專利名稱：一種尖端接觸式平行電極焊頭的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電阻焊點焊，涉及以電阻焊直接焊接漆包線的平行電極焊頭。
背景技術：
以電阻焊直接焊接漆包線的技術中，平行電極焊頭十分重要。目前公開的包括有預應力點焊頭(專利號為93245377. 5)，點電焊焊頭(專利號01114808. X)及平行電極焊頭(雙尖端專利申請?zhí)枮?01020696469. O)等，這些技術存在著一個重大的不足是結(jié)構(gòu)尖端接觸部不夠穩(wěn)定及焊頭使用壽命不長。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和使用壽命較長的尖端接觸式平行電極焊頭。

發(fā)明內(nèi)容
首先對本發(fā)明提出“平行電極焊頭”的概念作簡略的介紹與焊接電源正負極連接的焊接金屬稱之為電極；把二個電極置于焊件的同一側(cè)稱之為平行電極；把平行電極固連成一體稱之為平行電極焊頭。目前所公開的直接焊接漆包線的平行電極焊頭，其尖端結(jié)構(gòu)不外二種，一種為尖端接觸式，另一種為尖端連體式，尖端連體式由于連體部電阻很小，所以要很大的電流量才能產(chǎn)生除漆和焊接的效果，本發(fā)明內(nèi)容不對尖端連體式平行電極焊頭展開討論。尖端接觸式平行電極焊頭包括由鎢、鑰或鎢合金、鑰合金等耐高溫焊接金屬材料制成的二個電極，二個電極之間有絕緣間隔層并連結(jié)成一體，尖端接觸式平行電極焊頭從外觀和功能結(jié)構(gòu)上可劃分為尖端接觸部、尖端過渡部、主體部、連接部。尖端接觸式平行電極焊頭通過連接部與焊頭夾連接，焊頭夾與機頭連接，焊接電源通過輸出電纜與焊頭夾連接。尖端接觸式平行電極焊頭的工作原理為機頭操縱焊頭壓緊被焊接的漆包線，當壓力達到設定值時導通焊接電源，大電流通過焊頭的尖端接觸部，使尖端接觸部產(chǎn)生電火花，漆包線上的絕緣漆一部分被電火花燒除，其余部分向兩側(cè)退縮，裸露金屬，在焊接壓力的作用下，大電流轉(zhuǎn)而流入漆包線內(nèi)的金屬和基底，實現(xiàn)電阻焊焊接。換言之，尖端接觸式平行電極焊頭能直接焊接漆包線的先決條件為尖端接觸部保持良好的穩(wěn)定和尖端接觸，使之能不斷導通大電流，不斷產(chǎn)生電火花，不斷燒除絕緣漆，如果尖端接觸部不能產(chǎn)生電火花，不能燒除絕緣漆，焊接也就無法進行?，F(xiàn)有技術尖端接觸式平行電極焊頭，一般以約Φ3. 2mm的二個半圓柱電極連結(jié)成一體構(gòu)成，二個電極的的絕緣間距很小，一般在O. IOmm以下，造成尖端接觸的方法是利用金屬的延展性，在距二個電極尖端約2mm處各自向相對的方向內(nèi)彎,使之形成應力接觸,本發(fā)明把該應力接觸稱為尖端接觸部，一般而言，該尖端接觸部的長度不超過O. 5mm。在使用這種尖端接觸式平行電極焊頭進行焊接時，由于尖端接觸部是在一定的電極力作用下，接觸尖端不斷產(chǎn)生電火花燒除絕緣漆，并不斷產(chǎn)生高溫進行焊接，尖端接觸部在高溫條件下不斷受電極力和電火花的沖擊，就會引起尖端接觸部的不穩(wěn)定，漸進造成尖端接觸不良或不接觸，影響焊接質(zhì)量和焊頭使用壽命，因而如何對尖端接觸式平行電極焊頭增加尖端接觸部穩(wěn)定可靠和增加其抗沖擊能力成為直接焊接漆包線的技術難題。由于現(xiàn)有技術尖端接觸式平行電極焊頭基本上都是由本發(fā)明人提出，為了解決上述直接焊接漆包線的技術難題，本發(fā)明人從1993年提出“預應力電極”專利以來，一直在從事和研究直接焊接漆包線技術，并一直對尖端接觸式平行電極焊頭如何增加尖端接觸部的穩(wěn)定可靠和如何增加尖端接觸部的抗沖擊能力進行大量的實驗，反復試用各種以外部作用力，包括外加絕緣套管，包括以各種機械結(jié)構(gòu)等等，發(fā)現(xiàn)難度極大，可稱之為四大困難
一是漆包線很細，一般小于Φ0. 10mm，引出線又很短，一般只有10多毫米，而焊接又必需在靠近漆包線弓I出的近端I一3mm之內(nèi)，且焊盤也十分細小，一般只有O. 5*0. 5mm左右，相應焊頭尖端的端面一般也只有O. 5*0. 5_左右，在這樣窄小的空間外加絕緣套管或其它方法幾乎都不能實現(xiàn)；
二是二個電極之間的間距很小，只有約O. 10mm，尖端接觸部的長度極短，一般不超過O. 5mm,在必需保證尖端接觸部導電良好的前提下，如何增加其又短又細又薄(約·
O.5*0. 5*0. 5mm)的尖端接觸部的穩(wěn)定可靠變得極其困難；
三是平行電極焊頭的尖端過渡部往往需要以錐型或不規(guī)則錐型過渡，要在錐型的尖端過渡部外加絕緣套管，不但加工十分困難且套上后又十分容易滑脫，因此在尖端過渡部牢固套上絕緣套管也是困難重重；
四是必需要保證焊接操作時的視野清晰，直接焊接漆包線屬于顯微焊接，被焊接的漆包線一般小于Φ0. 10mm，即使在最短的工作距離，正常人也無法看清焊件更無法分辯焊接效果，必需借助顯微光學裝置才能保證視野的清晰，在這樣的條件下，冀在尖端過渡部加絕緣套管的難度更大，要求更高。為了增加尖端接觸式平行電極焊頭尖端接觸部的穩(wěn)定可靠和增加其抗沖擊能力，本發(fā)明提出把原先二個簡單的半圓柱形電極改變?yōu)槎€對稱的鑲嵌電極，在二個鑲嵌電極的鑲嵌連接處各自向相對的方向內(nèi)彎，形成尖端接觸部，從尖端接觸部到鑲嵌連接處形成尖端過渡部，鑲嵌的電極為鎢金屬電極、鑰金屬電極或鎢合金電極或鑰合金電極，承受鑲嵌的金屬為導電導熱性能導好和延展性強的銅金屬或各種銅合金，承受鑲嵌的金屬構(gòu)成了鑲嵌電極的主體部，連接部由主體部延伸而成，二個鑲嵌電極通過連接部與焊頭夾連接。本發(fā)明針對原有技術尖端接觸式平行電極焊頭的結(jié)構(gòu)缺陷一是二個電極內(nèi)彎處形成應力接觸的電極間距太??；二是二個電極內(nèi)彎處離電極尖端距離太短；三是二個電極內(nèi)彎處又細又薄，這樣不但產(chǎn)生的接觸力很小，也是造成尖端接觸部不夠穩(wěn)定和抗沖擊力差的主要原因。本發(fā)明提出把原來二個半圓形的平行電極做成鑲嵌電極，并在鑲嵌的連接處內(nèi)彎形成電極尖端接觸部，由于鑲嵌承受體為延展性很好的金屬，加上內(nèi)彎部的金屬大大加粗，內(nèi)彎部的間距大大加大，內(nèi)彎部距尖端接觸部的距離大大加長，因此產(chǎn)生的接觸力也大大增加，同時也大大增加尖端接觸部的穩(wěn)定可靠和大大增加其抗沖擊能力。由于本發(fā)明以二個鑲嵌電極取代原來二個半圓形的平行電極，因而對固連二個鑲嵌電極的絕緣隔層也頗費周折。本發(fā)明提出在二個鑲嵌電極的主體部以絕緣套管作固連二個鑲嵌電極的絕緣隔層，通過絕緣套管把二個鑲嵌電極牢固連接成一體化的平行電極焊頭，絕緣套管的結(jié)構(gòu)包括有二個內(nèi)孔的套管部分和套管間的中間部分，套管的二個內(nèi)孔與鑲嵌電極的外徑相適配把二個鑲嵌電極牢靠地固定成一體。為了更好的穩(wěn)定二個鑲嵌電極，絕緣套管中間部分還可以向二個鑲嵌電極的連接部延伸，通過以絕緣套管做固連二個鑲嵌電極的絕緣隔層，二個鑲嵌電極就構(gòu)成了完整的一體化的尖端接觸式平行電極焊頭。本發(fā)明提出的尖端接觸式平行電極焊頭與原有技術相比不論從外觀上或結(jié)構(gòu)上都是大相徑庭，具有顯著的實質(zhì)性特點。必須指出，絕緣套管只是固連二個鑲嵌電極的絕緣隔層的其中一種結(jié)構(gòu)，還可以有其他類似的結(jié)構(gòu)，比如把絕緣套管做成啞鈴形、長方形、橢圓形或其他形狀的套管，或采用金屬或其它材質(zhì)的套管，如果是金屬套管，在金屬套管與鑲嵌電極的接觸面上通過以絕緣粘膠或以其他絕緣材料分隔也可固連二個鑲嵌電極，這些方法或結(jié)構(gòu)還有很多，不一一枚舉。但這些方法和結(jié)構(gòu)都屬于與本發(fā)明提出的以絕緣套管作二個鑲嵌電極的絕緣隔層的等同結(jié)構(gòu)，都落入以絕緣套管作二個鑲嵌電極的絕緣隔層的保護范圍。由此可見，本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術的尖端接觸式平行電極焊頭，無論從結(jié)構(gòu)上和外觀上都有顯著的實質(zhì)性特點和技術進步。下面結(jié)合實施例進一步說明本結(jié)構(gòu)。
圖I為本發(fā)明尖端接觸式平行電極焊頭的正視圖，其中1、2為鑲嵌電極，3、4為鑲嵌電極的承受體，絕緣套管以塑料注塑而成塑料套管，塑料套管5為牢固連結(jié)二個鑲嵌電極的絕緣隔層，6為塑料套管中間部分，塑料套管中間部分還可以向鑲嵌電極的連接部延伸。圖2為本發(fā)明尖端接觸式平行電極焊頭的剖面圖。尖端接觸式平行電極焊頭包括二個對稱的電極，把二個圓柱形的鎢或鑰電極1、2分別鑲嵌到二根對稱的圓柱形的銅棒(或銅管)3、4上，即構(gòu)成二個對稱的鑲嵌電極。銅棒為鑲嵌電極的承受體。鎢電極約為Φ1·0*15πιπι，鑲嵌長度約為5mm，鎢電極的另一端向尖端作過渡加工，使之分別形成約
O.25*0. 25的尖端端面，在銅棒與鎢電極的鑲嵌連接處5，分別向相對的方向把銅棒內(nèi)彎，這樣鎢電極就形成了尖端接觸部6和尖端過渡部7，銅棒分別約為Φ 3*25mm，二根銅棒的邊距約為2mm，(中心距為5mm)，銅棒構(gòu)成了尖端接觸式平行電極焊頭的主體部8，而連接部9、10則由銅棒延伸而成，連接部與焊頭夾連接。為了使尖端接觸式平行電極焊頭結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，本發(fā)明還提出以絕緣套管作二個鑲嵌電極的絕緣隔層并把二個鑲嵌電極牢固連接。實施例圖2所示為以絕緣材料塑料注塑而成塑料套管，塑料套管的二個圓孔11、12把二個鑲嵌電極牢固連結(jié)成一體?？梢?，實施例塑料套管的結(jié)構(gòu)包括有二個內(nèi)孔的套管部分和套管間的中間部分。套管部分的二個內(nèi)孔與鑲嵌電極的外徑相適配并緊密連接。俯視3和側(cè)視4是為了能更直觀地介紹實施例以塑料套管作絕緣隔層把二個鑲嵌電極牢固連結(jié)的結(jié)構(gòu)。圖3所示塑料套管21，塑料套管的二個圓孔22、23把二個鑲嵌電極的主體部牢牢包裹固定。24為塑料套管中間部分。圖4所示絕緣隔層31長度約為10_，牢牢包裹鑲嵌電極32主體部，而鑲嵌電極連接部33仍外露，用以與焊頭夾連接。需要說明的是，本發(fā)明采用Φ I. Omm的電極，而原有技術一般采用Φ 3. 2mm的電極，本發(fā)明雖然把二個電極尖端過渡部的間距加大，但仍然保證與原有技術一樣大小的尖端接觸部，因而絲毫不影響焊接操作的空間和視野。本發(fā)明的結(jié)構(gòu)一舉解決了現(xiàn)有技術尖端接觸式平行電極焊頭對增加尖端接觸部穩(wěn)定可靠和增加其抗沖擊力方面的四大困難。
發(fā)明人曾取相同電極尖端端面面積的二組尖端接觸式平行電極焊頭進行測試記錄，Wl組為本發(fā)明結(jié)構(gòu)的焊頭，W2組為原有技術的預應力電極焊頭，測試內(nèi)容包括二部分
第一部分為尖端接觸部的抗拉力以相同O. 06_的金屬薄片置于二個電極尖端接觸位置，測試并記錄其抗拉力，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Wl組電極尖端接觸部的抗拉力都大500g，而W2組電極尖端接觸部的抗拉力都小于200g。第二部分內(nèi)容包括以下三項
I.觀察焊頭尖端接觸部端面電火花情況
導通電流電火花在端面接觸線正中間為優(yōu)良品；在接觸線偏左或偏右或在端面以下者為合格品，尖端不產(chǎn)生電火花者為不合格品。2.常溫下尖端接觸部的電阻值接觸電阻彡2mΩ為優(yōu)良品，2_5πιΩ為合格品，>5m Ω為不合格品。3.焊頭壽命焊頭壽命測試條件為用Φ0. 08漆包線在鐵鎳合金基底上進行點焊，焊接參數(shù)設定焊接力F=6. 0N，焊接電壓V=L 00V，焊接時間T=IOms,評定方法為焊接點數(shù)10000點以上為優(yōu);7000-10000點為良;5000-7000點為合格，3000-5000點為次品，<3000點為不合格。
權利要求
1.一種尖端接觸式平行電極焊頭，包括二個平行電極和牢固連接二個平行電極的絕緣隔層，其特征在于二個平行電極為二個對稱的鑲嵌電極，在二個鑲嵌電極的鑲嵌連接處各自向相對的方向內(nèi)彎，形成尖端接觸部，從尖端接觸部到鑲嵌連接處形成尖端過渡部，鑲嵌電極的承受體為鑲嵌電極的主體部，主體部的延伸為連接部。
2.一種如權利要求I所述的牢固連接二個平行電極的絕緣隔層，其特征在于通過在二個鑲嵌電極的主體部以絕緣套管把二個鑲嵌電極牢固連接成一體。
3.—種如權利要求2所述的把二個鑲嵌電極牢固連接成一體的絕緣套管，其特征在于絕緣套管的結(jié)構(gòu)包括與鑲嵌電極外徑相適配的套管部分和套管之間的中間部分。
4.一種如權利要求2、3所述的絕緣套管，其特征在于所述的絕緣套管為以塑料注塑成型的塑料套管。
5.一種如權利要求3、4所述的絕緣套管和塑料套管的中間部分，其特征在于絕緣套管或塑料套管中間部分向二個鑲嵌電極的連接部延伸。
6.一種如權利要求I所述的尖端接觸式平行電極焊頭，其特征在于所述鑲嵌的電極為鎢電極、鑰電極或鎢合金電極或鑰合金電極。
7.—種如權利要求I所述的尖端接觸式平行電極焊頭，其特征在于所述的鑲嵌電極承受體為銅金屬或銅合金。
全文摘要
本發(fā)明涉及直接焊接漆包線的尖端接觸式平行電極焊頭，尖端接觸式平行電極焊頭具尖端接觸部、尖端過渡部、主體部、連接部，尖端接觸式平行電極焊頭包括二個平行電極和牢固連接二個平行電極的絕緣隔層，本發(fā)明通過把二個電極做成鑲嵌電極，在二個鑲嵌電極的鑲嵌連接處各自向相對方向內(nèi)彎，形成尖端接觸部和尖端過渡部；并通過以塑料套管作牢固連接二個鑲嵌電極的絕緣隔層。本發(fā)明為電阻焊直接焊接漆包線提供尖端接觸部穩(wěn)定可靠和具更好抗沖擊能力的一種尖端接觸式平行電極焊頭。
文檔編號B23K11/30GK102950374SQ20121016966
公開日2013年3月6日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權日2012年5月29日
發(fā)明者楊仕桐 申請人:廣州微點焊設備有限公司