熔接處理方法技術

在組成總供電時間的若干個供電時段的奇數供電時段內，控制單元４２只使第一組開關單元（２４，２８）以逆變器頻率進行連續的轉換操作，而使第二組開關單元（２６，３０）保持在ＯＦＦ狀態。在偶數供電時段內，控制單元４２只使第二組開關單元（２６，３０）以逆變器頻率進行連續的轉換操作，而使第一組開關單元（２４、２８）保持在ＯＦＦ狀態。結果供電裝置的次級電路使具有大體上梯形的電流波形的次級電流ｉ↓［２］，即熔接電流Ｉ，在奇數供電時段內沿著正方向流動，在偶數供電時段內沿著負方向流動。（*該技術在2020年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及利用焦耳熱和壓力以便壓接工件的。一種示范性的熔接工藝顯示在圖3A-3C中。這種工藝提供了包線10和由例如銅或銅合金制成的條狀接頭12之間的電和物理連接。首先參考圖3A，工件插在一對(例如，上部和下部)電極14和16之間，工件由接頭12和被接頭12的鉤狀部分或彎曲部分12a環繞的包線10組成。接頭鉤狀部分12a的下表面由固定位置上的下電極16支承著，以及上電極14緊靠在接頭鉤狀部分12a的上表面上，使得圖中未顯示的壓力設備用預定的壓力F向下壓上電極14。同時，預定的電壓由圖中未顯示的供電裝置供應給兩個電極14和16。然后，電流I首先流過為這對電極14和16提供電路的接頭鉤狀部分12a，在接頭鉤狀部分12a中產生焦耳熱。由此產生的結果是，包線10的絕緣層10a被焦耳熱熔化，剝離成如圖3B所示的導線10b。一旦絕緣層10a被除去，使得電流流過圖3c所示的兩個相向電極14和16之間的包線10的導線10b(通常由銅制成)。同樣在供電時間內，壓力F仍然繼續施加在兩個電極14和16上，因而焦耳熱和壓力F共同作用，使接頭的鉤狀部分12a和包線的導線10b被整個壓焊接在一起或被壓扁彎接在一起。這樣能夠使包線10和接頭12用剛接方法電和物理連接在一起。由于包線10的導線10b和接頭12的電阻極小，因此在兩者之間不會生成熔核。圖6顯示了單相AC(交流)供電裝置的電路構造，迄今為止，這種裝置已經應用于如上所述的熔接工藝中。圖7顯示了從供電裝置發送的電壓和電流的波形。在這種供電裝置中，饋入到輸入端100和102的工業頻率的單相AC電壓V通過由一對晶閘管104和106組成的接觸器施加到降壓變壓器108的初級線圈上。在變壓器108的次級線圈上產生的AC感應電動勢(次級電壓)通過次級導線和電極14和16施加到工件W(10，12)上，以便使其電流值比初級線圈i1的電流值大的次級電流i2作為熔接電流I流過次級電路。熔接電流I(i2)的幅度(有效值)是依導通角而定的。由于在起通角與導通角之間存在著大體固定的關系，因此，可以說成幅度依賴于起通角。這個供電裝置通過起通電路112提供了對半導體開關元件104和106的起通角(起通定時)θ的控制，從而控制熔接電流I(i2)的有效值。圖8顯示為迄今為止已經應用于熔接工藝中的DC逆變器供電裝置的構造。圖9A和9B描繪了從供電裝置輸出的電壓和電流的波形。這個供電裝置由逆變器電路120組成，DC電壓E由圖中未顯示的整流電路以預定的電壓電平施加到逆變器電路120中。逆變器電路120包括開關單元，和用來響應來自逆變器控制單元128的控制脈沖CP以高頻開關斬波DC輸入電壓E的方式發出高頻AC脈沖。從逆變器電路120輸出的AC脈沖饋入到降壓變壓器122的初級線圈中，以便在次級線圈中獲得與初級方類似的AC脈沖。次級脈沖交變電流由由一對二極管124a和124b組成的整流電路126轉換成直流電流，次級直流電流i2作為熔接電流I通過電極14和16饋送到工件W(10，12)。在這種利用單相AC供電裝置的傳統中，有效供電時間(電流實際流過的時間)占總供電時間的比例很小，使得如果希望為熔接工藝供應足夠的熱能，就需要在每個供電周期中升高電流峰值。但是，電流峰值的升高勢必引起工件中產生的焦耳熱的瞬時峰值的升高，這樣的話，工件W可能會受到熱沖擊從而可能引起不希望有的畸變或損害。在圖3A-3C所示的例子中，剛好在開始供電(即，在圖3A所示的階段)之后，由于熱沖擊，接頭12的鉤狀部分12a的彎曲可能馬上在其頂部附近引起破裂。另一方面，在利用DC逆變器供電裝置的傳統中，有效供電時間所占的比例很大，其熱產生效率很高，使得即使在相對低的電流峰值上也有足夠的熱能可以供應給工件，從而任何熱沖擊都可以得到抑制。但是，這種方法也存在著問題，由于熔接電流I在兩個電極之間只能沿同一方向(極性)流動，產生的熱量由于在電極14、16和工件W之間出現的珀爾帖效應會隨著位置的不同而不同，于是，在電極端點上的畸變和磨損易于集中在一個電極中(通常在正端的電極14中)，這樣會導致繁重的保養和成本的升高。本專利技術是在考慮到上面問題之后構想出來的。因此，本專利技術的目的是提供一種能夠防止對工件的任何熱沖擊以提高工藝質量和能夠均衡電極的磨損和老化以改善保養(可使用性、成本)的。根據本專利技術的一個方面，為了達到上面目的，本專利技術提供了其中在電流通過一對電極流到工件中產生焦耳熱的同時該對電極緊壓在工件上的熔接工件的方法，該方法包括如下步驟通過整流電路將工業頻率的AC電壓轉換成DC電壓；通過逆變器將從整流電路輸出的DC電壓轉換成高頻脈沖電壓；讓逆變器輸出高頻脈沖電壓通過變壓器，無需在變壓器的次級端進行任何整流，通過這對電極將其施加到工件上；和將一次熔接處理所用的供電時間分段成若干個供電時段，在奇數供電時段內從逆變器輸出只有一個極性的高頻脈沖，而在偶數供電時段內從逆變器輸出另一個極性的高頻脈沖。在本專利技術的中，在每個供電時段內逆變器都讓高頻波形控制電流在兩個電極之間流動，從而有可能獲得高的熱產生效率，因此即使在相對低的電流峰值的情況下也能將足夠的熱能供應給工件。這樣就防止了工件受到任何熱沖擊，能夠獲得穩定的熔接質量。此外，在供電時間內在兩個電極之間流動的電流的極性(方向)在每個供電時段內被倒相一次，使得在電極和工件之間出現的珀爾帖效應相互抵消或均衡化，所產生的能量也均勻分布，從而防止了在電極端點上的畸變和磨損只集中在一個電極上，確保熔接處理的圓滿完成。圖形簡述通過結合附圖對本專利技術進行如下詳細描述，本專利技術的上面和其它目的、觀點、特征和優點將更加顯而易見。附圖說明圖1是顯示應用于根據本專利技術實施例的之中的供電裝置的電路構造的電路圖；圖2A和2B是分別顯示此實施例的供電裝置的電壓和電流波形的示意圖；圖3A-3C通過例子說明熔接處理過程；圖4是顯示本實施例的另一個熔接處理例子的側視圖；圖5A和5B是顯示在圖4所示的熔接處理中主要部分的局部截面圖；圖6是顯示迄今為止已經應用于熔接處理的單相AC供電裝置的電路構造的電路圖；圖7顯示了圖6所示的供電裝置的電壓和電流波形；圖8是顯示迄今為止已經應用于熔接處理的DC逆變器供電裝置的電路構造的電路圖；和圖9A和9B是顯示圖8所示的供電裝置的電壓和電流波形的示意圖。現在參考圖示本專利技術一個實施例的圖1、圖2A和2B和圖3A-3C對本專利技術進行說明。圖1顯示了用來實現根據本專利技術的的供電裝置的電路構造。供電裝置包括由22籠統表示的逆變器，逆變器包括四個GTR(超大晶體管)或IGBT(絕緣柵雙極晶體管)形式的晶體管開關單元24、26、28和30。在這四個開關單元24-30中，第一組(正方)開關單元24和28響應于來自驅動電路32的第一逆變器控制信號Fa在某一時間上受到以預定逆變器頻率(例如，10kHz)的開關(開/關)控制，而第二組(負方)開關單元26和30響應于來自驅動電路32的第二逆變器控制信號Fb在某一時間上受到以逆變器頻率的開關控制。逆變器22含有與整流電路20的輸出端相連接的輸入端(La、Lb)和與降壓變壓器34的初級線圈的兩端相連接的輸出端(Ma、Mb)。沒有任何整流電路插入，只通過次級導線與變壓器34的次級線圈的兩端相連接的是一對本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熔接工件的方法，其中一對電極使電流流過工件產生焦耳熱的同時該對電極被緊壓在所述工件上，所述方法包括如下步驟：通過整流電路將工業頻率的ＡＣ電壓轉換成ＤＣ電壓；通過逆變器將從所述整流電路輸出的所述ＤＣ電壓轉換成高頻的脈沖電壓；讓 所述逆變器輸出的所述高頻脈沖電壓通過變壓器，和無需在所述變壓器的次級端進行任何整流，使其通過所述該對電極，最后施加到所述工件上；和將一次熔接處理所用的供電時間分段成若干個供電時段，在奇數供電時段內從所述逆變器輸出只有一個極性的所述高頻脈 沖，而在偶數供電時段內從所述逆變器輸出另一個極性的所述高頻脈沖。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：茂呂享司，向井錬，
申請(專利權)人：宮地技術株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]