专利名称：低压电器用平片状触点材料超声波焊接专用设备及其超声波焊接方法
技术领域：
本发明涉及一种低压电器用平片状触点材料超声波焊接方法及其超声波焊接专 用设备。
背景技术：
低压电器用片状触点焊接过程中，普遍采用的高温熔化焊接，这样焊接过程中，片 状触点和铜件就必然同样被加热到高温，从而造成能源的浪费。目前，现有片状触点焊接方式，能源浪费率可以达到300%以上。当今社会，能源紧 缺是全社会每个人都能感觉到的问题，因此如何节能是社会和企业都密切关心的问题，所 以清洁、快速、节能的片状触点焊接方式是急需解决的。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供了一种节约能源、焊接时防止片状触点损 坏的低压电器用平片状触点材料超声波焊接专用设备及其超声波焊接方法。为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案一种低压电器用平片状触点材料 超声波焊接专用设备，包括有超声波电源装置、变幅杆、设于超声波电源装置与变幅杆之间 的高效换能器、与变幅杆联动的焊头及与焊头的焊接面对应设置的焊座，所述的焊头上设 有构成其朝向焊座往复移动的气缸，其特征在于所述焊头的焊接面处设有凹腔，该凹腔包 括有两个对应设置的侧边及衔接侧边的底边，其侧边为定位面，底边为压触面。采用上述技术方案，焊头焊接面的凹腔的设置可将片状触点进行定位，且在定位 过程中，凹腔的底边与片状触点相对与片状触片贴合一端的另一端贴合抵压，不会对该端 破坏，凹腔的侧边则与片状触点的侧边进行定位，进一步保证了超声波焊接过程中片状触 点的表面(即工作面)不会受到破坏，从而确保了触点工作面的接触电阻低而稳定、提高了 片状触点的导电性。本发明进一步设置为焊头上设有超声波线性位移转化器。采用上述技术方案，在焊头上设置超声波线性位移转化器能够把超声波纵向线性 振动转换成轴向振动，并且在转换过程中，能量损失率较低，节能，并且保证焊接过程中，片 状触点位置精确。一种低压电器用平片状触点材料超声波焊接方法，其特征在于步骤如下1)加工需焊接的片状触点及与片状触点焊接的触片，并对片状触点的焊接表面及 触片的表面进处理；2)将步骤1中加工的触片放置于焊座上，将将片状触点与触片邻贴且片状触点相 对与触片贴合一端的另一端面与焊头焊接面处的凹腔的底边对应，片状触点的两侧则与焊 头焊接面处的凹腔的两侧边对应。3)焊头对片状触点实施压合，其施加压力为10-500N/mm2 ；
4)调整超声波设备调整变幅杆振幅、超声波频率、超声波功率、保压时间，并对步 骤3中压合的片状触点与触片进行焊接；5)步骤4焊接完毕，对片状触点相对与触片贴合一端的另一端的表面进行处理。其中，步骤4中变幅杆振幅为5 μ m-50 μ m，超声波频率为0-50KHZ，超声波功率为 0-1. 5KW，保压时间为0-10S，焊接时间为0-10S。其中，步骤1中加工片状触点及触片时，对片状触点与触片轧制菱形花纹。其中，片状触点为银氧化物、银镍或银合金材料。上述技术方案满足低压电器用片状触点材料焊接，现有的超声波焊接在施焊过程 中，均对被焊接件的表面有破坏；超声波焊接的振动方式为纵向线性振动，这样就对片状触 点的定位精度产生影响。本发明采用高精度线性位移转化器，把超声波纵向线性振动转换 成轴向振动，并且转换过程中，能量损失率低于15 %，从而可以保证超声波焊接过程中，片 状触点位置精度；同时通过对片状触点定位装置的精确设计，保证了片状触点定位面由原 来片状触点工作面改为片状触点侧面，这样就保证了超声波施焊过程中，片状触点工作不 会受到破坏。而且相对常规采用电阻点焊方式，具有节能达到70%，大部分片状触点及触片 不受到高温过程，从而保证了片状触点和触片焊接后性能不会与焊接前有明显的变化；超 声波焊接片状触点焊接，焊接时间短，焊接强度与电阻点焊相当。本发明的超声波片状触点 焊接方法与中、高频焊接优势在于节能，中、高频片状触点焊接同样是片状触点、触片共同 加热方式，浪费能源；同样存在焊接前后片状触点、触片物理性能差距加大的问题。下面结合附图对本发明作进一步描述
图1为本发明实施例的原理示意图；图2为图1的I部放大图；图3为本发明实施例中焊头的结构示意图。
具体实施例方式如图1-图3所示一种低压电器用平片片状触点材料超声波焊接专用设备，包括有 超声波电源装置1、变幅杆2、设于超声波电源装置1与变幅杆2之间的高效换能器3、与变 幅杆2联动的焊头4及与焊头4的焊接面41对应设置的焊座5。焊头4上设有构成其朝 向焊座5往复移动的气缸6，所述焊头4的焊接面41处设有凹腔42，该凹腔42包括有两 个对应设置的侧边421及衔接侧边421的底边422，其侧面421为定位面，底边422为压触 面。上述方案中，焊头4焊接面41的凹腔42的设置可将片状触点7进行定位，且在定位过 程中，凹腔42的底边422与片状触点7工作面贴合抵压，不会对该端破坏，凹腔42的侧边 421则与片状触点7的侧边71进行紧密定位，进一步保证了超声波焊接过程中片状触点7 的表面72 (即工作面)不会受到破坏，从而确保了触点工作面接触电阻低而稳定、提高了 片状触点的导电性。在本发明实施例中，焊头4上设有超声波线性位移转化器8。超声波线性位移转化 器8能够把超声波纵向线性振动转换成轴向振动，并且在转换过程中，能量损失率较低，节 能，并且保证焊接过程中，片状触点7位置精确。
一种低压电器用平片状触点材料超声波焊接方法，步骤如下1)加工需焊接的片状触点7及与触片9，并对片状触点7的焊接表面73及触片9 的焊接位置91进行抛光、研磨处理及压制花纹；2)将步骤1中加工的触片9放置于焊座5上，将片状触点7工作面与焊头4凹腔 42的底边422配合，触点7的侧面71与焊头4的凹腔42的侧面421紧密配合，同时将触点 7的焊接面与触片9的焊接位置贴合。3)焊头4对片状触点7实施压合，其施加压力为10_500N/mm2 ；4)调整超声波设备调整变幅杆2振幅、超声波频率、超声波功率、保压时间，并对 步骤3中压合的片状触点7与触片9进行焊接；5)步骤4焊接完毕，对片状触点7的工作面进行表面处理。其中，步骤4中变幅杆2振幅为5 μ m-50 μ m,超声波频率为0-50KHZ，超声波功率 为0-1. 5KW，保压时间为0-10S，焊接时间为O-IOSo步骤1中加工片状触点及触片时，对片状触点7的焊接面及触片的焊接位置轧制 或者冲制花纹。片状触点7为银氧化物、银镍或银合金材料。上述步骤4焊接完毕，对片状触点7的工作面进行抛光、研磨处理。在本发明实施例1中，具体步骤如下首先生产AgCd012片状触点7，并且在焊接 表面73轧制菱形花纹，然后制作H62触片，并且在片状触点7焊接位置冲制菱形花纹 ’片 状触点7和触片9准备完成后，超声波焊接用焊头4、焊座5，使焊头4与片状触点7、焊座 5与触片9配合紧密，不能出现松动现象，其中焊头4与片状触点7定位位置需保证在片状 触点7侧面，不能对片状触点7工作面产生压伤；装配好片状触点7、焊头4、触片9、焊座5 后，通过气缸6把片状触点7压紧在触片9的焊接位置，并且施加283N压力，调整好超声波 参数(振幅14μπι、超声波频率30KHZ、超声波功率0. 65KW、焊接时间3s，保压时间6s)，完成 焊接，最后进行表面处理后，完成成品；本路线采用的是超声波直接对片状触点7进行焊接 方式。在本发明实施例2中，具体步骤为首先生产AgSnO2片状触点7，并且在焊接表面 73轧制菱形花纹，然后制作H62触片9，并且在片状触点7焊接位置冲制菱形菱形花纹；片 状触点7和触片9准备完成后，超声波焊接用焊头4、焊座5，使焊头4与片状触点7、焊座 5与触片9配合紧密，不能出现松动现象，其中焊头4与片状触点7定位位置需保证在片状 触点7侧面，不能对片状触点7工作面产生压伤；装配好片状触点7、焊头4、触片9、焊座5 后，通过气缸6把片状触点7压紧在触片9的焊接位置，并且施加283N压力，调整好超声波 参数(振幅18μ m、超声波频率20KHZ、超声波功率0. 97KW、焊接时间6s，保压时间8s)，完成 焊接，最后进行表面处理后，完成成品；本路线采用的是超声波直接对片状触点7进行焊接 方式。在本发明实施例3中，具体步骤为首先生产AgNilO片状触点7，并且在焊接表面 73轧制菱形花纹，然后制作T2触片9，并且在片状触点7焊接位置冲制菱形菱形花纹 ’片 状触点7和触片 准备完成后，超声波焊接用焊头4、焊座5，使焊头4与片状触点7、焊座 5与触片9配合紧密，不能出现松动现象，其中焊头4与片状触点7定位位置需保证在片状 触点7侧面，不能对片状触点7工作面产生压伤；装配好片状触点7、焊头4、触片9、焊座5后，通过气缸6把片状触点7压紧在触片9的焊接位置，并且施加283N压力，调整好超声波 参数(振幅10μ m、超声波频率21KHZ、超声波功率0. 45KW、焊接时间ls，保压时间4s)，完成 焊接，最后进行表面处理后，完成成品；本路线采用的是高精度位移转换器8把纵向运动转 换成轴向运动，该路线的特点是定位精确。
权利要求
一种低压电器用平片状触点材料超声波焊接专用设备，包括有超声波电源装置、变幅杆、设于超声波电源装置与变幅杆之间的高效换能器、与变幅杆联动的焊头及与焊头的焊接面对应设置的焊座，所述的焊头上设有构成其朝向焊座往复移动的气缸，其特征在于所述焊头的焊接面处设有凹腔，该凹腔包括有两个对应设置的侧边及衔接侧边的底边，其侧边为定位面，底边为压触面。
2.根据权利要求1所述的低压电器用平片状触点材料超声波焊接专用设备，其特征在 于所述焊头上设有超声波线性位移转化器。
3.—种低压电器用平片状触点材料超声波焊接方法，其特征在于步骤如下1)加工需焊接的片状触点及与片状触点焊接的触片，并对片状触点的焊接表面及触片 的表面进处理；2)将步骤1中加工的触片放置于焊座上，将将片状触点与触片邻贴且片状触点相对与 触片贴合一端的另一端面与焊头焊接面处的凹腔的底边对应，片状触点的两侧则与焊头焊 接面处的凹腔的两侧边对应。3)焊头对片状触点实施压合，其施加压力为10-500N/mm2；4)调整超声波设备调整变幅杆振幅、超声波频率、超声波功率、保压时间，并对步骤3 中压合的片状触点与触片进行焊接；5)步骤4焊接完毕，对片状触点相对与触片贴合一端的另一端的表面进行处理；
4.根据权利要求3所述的低压电器用平片状触点材料超声波焊接方法，其特征在于 步骤4中变幅杆振幅为5 μ m-50 μ m,超声波频率为0-50KHZ，超声波功率为0-1. 5KW，保压时 间为0-10S，焊接时间为O-IOS0
5.根据权利要求3或4所述的低压电器用平片状触点材料超声波焊接方法，其特征在 于所述的步骤1中加工片状触点及触片时，对片状触点与触片轧制菱形花纹。
6.根据权利要求3或4所述的低压电器用平片状触点材料超声波焊接方法，其特征在 于所述的片状触点为银氧化物、银镍或银合金材料。
7.根据权利要求5所述的低压电器用平片状触点材料超声波焊接方法，其特征在于 所述的片状触点为银氧化物、银镍或银合金材料。
全文摘要
本发明涉及一种低压电器用平片状触点材料超声波焊接方法及其超声波焊接专用设备。本发明提供了如下技术方案一种低压电器用平片状触点材料超声波焊接专用设备，包括有超声波电源装置、变幅杆、设于超声波电源装置与变幅杆之间的高效换能器、与变幅杆联动的焊头及与焊头的焊接面对应设置的焊座，所述的焊头上设有构成其朝向焊座往复移动的气缸，所述焊头的焊接面处设有凹腔，该凹腔包括有两个对应设置的侧边及衔接侧边的底边，其侧边为定位面，底边为压触面，通过采用上述技术方案，提供了一种节约能源、焊接时防止片状触点损坏的低压电器用平片状触点材料超声波焊接专用设备及其超声波焊接方法。
文档编号B23K20/26GK101905376SQ201010228278
公开日2010年12月8日 申请日期2010年7月12日 优先权日2010年7月12日
发明者刘立强, 柏小平, 母仕华, 翁桅 申请人:福达合金材料股份有限公司