，即第一通電時(shí)間WE1的初期到中間階段，焊接頭10的全部主電流Iw，都經(jīng)由旁通電路15、縱向貫通上部電極14和下部電極16。因此流通旁通電路15的電流Ic與主電流Iw相同。在該階段，上部電極14及下部電極16分別發(fā)熱，從上下同時(shí)加熱兩被覆線W1、W2。
由于是上下同時(shí)加熱，兩被覆線W1、W2的絕緣膜幾乎同時(shí)熔融。這樣就如圖4所示，旁通電路電流Ic、主電流Iw及1次電流I1出現(xiàn)了顯著變化。即旁通電路電流Ic的電流值突然或急劇地變低。主電流Iw的波動(dòng)突然或急劇地變大。而且初級(jí)電流I1的各時(shí)鐘脈沖的每個(gè)脈沖幅度Tp也突然出現(xiàn)了大變動(dòng)Q。
控制部74內(nèi)的條件切換部在第一通電時(shí)間WE1通過電流傳感器24及電流測定電路90能監(jiān)視旁通電路電流Ic的電流值；通過電流傳感器26及電流測定電路92能監(jiān)視主電流Iw的波動(dòng)。
從而在各單位通電期間T內(nèi)電流建立后，將旁通電路電流Ic的電流值If與規(guī)定的監(jiān)視值Ik作比較，當(dāng)成為If＜Ik的時(shí)刻，就可判定兩被覆線W1、W2的絕緣膜已熔化的時(shí)刻。
或者計(jì)算主電流Iw的波動(dòng)δI并與規(guī)定的監(jiān)視值ΔI作比較，當(dāng)成為δI＞ΔI的時(shí)刻，就可判定兩被覆線W1、W2的絕緣膜已熔化的時(shí)刻。主電流Iw波動(dòng)的演算可按規(guī)定的頻率抽出樣本值求出極大點(diǎn)和極小點(diǎn)，將相臨的極大點(diǎn)和極小點(diǎn)的差作為波動(dòng)δI。
或者求出初級(jí)電流I1的在各時(shí)鐘周期的脈沖幅度Tp變動(dòng)率dTp，將它與規(guī)定的監(jiān)視值DTp作比較，當(dāng)成為dTP＞DTp的時(shí)刻，就可判定兩被覆線W1、W2的絕緣膜已熔化的時(shí)刻。另外，也可以不監(jiān)視初級(jí)電流I1的脈沖幅度Tp而監(jiān)視驅(qū)動(dòng)脈沖G的脈沖幅度。
如上所述，一檢測到兩被覆線W1、W2的絕緣膜已熔的時(shí)刻，控制部74內(nèi)的條件切換部就在檢測到該時(shí)刻的單位通電期間T內(nèi)將第一通電時(shí)間WE1終止，從下一個(gè)單位通電時(shí)間T起開始第二通電時(shí)間WE2，在此，對(duì)通電時(shí)間，電流設(shè)定值和加壓力等焊接條件進(jìn)行切換。在圖示的例中，在次級(jí)交流周期基礎(chǔ)上將第二通電時(shí)間WE2設(shè)定為一個(gè)周期(單位通電時(shí)間基礎(chǔ)上的兩個(gè)周期)。另外，把主電流Iw的設(shè)定值Is2設(shè)定得遠(yuǎn)大于第一通電時(shí)間WE1的設(shè)定值Is1。
在第二通電時(shí)間WE2中，由于主電流Iw中的大部分都通過上部電極14及下部電極16間的最短路徑即橫斷兩被覆線W1、W2的導(dǎo)體流通，迂回流經(jīng)旁通電路15的電流Ic逐漸減少近似于零。主電流Iw上依舊有大的波動(dòng)δI出現(xiàn)，與這個(gè)次級(jí)側(cè)的電流波動(dòng)δI相呼應(yīng)，初級(jí)電流I1的脈沖幅度也斷續(xù)且大幅地持續(xù)變動(dòng)。但通過兩電極14、16供給兩被覆線W1、W2的熱能很穩(wěn)定，兩被覆線W1、W2的導(dǎo)體由高效且穩(wěn)定的電阻焊接被牢固、高質(zhì)量地結(jié)合在一起。
圖6表示了另一實(shí)施例的焊接電源部12的構(gòu)成。該實(shí)施例的焊接電源部12用直流轉(zhuǎn)換式的電源電路。圖中對(duì)與所述實(shí)施例的交流變換式電源電路有實(shí)質(zhì)上同樣構(gòu)成或同樣機(jī)能的部分標(biāo)記同樣的符號(hào)。
在直流變換式中，在焊接變壓器80的次級(jí)上裝了由一對(duì)二極管94、96組成的整流電路98。詳細(xì)情況就是將焊接變壓器80的次級(jí)線圈的兩端分別通過二極管94、96與正極側(cè)的輸出端子12a接在一起而次級(jí)線圈的中間抽頭與負(fù)極側(cè)的輸出端子12b接在一起。
初級(jí)側(cè)的變換器62，在整個(gè)通電期間，通過正極側(cè)的切換元件64、68和負(fù)極側(cè)的切換元件66、70在每個(gè)時(shí)鐘周期交互地根據(jù)極限控制切換，從變換器62的輸出端子[M0，M1]向焊接變壓器80的初級(jí)圈發(fā)送變換頻率的交流脈沖電壓。
在焊接變壓器80的次級(jí)線圈上，因感應(yīng)電動(dòng)勢而產(chǎn)生的次級(jí)交流脈沖電壓被整流電路98變換成直流，從輸出端子12a，12b向焊接頭10的焊接部輸出直流主電流Iw。
在這個(gè)實(shí)施例中，除去次級(jí)主電流Iw及旁通電路電流Ic是直流外，也與所述實(shí)施例的交流變換式起著同樣的作用。特別是在檢測兩被覆線W1、W2的絕緣膜熔融時(shí)刻，切換焊接條件的作用可以原封不動(dòng)地使用與所述的實(shí)施例相關(guān)的構(gòu)成和機(jī)能，因此也能得到與所述同樣的效果。
圖7表示了在焊接電源部12采用單相交流式電源電路的構(gòu)成例。在該電源部，由輸入端子100、102輸入的商用頻率單相交流電壓V，通過由一對(duì)可控硅104、106組成的接觸器供給至焊接變壓器80的初級(jí)線圈。在焊接變壓器80的次級(jí)線圈上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(次級(jí)側(cè)電壓)，由輸出端子12a，12b將交流次級(jí)電流或主電流Iw輸出給焊接頭10的焊接部。
主電流Iw的大小(實(shí)效值)由通電角決定，由于點(diǎn)弧角和通電角之間大體存在一定的關(guān)系，因而也可以說由點(diǎn)弧角來決定。在本實(shí)施例中控制部74內(nèi)的可控硅控制部通過點(diǎn)弧電路108控制可控硅104、106的點(diǎn)弧角(點(diǎn)弧時(shí)刻)，從而控制主電流Iw的實(shí)效值。
在本實(shí)施例中，雖然在控制速度和精細(xì)程度方面雖比所述實(shí)施例交流變換式的要差一些，但基本上能得到與所述的交流變換式同樣的作用和效果。
所述的實(shí)施形態(tài)的各部構(gòu)成，特別是焊接頭10的電極周圍部分的構(gòu)成和焊接電源部12內(nèi)的電路構(gòu)成是一個(gè)例子。在本發(fā)明的技術(shù)思路的范圍內(nèi)可作種種變形。如上部電極14及下部電極16的形狀、尺寸、材質(zhì)不一定必須要一致，根據(jù)兩被覆線W1、W2的材質(zhì)、形狀及焊接標(biāo)準(zhǔn)，可以分別采用不同的電極構(gòu)造。
在所述實(shí)施例的直流變換式中，由于供給焊接頭10的是直流主電流Iw，在兩電極14、16的各部上流通的常常是同一方向的電流，因此兩電極14、16的磨損程度也易產(chǎn)生不同。為此，在焊接電源部12的輸出端子12a，12b和兩電極14、16間安裝有配列器，可對(duì)熔接頭10的通電極性即電源輸出端子12a，12b和兩電極14、16間的接續(xù)關(guān)系作定期的逆變換。所述實(shí)施例中的變換式電源采用的是定電流控制的極限控制方式，但也可以采用在每個(gè)時(shí)鐘周期檢出測定值與設(shè)定值間的誤差來變換脈沖幅度的變換脈沖幅度方式。
在所述實(shí)施例中，采用的是定電流控制方式，也可采用定電壓控制或定功率控制等其它控制方式，且被覆線也不限定結(jié)合兩根，在一根線上同時(shí)結(jié)合兩根、三根或三根以上的線都可以。被覆線也不限于是圓線，也可以是扁線等。
如上所述，用發(fā)本明的被覆線用電阻焊接裝置，能將多個(gè)被覆線高效且良好地焊接。特別是上部電極及下部電極雙方均由單一型或一體型的加熱電極構(gòu)成，可將兩被覆線的絕緣膜從上下同時(shí)熔融并切換至兩被覆線絕緣膜除去后電阻焊接兩被覆線導(dǎo)體的最佳焊接條件，從而得到良好的焊接質(zhì)量。從供給除去被覆線的絕緣膜的電流切換成供給焊接被覆線導(dǎo)體的電流時(shí)，也能在合適的時(shí)刻進(jìn)行切換。
權(quán)利要求
1.一種被覆線用電阻焊接裝置，其將多個(gè)被覆線重疊并用電阻焊接將其結(jié)合，其中，包括第一電極，其由裝有第一、第二端子的具有導(dǎo)電性和高發(fā)熱性的部件制作，且用所述第一、第二端子間的電極前端部與一方的所述被覆線的按規(guī)定的加壓力接觸；第二電極，其由裝有第三、第四端子的具有導(dǎo)電性和高發(fā)熱性的部件制作，且用所述第三端子與所述第一電極的第二端子電連接，用所述第三、第四端子間的電極前端部從與所述第一電極的相反的一側(cè)與所述另一方的被覆線按規(guī)定的壓力接觸；電源電路，其包括與所述第一電極的第一端子電連接的第一輸出端子、和與所述第二電極的第四端子電連接的第二輸出端子，且向所述第一和第二輸出端子間的導(dǎo)電電路供給主電流。
2.如權(quán)利要求1所述的被覆線用電阻焊接裝置，其中，具有條件切換裝置，其監(jiān)視流經(jīng)所述電源電路或所述電極的規(guī)定電流、并根據(jù)所述電流呈現(xiàn)規(guī)定變化的時(shí)刻切換通電或加壓條件。
3.如權(quán)利要求2所述的被覆線用電阻焊接裝置，其中，所述條件切換裝置根據(jù)所述電流呈現(xiàn)規(guī)定變化的時(shí)刻切換所述主電流的電流設(shè)定值。
4.如權(quán)利要求2所述的被覆線用電阻焊接裝置，其中，所述條件切換裝置根據(jù)所述電流呈現(xiàn)規(guī)定變化的時(shí)刻將以后的通電時(shí)間切換成用于焊接所述被覆線導(dǎo)體相互間的設(shè)定時(shí)間。
5.如權(quán)利要求2所述的被覆線用電阻焊接裝置，其中，所述條件切換裝置根據(jù)所述電流呈現(xiàn)規(guī)定變化的時(shí)刻切換加在所述被覆線上的加壓力的大小。
6.如權(quán)利要求2～5中任一項(xiàng)所述的被覆線用電阻焊接裝置，其中，所述條件切換裝置包括第一電流測定裝置，其用于測定在所述第一電極的第二端子和所述第二電極的第三端子之間流動(dòng)的電流；第一電流監(jiān)視裝置，其監(jiān)視由所述第一電流測定裝置測出的所述電流的電流值，并檢測所述電流的電流值比規(guī)定的監(jiān)視值低的時(shí)刻。
7.如權(quán)利要求2～6中任一項(xiàng)所述的被覆線用電阻焊接裝置，其中，所述條件切換裝置包括第二電流測定裝置，其用于測定所述主電流；第二電流監(jiān)視裝置，其監(jiān)視由所述第二電流測定裝置測出的所述主電流的波動(dòng)，并檢測所述主電流的波動(dòng)超出規(guī)定監(jiān)視值的時(shí)刻。
8.如權(quán)利要求1所述的被覆線用電阻焊接裝置，其中，所述電源電路包括整流電路，其將商用頻率的交流電壓變換成直流電壓；變換器，其將從所述整流電路輸出的直流電壓變換成高頻脈沖電壓；焊接變壓器，其初級(jí)線圈的兩端與所述變換器的輸出端子電連接，次級(jí)線圈的兩端不通過整流電路而與所述第一電極的第一端子和所述第二電極的第四端子分別電連結(jié)；變換控制裝置，其控制所述變換器的切換動(dòng)作，使得由單位通電期間的多次反復(fù)構(gòu)成一次通電時(shí)間，在序號(hào)為奇數(shù)的各單位通電期間由所述變換器按一方的極性輸出高頻脈沖，按所述高頻脈沖的每一單位通電周期，使在所述焊接變壓器的初級(jí)電路或次級(jí)電路中流動(dòng)的電流的峰值或?qū)嵭е蹬c希望的電流規(guī)定值大體一致，在序號(hào)為偶數(shù)的各單位通電期間由所述變換器按另一方的極性輸出所述高頻脈沖，按所述每個(gè)單位通電周期，使在所述焊接變壓器的初級(jí)電路或次級(jí)電路中流動(dòng)的電流的峰值或?qū)嵭е蹬c所述電流設(shè)定值大體一致。
9.如權(quán)利要求2～7中任一項(xiàng)所述的被覆線用電阻焊接裝置，其中，所述電源電路包括整流電路，其將商用頻率的交流電壓變換成直流電壓；變換器，其將從所述整流電路輸出的直流電壓變換成高頻脈沖電壓；焊接變壓器，其初級(jí)線圈的兩端與所述變換器的輸出端子電連接，次級(jí)線圈的兩端不通過整流電路而與所述第一電極的第一端子和所述第二電極的第四端子分別電連結(jié)；變換控制裝置，其控制所述變換器的切換動(dòng)作，使得由單位通電期間的多次反復(fù)構(gòu)成一次通電時(shí)間，在序號(hào)為奇數(shù)的各單位通電期間由所述變換器按一方的極性輸出高頻脈沖，按所述高頻脈沖的每一單位通電周期，使在所述焊接變壓器的初級(jí)電路或次級(jí)電路中流動(dòng)的電流的峰值或?qū)嵭е蹬c希望的電流規(guī)定值大體一致，在序號(hào)為偶數(shù)的各單位通電期間由所述變換器按另一方的極性輸出所述高頻脈沖，按所述每個(gè)單位通電周期，使在所述焊接變壓器的初級(jí)電路或次級(jí)電路中流動(dòng)的電流的峰值或?qū)嵭е蹬c所述電流設(shè)定值大體一致。
10.如權(quán)利要求9所述的被覆線用電阻焊接裝置，其中，所述條件切換裝置根據(jù)所述電流呈現(xiàn)規(guī)定變化的時(shí)刻，切換所述單位通電期間的交變頻率。
11.如權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的被覆線用電阻焊接裝置，其中，所述電源電路包括第一整流電路，其將商用頻率的交流電壓變換成直流電壓；變換器，其將從所述第一整流電路輸出的直流電壓變換成高頻交流脈沖電壓；焊接變壓器，其初級(jí)線圈與所述變換器的輸出端子電連接；第二整流電路，其將從所述焊接變壓器次級(jí)線圈得到的交流電壓變成直流電壓并輸出所述主電流；變換控制裝置，其控制所述變換器切換動(dòng)作，使在所述焊接變壓器的初級(jí)或次級(jí)流動(dòng)的電流的峰值或?qū)嵭е蹬c希望的電流設(shè)定值大體一致。
12.如權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的被覆線用電阻焊接裝置，其中，所述電源電路包括焊接變壓器，其將商用頻率的交流電壓通過由一對(duì)可控硅組成的接觸器輸入到初級(jí)線圈，從次級(jí)線圈輸出所述主電流；可控硅控制裝置，其控制可控硅的點(diǎn)弧角，使在所述焊接變壓器的初級(jí)或次級(jí)流動(dòng)的電流實(shí)效值與希望的電流設(shè)定值大體一致。
全文摘要
一種被覆線用電阻焊接裝置,該裝置將多個(gè)被覆線高效、良好地結(jié)合。其裝有焊接頭和焊接電源部。在焊接頭上裝有上部電極、下部電極及加壓部。焊接電源部可將來自三相交流電源端子(R,S,T)的商用頻率交流電源電壓輸入,變換成焊接用的直流或交流電壓,從一對(duì)輸出端子將主電流1w供給焊接頭的導(dǎo)電電路。上部電極及下部電極將相互上下重疊的兩根被覆線從上下兩側(cè)夾住,以來自加壓部的加壓力加壓接觸。上部電極呈U或V形,其左右一對(duì)肢體的上端部作為電極端子,肢體的下端連結(jié)部是與兩被覆線作加壓接觸的電極前端部。下部電極呈倒置的U或V形,其左右一對(duì)肢體的下端部作為電極端子,肢體的上端連結(jié)部是與兩被覆線作加壓接觸的電極前端部。
文檔編號(hào)B23K11/16GK1383954SQ0211853
公開日2002年12月11日 申請(qǐng)日期2002年4月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月27日
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