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淺析釬焊自動化的實現

作者:admin 來源:未知 日期:2010-2-21 15:20:19 人氣: 標簽:
隨著釬焊技術的發展及其在各行業中應用的不斷增多,實現釬焊自動化的要求越來越迫切。因為釬焊自動化可解決目前熟練釬焊工短缺的問題,大大提高生產率;對操作者體力,技能和經驗方面的要求降低;提高最終產品的接頭質量;與手工釬焊相比,材料消耗降低;產品質量穩定,再現性好;焊后檢測工作量減少,節省開支。
1.經濟評估
欲采用某種形式實現釬焊操作自動化,首先應考察其經濟性,即用于現代化釬焊設備的投資經過一定時間能否合理收回。對此可采用表+所列方式做出快速分析判斷。表1 中以每年生產450000件產品為例,采用自動釬焊法,雖然材料費有所上升,而且還需要額外投資設備,但總體算起來,每年比手工釬焊節省168000 元,由此看來,采用自動釬焊在經濟上是合理的。
表1 成本分析表
項目
手工釬焊
自動釬焊
全年生產量/件
450000
450000
操作者人數/人
3
1
操作者生產率/(件/h)
120
600
工資及管理費/(元/h)
25
25
材料費/元
20000
240000
設備投資/元
0
96000
每小時生產件數/(件/h)
360
600
勞動力費用/元
89000
18000
全年費用/元
210000
42000
每年可節省費用/元
 
168000
 
2. 準備工作
從經濟上證實了實現自動化合理可行,下一步則要考慮實現釬焊自動化的機械和電氣部分。首先把整個釬焊操作過程劃分為幾個步驟,分析考察哪些步驟可以去除或與其他步驟合并,并對釬焊操作過程,釬料釬劑使用形式及釬焊設備進行必要的改動,使其與自動化相適應。其次,必須確定所需要的設備形式,這通常取決于釬焊零件形式及生產率。最后,實現釬焊自動化還必須運用一些特殊的技術和知識,因此,為獲得滿意的效果,挑選和組織精通各有關技術領域的專業人員是非常重要的。
3 需解決的技術問題
3.1焊前準備
不管釬焊設備機械化或自動化程度如何,首先必須考慮如何將零件裝夾于設備上。對于某一給定釬焊工作,只有當零件夾具設計確定后才能決定采用何種加熱方法。
(1)釬焊定位夾具設計與釬焊自動化相適應。合理的夾具應具備以下特點:一是便于零件裝卸,可采用下列一種或多種機構,如快速釋放肘桿式夾鉗、永久磁鐵、V 形架或夾持零件的凹槽。二是夾具材料在加熱過程中不會變形,不能或難于被液態釬料潤濕,釬焊后淬水時不會對其產生不利影響。三是熱容量低。四是加熱源能自由伸入到接頭區域,最理想的情況是夾具本身不被直接加熱。五是夾具設計應使零件在加熱過程中能自由伸縮,這可通過采用彈性加載活塞或平衡塊來實現。
(2)采用夾具的裝配。采用夾具自動裝配只有在自動化系統能有規則地以某一確定方位供給零件,隨后放到釬焊所需位置的情況下才可能實現。對于由不同類型對稱零件構成的組件,這并不困難。但若零件不對稱,如一個兩面有孔的立方體零件,要把一根管釬焊到兩孔之一中,此時對零件進行區別則不是一件易事。從技術上看,自動裝配方法多種多樣,但考慮其經濟性,一般年生產量至少應接近100萬個釬焊接頭。
3.2 釬劑使用
通常在空氣中進行的釬焊都必須采用釬劑,在許多采用自動釬焊設備的場合,釬劑通常是裝配零件時由手工添加,既臟又耗時,如果使其自動化,可提高生產率并減少釬劑用量,還可減少釬劑對夾具的污染。目前,自動添加釬劑的方法主要有以下幾種:一是裝配前將管筒狀的零件端部自動浸入液體釬劑中。二是使用吸有釬劑的海綿多孔材料墊進行浸漬。三是用特殊噴槍添加可噴涂釬劑。四是采用氣動或機械操作的釬劑刷。五是采用專門改造的蠕動泵滴入液體釬劑。六是采用特殊敷料器添加膏狀釬劑。七是釬劑粉加入釬料絲芯體中。八是釬焊前使零件通過傳送線上的一釬劑槽。九是采用含釬劑的膏狀釬料。十是釬焊前零件浸入加熱的釬劑槽中。十一是釬料絲在自動輸送至預熱到釬焊溫度的零件的過程中釬料絲的自動化釬劑涂敷。十二是火焰噴涂釬劑粉末。十三是采用氣體釬劑。其中六、九、十三是最常用的自動添加釬劑方法。
3.3 釬料使用
自動化釬焊時,在裝配過程中,就將釬料預制成型并裝于釬焊組件上的方法是很普遍的。但手工添加釬料比較費時,因此人們一直在研究自動添加釬料的方法,目前也有+* 種:一是釬焊夾具上加工一些能使釬料絲切斷裝入的管和槽。二是釬料被自動切斷并采用特殊壓力機壓入管壁中。三是釬料絲自動輸送、校直和切斷。四是釬料箔自動供給、成形、修邊和落料。五是用專門設計的給料器自動供給釬料粉。六是用特殊注射器手工、半自動或全自動供給膏狀釬料。七是釬料絲自動送到已加熱到釬焊溫度的接頭區。第八與第七相同,但釬料輸送時經過加熱火焰。九是釬料絲自動輸送與釬劑自動涂敷同時進行。十是采用與自動供絲裝置結合一起的電烙鐵。十一是釬料絲與氣體釬劑同時供給。十二是采用浸沾釬焊工藝。十三是火焰噴涂釬料粉。其中應用最廣的是第二、第六和第七種方法。
3.4 預熱與釬焊
手工釬焊時,零件從室溫加熱到釬焊溫度這個過程通常是整個釬焊工序中耗時最長的。而自動化釬焊則可去除“加熱時間”,以提高生產率。這主要是通過在自動化釬焊設備上設置多個加熱工位而得以實現。例如某零件裝夾需10s ,而加熱至釬焊溫度需42s ,只要設置5個加熱工位,就有50s 時間可用于加熱,則使加熱所占時間降為零。感應加熱用于自動化釬焊存在一些問題,通常氣體加熱是自動化釬焊系統的首選方案。
3.5 釬焊后的冷卻
為了提高自動化釬焊效率,釬焊設備上應配有一些快冷手段。冷卻方式可采取局部空氣吹,從設備本身帶的小壓力容器中引入空氣或水。最常見的是兩種方法結合使用。
3.6 零件拆卸
顯然,零件和夾具越復雜,實現自動化拆卸難度就越大。在許多情況下,采用自動拆卸既不經濟也不實用。但有時可以采用以下幾種簡單方法實現自動化拆卸,不僅技術上可行而且經濟上合算。其一,對簡單的零件能自動鎖定的連續直線傳送釬焊裝置,零件只需在設備端部落入水中或收集盤中。其二,對于連續轉動釬焊設備,通常采用一個與轉動方向成45°角的卸料板,將零件從設備工作軌道上拆除。其三,對于變速轉動或直線運動裝置,通常是在工作臺靜止時拆卸零件。工作臺靜止時,拆卸零件的裝置多種多樣,典型的有:壓縮空氣吹射;簡單的氣動液壓推開裝置;電磁或機械手拾取和置位裝置。
4 結束語
釬焊機械化或自動化的實現涉及眾多問題,除經濟上合理可行外,還必須做大量工作,如夾具設計,釬劑釬料轉動填加系統選擇,加熱冷卻自動控制,自動化釬焊程序總體設計等。僅靠釬焊工作者是難以完成的,只有各有關方面技術人員協作配合,才能制造出符合要求的設備,實現釬焊的自動化。
 
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