[实用新型]非金属材料涡流焊接装置

说明书

非金属材料涡流焊接装置，包括焊环，其特征是：焊环内部混有金属颗粒或者孔网结构金属层，焊环内的金属颗粒或孔网结构金属层为一体结构，焊环的焊接处外设置有涡流线圈，对涡流线圈通高频或者中频电流使焊环内部的金属颗粒或孔网结构金属层涡流生热，焊环产生焊接融化温度并将热量传递给焊管和焊管的焊接表面使其融化，使焊管和焊件通过焊环焊接在一起，可以实现多层焊接部位的同时焊接。

技术领域

本专利适用各种有非金属焊接需求行业的技术，涉及一种通过金属颗粒的涡流加热技术，对非金属加热达到焊接温度的非金属材料涡流焊接装置。

背景技术

目前在非金属行业中两个非金属配件需要高强度连接的需求中，基本都是采用加入金属嵌件后的机械连接和多种的非金属焊接技术。加入金属嵌件的连接件使用起来不方便，除了要进行预先对金属嵌件进行机加工处理等，还要通过机器设备等注塑或者模压成型才能使用，安装时受焊接物件的体积和安装环境等连接限制非常多，另外金属和非金属的膨胀系数不同，冷热变化较大时很容易在金属与非金属连接处出现裂纹或渗漏等问题，安装不方便成本也高，大型部件连接时更是非常困难成本直线上升。非金属热塑性材料的焊接相对就多样和方便些，但是仍然各有优缺点和局限性不理想。

目前已知的的非金属焊接技术有激光焊接、超声波焊接、旋熔焊接、热熔焊接、电熔焊接、电磁感应焊接技术。这些技术都有一些弊端和不足，现逐一进行分析。

1、激光焊接：是利用高能量激光束对焊接部位加热达到融化温度进行融合的一种焊接方法。需要的设备昂贵（目前可焊接300毫米的设备大约60万元/台）、焊接时需要工装进行加持，加持的精度决定了焊接的质量，只能焊接物件的可透光部分，工装加持等准备工作造成的焊接效率低焊接的局限性大。对一些异形焊缝焊接需要特殊工装加持成本非常高。

2、超声焊接：是利用高频振动将需要焊接的物体表面摩擦生热，形成分子层之间的焊接融合技术。超声波相对其他焊接方式焊接能量较小，焊接时传递能量衰减损失大，焊头要尽量靠近焊接点，焊接部位需要预先加工焊线等预处理才能焊接牢固，并且需要焊接的部位都需要固定传递焊接能量，否则焊接强度低。超声焊接只适合焊接比较小的件，比较大的物件需要的设备价格非常高（目前可焊接200毫米直径长度20毫米的设备约30万元/台），要求焊接方向要与焊头方向成垂直焊接，其他方向焊接不上。焊接局限性较大。

3、旋熔焊接：旋熔焊接通过两个工件相对高速旋转摩擦生热，达到焊接温度后瞬间停转并保持压力进行的焊接，这种焊接方式焊接设备功率要求比较大（焊接200毫米管径的设备大约需要15KW功率的电机），并且设备重，需要工装加持不方便，夹具经常对非金属材料外观有损伤影响，焊接温度不好控制，频繁启动电流大耗电多，操作不灵活，不适合焊接圆形以外物件和较薄的物件的焊接，焊接后产生的逆料明显不美观，焊接物件的尺寸精度不好控制。

4、热熔焊接：就是通将两个焊接物件的表面，通过焊接模具进行加热到融化温度，然后从焊接磨具中取出，将两个件通过加压方式将其融合成一体的焊接方式。这种焊接方式成本最低（焊接200毫米的设备约500元/台），方便携带、焊接后的强度也好，就是焊接的同心度和焊接精度不好控制，焊接的时机要求较高，如果物件端口进行插拔的过程中，熔化的端口表面暴露在很潮的环境或者有水滴滴入，将使焊接失效焊接物件作废，目前没有比较好的解决办法。

5、电熔焊接：电熔焊接与热熔焊接原理相同，都属于电加热，无非是将热熔焊接设备的加热模具，改成非金属连接件预先埋入电热丝，通电将电热丝加热至融化温度进行加压连接。这种焊接需要预先通过注塑工艺加入电热丝制成连接件，通过对电热丝通电加热到焊接温度，使连接件将两个焊接物焊接在一起，这种带电热丝的连接件需要预先加工成本很高，只能在非金属两个物件的外表面焊接。因为使用不方便、造价高目前已经被基本淘汰。以上非金属焊接技术都不能实现复杂物件焊接面的非接触式焊接，换句话讲就是不能将物件按照精度要求安装固定好后进行焊接，保证精度的最小偏差和焊接后应力的分散。