铜接线端子感应加热灌锡装置的研究与应用
Comsol经典实例011：铜柱的感应加热
Comsol经典实例011：铜柱的感应加热铜柱中的感应电流会使铜柱的温度升高，而温度的变化会导致铜的电导率发生变化。
该模型涉及电磁场与热场之间的相互耦合，要准确描述次物理过程，需要同时求解传热过程和电磁场传播。
由感应电流引起的加热称为感应加热。
由电流引起的加热称为电阻加热或欧姆加热。
感应电流加热中要解决的难题是需要对感应线圈中的大电流进行主动冷却。
采用空心的线圈导体并在其中灌入水可以实现这一目的。
也就是使流速相当低，冷却水会形成高度发展的湍流，在导体和流体之间进行高效传热。
本案例阐明了基于湍流和实时混合假设的水冷却简化的建模方法。
一、参数设置Step01：打开comsol软件，单击“模型向导”选项创建模型，在模型的“选择空间维度”界面选择“二维轴对称”，在“选择物理场”界面分别选择“传热→电磁热→感应加热”，单击“添加”按钮。
对应变量设置完毕以后，单击“研究”按钮，在“选择研究”树中添加“所选物理场接口的预设研究”中的“频域-瞬态”研究，单击“完成”按钮进入软件主界面，如图1所示。
图1 软件主界面Step02：参数设置。
在模型开发器窗口的全局定义节点下，单击“参数”子节点，在“参数”设置窗口中，定位到“参数”栏，输入如图2所示的参数。
图2 设置全局参数二、几何模型1.矩形绘制Step03：添加第一个矩形。
右键单击“几何1”节点，在弹出的下拉菜单中选择“矩形”，定位到“大小和半径”栏，在“宽度”文本输入框中输0.3，在“高度”文本输入框中输0.4；定位到“位置”栏，在“z”的文本输入框中输入-0.2。
单击“构建选定对象”，如图3所示。
Step04：添加第二个矩形。
右键单击“几何1”节点，在弹出的下拉菜单中选择“矩形”，定位到“大小和半径”栏，在“宽度”文本输入框中输0.02，在“高度”文本输入框中输0.15；定位到“位置”栏，在“z”的文本输入框中输入-0.075。
单击“构建选定对象”，如图4所示。
感应加热在锡焊上的应用_邓小东
!"#$%&’$( )*"+’,-. /0$1’,*
!"#$%&’$( )*"+’,-. /0$1’,*
图# 工件示意图
一次可以同时焊 !($ 件。 $" 效率高， 感应圈的设计是加热质量的关键， 第一次 在设计时也遇到 使用的感应圈结构如图 ! 所示。 一些难题， 主要是： 焊缝不均匀， !" 加热不稳定， 成形不好， 有时不能完整地焊完一圈。 #" 工件结 构复杂， 留给感应圈的空间很小， 感应圈易与工
图%
锡焊示意图 "
பைடு நூலகம்
表面积比第一种大， 故加热效果明显提高 。 改进 前 电 流 流 经 区 域 的 宽 度 为 板 的 厚 度 !&’ ((， 改 进 后 电 流 流 经 区 域 # 如 图 ! 的 #$ 的 宽 度为感 应圈铜管直径的 " 倍#管的直径为 ’ (($ ， 而且是 上、 下两表面， 所以电流流经的表面积比改进前 大的多， 产热也比原来多， 这样的加热效果是中 心温度高而外围低。 这样的温度分布有利于毛细 填缝的进行。 感应圈对 ! 处没有加热作用， 故无 发黑现象， 干涉问题也得到解决。 干涉是由于感 应圈所在平面有一些复 杂 的 零 件 ， 而且 $ 的距
根据这些现象进行分析由于高频电流的趋表效应和临近效应工件2的外围图1中的电流密度大温度高而中心温度低中心温度甚至达不到焊锡的熔点所以不利于焊锡的毛细填缝因为焊锡总是向温度高的地方流动
技术课堂
感应加热在锡焊上的应用
!文 ! 深圳市创明自动化装备有限公司
邓小东
感应加热具有加热速度快、 效率高、 易实现 自动化的特点， 尤其在锡焊方面。由于焊锡熔点 低， 效果更加明显。 在感应钎焊中， 感应圈的设 计是关键。 我 公 司 于 !""! 年 设 计 了 一 条 自 动 化 锡 焊 生产线 。工 件 结 构 和 焊 接 要 求 如 图 # 所 示 。工 件 材料： 件 # 为紫钢； 件 ! 为低碳钢， 表面镀锡； 件 $ 为紫铜。原先使用的焊接方法是手工烙 铁 锡焊， 缺点是： 焊缝成形不美观， 不能完整地 焊锡用量 焊完一圈； 焊脚高度大， 约 % && 左右， 大， 而且劳动强度大。现在使用的方法是自动感 应锡焊， 焊接单元由感应加热器、 送丝 机 、 夹具 等组成。其工作过程为： 当工件被传送到焊接工 位时， 顶升装置将工件顶升定位， 感应器加热工 送 件，当母材加热到焊锡熔点以上 !"’()"’ 时， 丝嘴向前伸， 送丝机送给定量的药芯焊锡， 焊丝 接触到母材 而 熔 化 ， 熔化的焊锡沿着钎缝均匀 地流一圈完成焊接过程。加热停止， 工件下降， 其中焊接时 送丝嘴缩回。整个过程大约持续 * +， 间占 ) +， 辅助时间占 ! +。 焊接原理是利用焊锡在 母材上润湿铺展， 在毛 细 作 用 下 完 成 填 缝 的 过 程。 与手工烙铁锡焊相比， 该自动化锡焊具有以 下优点： 因焊脚高度只有 ",!( !" 焊缝均匀成形美观， 所以焊锡用量少。 ",) &&， 焊缝强度高。 #" 由于完整地焊了一圈，
一种电线接头用焊锡装置[发明专利]
![一种电线接头用焊锡装置[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/9e44c6e279563c1ec4da71e2.png)
专利名称：一种电线接头用焊锡装置专利类型：发明专利
发明人：汪繁荣,向堃,李渊,张冉
申请号：CN201911147849.0
申请日：20191121
公开号：CN111054990A
公开日：
20200424
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明属于电气设备技术领域，尤其是一种电线接头用焊锡装置，针对锡锅位于整体装置的外部，锡熔化之后的高温容易带来危险，同时使热量容易散发的问题，现提出以下方案，包括移动体，所述移动体的中部开设有第一圆形通孔，所述移动体的一侧设有旋转体，旋转体的一侧设有固定体，固定体的一侧开设有第二圆形通孔，所述固定体在第二圆形通孔处设有把手。
本发明使电线的接头可以进入涂料空腔的内部，挤压把手和移动体，把手通过螺纹杆带动旋转体旋转，旋转体内部的环形的出料空腔开始旋转，出料空腔内部的锡通过出料孔进入涂料空腔内部，再滴落到电线的接头之上，熔化的锡处于装置内部，降低了锡的危险性，同时可以保存热量，避免锡凝固。
申请人：湖北工业大学
地址：430000 湖北省武汉市洪山区南李路28号
国籍：CN
代理机构：武汉帅丞知识产权代理有限公司
代理人：朱必武
更多信息请下载全文后查看。
一种金属件加工用的感应加热装置[实用新型专利]
![一种金属件加工用的感应加热装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/471aaef3ff00bed5b8f31daf.png)
专利名称：一种金属件加工用的感应加热装置专利类型：实用新型专利
发明人：周树军,孔令喜,曹玉泉,苏海洋
申请号：CN201922127221.6
申请日：20191203
公开号：CN210958859U
公开日：
20200707
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型属于金属件加工技术领域，尤其为一种金属件加工用的感应加热装置，包括机体以及所述机体前侧螺接固定的散热片，所述机体的顶部具有工作台，所述工作台的顶端两侧对称分布有两个加热柱，所述加热柱的顶端设有电极，所述加热柱的上方设有轭铁；采用气缸连接支撑柱，利用支撑柱安装轭铁，从而可以在金属工具加热后，利用气缸升降进行金属工件的取放，操作简单，安全稳定性强，降低金属工具取放的危险性，减轻工作人员的劳动强度并降低工作难度，另外，还在机体的底端四个拐角处螺接螺栓脚垫，可以根据需要进行机体放置高度的调节，且结合机体前侧的水平仪使调节后的机体放置的更加平整，增强机体工作的稳定性。
申请人：天津天模热处理有限公司
地址：300402 天津市北辰区宜兴埠镇津围公路东
国籍：CN
更多信息请下载全文后查看。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
铜接线端子感应加热灌锡装置的研究与应用作者：陈怀超葛伟军孙健程王亮叶杉应方毅
来源：《山东工业技术》2019年第15期
摘要：电缆接头挂锡是电缆施工中必须的一道工序。
传统的现场施工都是用一个钢管头做一个直径在50-100mm，高150-200mm的带底桶，桶里面放置锡，然后用电炉子、煤炉、火焰割炬等热源加热，带锡溶化后，将裸露的电缆头在锡里蘸一下，待冷却后就可以施工了。
但是传统工艺的效率低、存在虚灌现象，本文研制一种电磁感应加热装置直接对铜鼻子进行加热灌锡，效率高，省去大量化锡这一步骤。
关键词：铜接线端子；感应加热；灌锡装置
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2019.15.156
1 背景
铜接线端子采用灌錫工艺后的优点是接触电阻变小、接头抗氧化腐蚀、接头的机械强度增加，避免发生接头发热烧毁的故障。
调查发现，配电网中约占92.6%的接头都是通过铜接线端子实现的，但是只有3.22%的铜接线端子采用了灌锡装置。
灌锡是降低配电线路与配电设备之间铜接线端子电阻的最有效工艺。
2 现状分析
传统灌锡工艺需要两人配合操作，一个人负责固定和旋转导线，另一个人负责操作电烙铁和送焊锡线，熔化焊锡过程中产生的金属蒸汽对操作人员的肺部产生伤害，需要戴口罩。
通过记录操作过程时间可知，铜接线端子的规格尺寸越大，需要的时间越长，因此在停电检修现场对数量庞大的接线端子全部采用灌锡工艺，在时间上不允许。
3 设计方案
中频感应加热电源电路组成框图如图1所示，它是感应加热设备的核心。
主要由以下部分组成：线路滤波，三相整流滤波电路，斩波电路，桥式逆变电路，谐振电路，控制驱动保护电路。
其中，虚框中的斩波电路并非是中频感应加热电源的必须功能单元，它的应用通常是与三相不控整流器组成直流调压功能，调节感应加热电源逆变桥直流母线电压，达到实现调节功率的目的。
当感应加热电源输入电源采用三相桥式全控晶闸管整流电路调节直流电压及在逆变侧调功时，通常在整流器与逆变器之间是无需斩波器的。
绝缘导线经过剥头和捻头以后，应在较短的时间内浸锡。
时间过长会出现氧化层，造成浸锡不良。
压制铜鼻子的先不要浸锡。
在梅雨季节更应尽量缩短剥头到浸锡的时间。
芯线浸锡时不应触及绝缘层端头，浸锡时间一般为5～10S，浸锡温度在232℃～270℃之间。
裸导线、铜
带、矩形圆角铜母线等在浸锡时先要用刀具、砂纸或专用设备等消除端面的氧化层和污垢，然后再蘸助焊剂浸锡。
4 应用效果
导体的电阻在电流的作用下会使导体发热，电流越大发热量也就越高，涮锡工艺的作用就是为了减少发热量。
接线端头“烫锡”后会形成一层熔点较低的锡膜，当使用这样的线头压装线鼻子时，锡膜会在液压压线钳高压的作用下熔化，而充分填满线头与线鼻子之间的缝隙，同时，熔化的锡会浸润在线鼻子的内壁上，这两个作用使压装好的线头接触电阻最小，发热量也就最小，就不容易产生事故，同时，延长了电器（如空开、接触器等）的使用寿命。
5 结束语
使用本装置进行灌锡之后，主要有三个应用效果：一是增加导电性，防止点接触；二是防止裸露电缆头氧化腐蚀；三，如果是多股电缆，还可以防止散头。
参考文献：
[1]张鹏刚.基于IGA-PID高频感应加热电源控制技术的研究[D].重庆理工大学，2017.
[2]王雄.高频感应加热装置结构优化及其数值分析[D].武汉工程大学，2016.
[3]宋正忠.夹层式热风管灌锡填充成形工艺[J].金属加工（热加工），2012（15）：60-61.。