[发明专利]电容器储能无回路金属熔融焊接方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种工业领域内的焊接方法，特别是一种利用电容器放电产生热量将被焊接物体连接的方法，以及基于该方法的一种焊接装置。

背景技术

电弧焊作为工业生产领域内应用最广泛的焊接方法之一，其原理是在金属焊接过程中，利用被焊接物体作为负极，电焊条作为正级，采用极间持续供电的方式，通过低电压大电流使电焊条和被焊接物体之间产生电弧，从而将被焊接物和电焊条熔融，熔融的金属在冷却后便连接在一起，达到焊接的目的。电弧焊是现代工业生产的一项重要加工工艺，具有节省金属材料，减轻劳动强度，提高生产效率，以及保持良好的水密、气密等特点，已成为目前工业生产中最常用的重要焊接手段。但是电弧焊在操作过程中存在着诸多安全隐患，主要表现在：1、焊接的热传导容易引起火灾事故。由于电弧焊是通过电弧将金属熔化后进行焊接，而这种电弧在焊接过程中温度高达6000度以上。在焊接时焊件未拆下，热随金属传导，容易使焊件另一端的可燃物着火。2、焊渣的飞溅。在焊接作业中，由于电极间的放电造成炽热的焊渣火星到处飞溅，这些焊渣火星的温度都非常高。如果没有采取防护隔离措施，当火星飞溅到棉、麻、纱头、稻草等可燃物上时，容易发生火灾。3、在喷漆、油漆车间或有易燃易爆气体的部位进行电焊作业，易燃易爆气体遇电焊明火会引起爆燃事故。4、焊接过程中，因为需要经常更换焊条和调节焊接电流，操作时要直接接触电极和极板，而焊接电源通常是220V/380V，当电气安全保护装置存在故障、劳动保护用品不合格、操作者违章作业时，就可能引起触电事故。如果在金属容器内、管道上或潮湿的场所焊接，触电的危险性更大。5、焊接中产生的电弧光含有红外线、紫外线和可见光，对人体具有辐射作用。红外线具有热辐射作用，在高温环境中焊接时易导致作业人员中暑；紫外线具有光化学作用，对人的皮肤都有伤害，同时长时间照射外露的皮肤还会使皮肤脱皮；可见光长时间照射会引起眼睛视力下降，易导致眼睛结膜和角膜发炎(俗称电光性眼炎)。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是克服上述缺点，提供一种能够高效、方便、快捷、实用的焊接方法以及基于该焊接方法的装置。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种电容器储能无回路金属熔融焊接方法，包括以下步骤：

a.将两个被焊接物体分别连接在电容器的正极端和负极端，并在电容器的正极端与被焊接物体之间连接一个开关控制电路；

b.两个被焊接物体之间紧密贴合，形成较小的金属接触电阻，两个被焊接物体之间的连接端面即为金属熔融焊接面；

c.通过充电电路对电容器充电；

d.充电完成后，打开开关控制电路，使电容器和两个被焊接物体之间形成放电回路，利用电容器极间瞬间释放的大电流将两个被焊接物体的金属熔融焊接面熔融，从而将两个被焊接物体焊接在一起。

一种基于上述电容器储能无回路金属熔融焊接方法的焊接装置，包括电容器、以及为电容器进行充电的充电电路，电容器的正极端通过开关控制电路连接一个被焊接物体连接装置，电容器的负极端直接连接另一个被焊接物体连接装置，两个被焊接物体连接装置连接的被焊接物体之间紧密贴合，形成较小的金属接触电阻。

本发明的工作原理如下所述：

首先将电容器的正极、负极分别与被焊接物体连接，两个被焊接物体紧密贴合且之间采用接触连接，以形成较小的接触电阻。连接完毕后打开连接于电容器正极与被焊接物体之间的开关控制电路，两个被焊接物体之间的金属连接部分便形成良好的导电体，被焊接物体和电容器之间形成一个放电回路，开关控制电路打开后电容器瞬间产生的热量通过正负极传输到两个被焊接物体之间的金属熔融焊接面，使金属连接部分产生热量熔融，将两个被焊接物体熔融焊接在一起，达到焊接连接的目的。

由于采用了以上技术方案，本发明所取得技术进步在于：

本发明所述的电容器储能无回路电熔融焊接装置彻底改变了传统电弧焊机在工作中利用极间低电压大流量持续供电所产生的电弧的工作原理，而是利用电容器放电回路的单极间接触产生热量将金属熔融的工作原理，使焊接面熔融，达到焊接被焊接物体的目的。本发明采用两个被焊接物体之间的熔融连接，而不使用电焊条等材料的填充，避免了容易产生的火花和焊渣。被焊接物不会因为极间放电而产生火花以及焊渣的飞溅，杜绝了火灾事故的发生，可应用于任何作业环境。本发明通过充电电路与电容器相连为电容器充电，避免了操作者直接接触高压焊接装置造成的人身伤害事故的发生，安全性能得到了大大提高。

附图说明

图1为本发明所述焊接装置的结构示意图。