对低压电器触头组件焊接自动化制造工艺的研究

对低压电器触头组件焊接自动化制造工艺的研究

叶旭益 曹玉涛 张旭光

浙江正泰电器股份有限公司 325603

摘要：焊接自动化可以减少人工焊接所导致的焊接偏差和焊接质量问题，低压电气触头组件是焊接常用的自动化技术，然而焊接自动化工艺的技术范围比较广，其应用领域也存在差异。本文以低压电器触头组件焊接为例，分析冲压、钎焊等技术在触头组件焊接中的实际应用，对其实际应用的效果进行细致分析。

关键词：低压电器；触头组件；焊接工艺；自动化

引言：触头组件在低压电器中的主要作用是承载电流的主要流通，并起到一定的分断作用。触头组件以焊接的方式将其固定到具体的结构之中，通过触点加工工艺使得组件与支撑体连接到一起，触点焊接质量对低压电器的寿命有着直接的影响。应用自动化焊接技术既可以提高组件焊接的质量，也可以控制焊接的精度。

1垂直水平焊接制造工艺

该焊接工艺应采用横截面焊接方法，操作焊接丝材与铜带处于垂直状态或者水平状态，对其进行焊接。焊接过程中需要优化触头进行处理，随后对铜件进行加工。丝材截面焊接的方法对材料的要求比较高，触点位置需要设计应用一些具有易焊属性的材料，无法应用氧化物材料。垂直或者水平焊接方法的自动化设计，应用自动化设备对其进行焊接控制，使用焊接的方法替代原本的铆接方法，采用整个过程的自动化控制完成具体工作。自动化制造焊接技术应用可以节省材料，在焊接的过程中在设备的精度控制下触头的角度可以随时变化，但其对材料的应用具有高要求。垂直焊接和水平焊接适用于不同的情况，垂直焊接面积较小，需要辅助应用双刀对其进行截断，可能会留下痕迹，水平焊接自动化制造工艺可能会导致触头痕迹明显^[1]。

垂直水平焊接自动化工艺在一些规格参数比较小的触头电流产品中应用具有可行性，尤其是在焊接面积在25平方毫米的区域内，焊接力可以满足实际要求。丝材的选择对工艺的应用也具有一定的影响，具体应在自动化控制系统中对焊接材料、焊接参数等进行控制，基于传感器装置的应用对焊接效果进行判断，合理控制焊接压力和焊接时间，通常在几十毫秒之内，便可以完成一个触头的焊接。

2自动冲压焊接工艺

自动冲压焊接以滚缝焊接的方式进行工作。采用滚焊的方法将触头焊接到铜带槽之内。该自动化工艺应用可能使得触头材料全部或者一部分滚焊到铜带的内部区域，确保铜带与触头焊接接触之后并不凸起，处于平齐的状态下。该技术应用可以同时进行多个触头的焊接。该工艺应用适用于薄银层的组件产品焊接，银层的厚度可以控制在0.1mm以内，但应用过程中无法采用单个触头焊接的方式，切断焊接的自动化控制要求也比较高。滚缝焊接是采用连续的焊接方式，需要确保触头的宽度与铜件的宽度参数之间保持一致，如果存在不一致情况，则无法对其进行相应的制作。因此，自动化工艺应用需要高度重视焊接速度和牵引力的控制，确保焊接过程中的参数匹配程度，保障焊接完成之后带材的平直效果，不会影响到具体的焊接质量。

3自动电阻钎焊工艺

自动电阻钎焊技术应用需要以散件震盘式的焊接方式，提前制作好触头和铜件，采用预制钎料的方式，在设备的振动盘位置进行上料，将铜件运送到指定的位置之后进行固定，完成焊接和卸料的过程。按照应用方式可以将其分为自动式、转盘式的焊接设备。自动电阻钎焊工艺的应用在中等规格的触头产品焊接过程中应用具有科学性，焊接的面积可以控制在50平方毫米左右，支持电流等级为50A左右。该工艺对触电面积控制有着严格的要求，使用钎料进行焊接可以满足触电焊接面积的要求。为避免在焊接的过程中出现炸点问题，则需要对其进行电极压力参数控制，太大或者太小均会影响到具体的焊接效果。焊接尺寸如果比较大，则需要在熔化钎料之后进行焊接，采用循环的方式，时间可以达到几百毫秒左右。直线式的焊接设备应用会将零件自动运送至卡槽位置，在轨道内进行输送，期间需要保障输送过程的流畅性，使得其可以正常的进行制造和生产。转盘式的焊接设备则采用工位分解的方法，在将触头和铜件进行上料之后，对其进行焊接制造，比较两种设备的实际应用效果，直线式的焊接设备应用效率更高。

4自动感应钎焊工艺

自动感应钎焊工艺应用转盘式的自动感应焊接技术，其基本运作原理与电阻钎焊工艺应用相似，但在焊接过程中采用间接感应的方式对其进行加热，感应线圈在此期间发挥着加热的作用。按照应用方式可以将其分为高频感应和中频感应两种，线圈的设计对触头焊接的效果有着直接的影响，会影响到设备应用过程中的发热均匀程度。线圈的制作方式包括圆管或者方管成型技术、铜块整体加工技术等。该工艺应用适用于触电面积在100平方毫米的区域，此类产品的焊接面积比较大，感应焊接方式可以有效的实现短时间内的快速局部加热，保障触点的焊接质量、自动感应技术比较常用的自动控制方式可以通过感应器实现对温度参数进行反馈，或者通过电流计算方式，实现自动化焊接的目标。温度参数控制技术精准度更高，可以减少由于材料所导致的加热误差问题。电流计算加热方式会受材料电阻影响，对电流参数的控制要求比较高。在应用自动感应钎焊技术过程中，可以尝试应用红外温度感应器实现对温度参数的调整与控制，系统根据反馈温度参数对具体的焊接过程进行优化调整，使其可以满足低压电器产品触点的焊接质量

^[2]。

5火焰自动钎焊工艺

火焰自动钎焊工艺的应用采用自动火焰对其进行焊接，在具体应用过程中使用往复式的直线火焰进行加热焊接。其在应用过程中需要将低压电器完好的安装至框架之上，框架需要安装于火焰的传送台区域，以横向传送的方式控制所需要进行焊接的区域，钎焊工作完成之后，可以在特定的位置将零件卸下。具体而言，通常应用转盘式的火焰自动控制设备，自动火焰钎焊工艺应用经过上料、预热之后进行相应的焊接工作，随后等到冷却之后，对其进行卸料工作。火焰焊接技术应用需要辅助应用相应的燃料进行火焰温度控制，比较常用的燃料包括甲烷、氧气、丙烷等。

除此之外，也可以尝试应用炉中自动钎焊技术进行触头焊接。在电炉中对其进行加热焊接，辅助应用真空保护或者气氛保护焊接工艺。在炉中进行加热焊接与火焰焊接原理相同，但需要合理控制保护气氛的履带运行速度，对温度参数进行科学性控制，做好焊接预热、保温和冷却工作，合理控制自动焊接设备的各项参数。

结论：综上所述，相比较人工焊接技术应用而言，依靠自动化焊接技术可以提高低压电器产品的质量，但低压电器组件焊接部门需要引入相应精度比较高的焊接设备，在系统中对工艺参数等进行设置，提高焊接过程的可控能力，进而提高低压电器焊接水平。由于各类触头组件焊接技术要求存在差异，需要在科学选择的基础上对其进行优化，使其可以满足实际的工艺需求。

参考文献：

[1]章枚.添加剂粒度对低压电器用AgSnO_2触头材料性能改善的研究[D].河北工业大学,2020.

[2]王幸伟.烧结温度对AgSnO_2电器触头材料电接触性能影响的研究[D].河北工业大学,2019.