浅析钎焊自动化的实现达州

浅析钎焊自动化的实现

浅析钎焊自动化的实现 2011年12月03日 来源： 随着钎焊技术的发展及其在各行业中应用的不断增多，实现钎焊自动化的要求越来越迫切。因为钎焊自动化可解决目前熟练钎焊工短缺的问题，大大提高生产率；对操作者体力，技能和经验方面的要求降低；提高最终产品的接头质量；与手工钎焊相比，材料消耗降低；产品质量稳定，再现性好；焊后检测工作量减少，节省开支。1.经济评估欲采用某种形式实现钎焊操作自动化，首先应考察其经济性，即用于现代化钎焊设备的投资经过一定时间能否合理收回。对此可采用表+所列方式做出快速分析判断。表1 中以每年生产450000件产品为例，采用自动钎焊法，虽然材料费有所上升，而且还需要额外投资设备，但总体算起来，每年比手工钎焊节省168000 元，由此看来，采用自动钎焊在经济上是合理的。

表1 成本分析表项目手工钎焊自动钎焊全年生产量/件450000450000操作者人数/人31操作者生产率/（件/h）120600工资及管理费/(元/h)2525材料费/元20000240000设备投资/元096000每小时生产件数/（件/h）360600劳动力费用/元8900018000全年费用/元21000042000每年可节省费用/元168000

2. 准备工作从经济上证实了实现自动化合理可行，下一步则要考虑实现钎焊自动化的机械和电气部分。首先把整个钎焊操作过程划分为几个步骤，分析考察哪些步骤可以去除或与其他步骤合并，并对钎焊操作过程，钎料钎剂使用形式及钎焊设备进行必要的改动，使其与自动化相适应。其次，必须确定所需要的设备形式，这通常取决于钎焊零件形式及生产率。最后，实现钎焊自动化还必须运用一些特殊的技术和知识，因此，为获得满意的效果，挑选和组织精通各有关技术领域的专业人员是非常重要的。3 需解决的技术问题3.1焊前准备不管钎焊设备机械化或自动化程度如何，首先必须考虑如何将零件装夹于设备上。对于某一给定钎焊工作，只有当零件夹具设计确定后才能决定采用何种加热方法。（1）钎焊定位夹具设计与钎焊自动化相适应。合理的夹具应具备以下特点：一是便于零件装卸，可采用下列一种或多种机构，如快速释放肘杆式夹钳、永久磁铁、V 形架或夹持零件的凹槽。二是夹具材料在加热过程中不会变形，不能或难于被液态钎料润湿，钎焊后淬水时不会对其产生不利影响。三是热容量低。四是加热源能自由伸入到接头区域，最理想的情况是夹具本身不被直接加热。五是夹具设计应使零件在加热过程中能自由伸缩，这可通过采用弹性加载活塞或平衡块来实现。（2）采用夹具的装配。采用夹具自动装配只有在自动化系统能有规则地以某一确定方位供给零件，随后放到钎焊所需位置的情况下才可能实现。对于由不同类型对称零件构成的组件，这并不困难。但若零件不对称，如一个两面有孔的立方体零件，要把一根管钎焊到两孔之一中，此时对零件进行区别则不是一件易事。从技术上看，自动装配方法多种多样，但考虑其经济性，一般年生产量至少应接近100万个钎焊接头。3.2 钎剂使用通常在空气中进行的钎焊都必须采用钎剂，在许多采用自动钎焊设备的场合，钎剂通常是装配零件时由手工添加，既脏又耗时，如果使其自动化，可提高生产率并减少钎剂用量，还可减少钎剂对夹具的污染。目前，自动添加钎剂的方法主要有以下几种：一是装配前将管筒状的零件端部自动浸入液体钎剂中。二是使用吸有钎剂的海绵多孔材料垫进行浸渍。三是用特殊喷枪添加可喷涂钎剂。四是采用气动或机械操作的钎剂刷。五是采用专门改造的蠕动泵滴入液体钎剂。六是采用特殊敷料器添加膏状钎剂。七是钎剂粉加入钎料丝芯体中。八是钎焊前使零件通过传送线上的一钎剂槽。九是采用含钎剂的膏状钎料。十是钎焊前零件浸入加热的钎剂槽中。十一是钎料丝在自动输送至预热到钎焊温度的零件的过程中钎料丝的自动化钎剂涂敷。十二是火焰喷涂钎剂粉末。十三是采用气体钎剂。其中六、九、十三是最常用的自动添加钎剂方法。3.3 钎料使用自动化钎焊时，在装配过程中，就将钎料预制成型并装于钎焊组件上的方法是很普遍的。但手工添加钎料比较费时，因此人们一直在研究自动添加钎料的方法，目前也有+* 种：一是钎焊夹具上加工一些能使钎料丝切断装入的管和槽。二是钎料被自动切断并采用特殊压力机压入管壁中。三是钎料丝自动输送、校直和切断。四是钎料箔自动供给、成形、修边和落料。五是用专门设计的给料器自动供给钎料粉。六是用特殊注射器手工、半自动或全自动供给膏状钎料。七是钎料丝自动送到已加热到钎焊温度的接头区。第八与第七相同，但钎料输送时经过加热火焰。九是钎料丝自动输送与钎剂自动涂敷同时进行。十是采用与自动供丝装置结合一起的电烙铁。十一是钎料丝与气体钎剂同时供给。十二是采用浸沾钎焊工艺。十三是火焰喷涂钎料粉。其中应用最广的是第二、第六和第七种方法。3.4 预热与钎焊手工钎焊时，零件从室温加热到钎焊温度这个过程通常是整个钎焊工序中耗时最长的。而自动化钎焊则可去除“加热时间”，以提高生产率。这主要是通过在自动化钎焊设备上设置多个加热工位而得以实现。例如某零件装夹需10s ，而加热至钎焊温度需42s ，只要设置5个加热工位，就有50s 时间可用于加热，则使加热所占时间降为零。感应加热用于自动化钎焊存在一些问题，通常气体加热是自动化钎焊系统的首选方案。3.5 钎焊后的冷却为了提高自动化钎焊效率，钎焊设备上应配有一些快冷手段。冷却方式可采取局部空气吹，从设备本身带的小压力容器中引入空气或水。最常见的是两种方法结合使用。3.6 零件拆卸显然，零件和夹具越复杂，实现自动化拆卸难度就越大。在许多情况下，采用自动拆卸既不经济也不实用。但有时可以采用以下几种简单方法实现自动化拆卸，不仅技术上可行而且经济上合算。其一，对简单的零件能自动锁定的连续直线传送钎焊装置，零件只需在设备端部落入水中或收集盘中。其二，对于连续转动钎焊设备，通常采用一个与转动方向成45°角的卸料板，将零件从设备工作轨道上拆除。其三，对于变速转动或直线运动装置，通常是在工作台静止时拆卸零件。工作台静止时，拆卸零件的装置多种多样，典型的有：压缩空气吹射；简单的气动液压推开装置；电磁或机械手拾取和置位装置。4 结束语钎焊机械化或自动化的实现涉及众多问题，除经济上合理可行外，还必须做大量工作，如夹具设计，钎剂钎料转动填加系统选择，加热冷却自动控制，自动化钎焊程序总体设计等。仅靠钎焊工作者是难以完成的，只有各有关方面技术人员协作配合，才能制造出符合要求的设备，实现钎焊的自动化。(end)

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