技术领域
本发明涉及一种铜铝管线自动焊接装置及方法，特别涉及一种铜铝管线高强度焊接装置的使用方法。
背景技术
铜铝管线焊接工艺是指铜质材料和铝质材料通过焊接工艺接成一体，而焊接的本质是通过金属体的受热，而使被连接的个体部分熔化，经冷却形成的过程，而在铜铝的焊接过程中，由于铜和铝的熔点不同，铜为1083℃，铝为660℃，而现有的焊接工艺过程都是直接将铜管线和铝管线焊接在一起，这样，尽管能够满足大多工艺的焊接要求，但是如果焊接要求的质量过高，或者是特殊的形状如细而长的工件，就无法达到焊接要求。
中国专利文献公开号为203738241U，专利名称为《一种铜铝对焊机》，针对铜、铝是两种熔点不同，且差异很大的材质，采用传统的焊接方法焊接效率低等问题。本实用新型的铜铝对焊机，包括双轴电机，所述的双轴电机的上侧的动力输出轴和下侧的动力输出轴上分别安装主动齿轮，每个所述的主动齿轮与从动齿轮啮合，其中，位于下部的从动齿轮下面安装推力轴承，上面安装铝管夹持装置，位于上部的所述的从动齿轮与变向齿轮啮合，所述的变向齿轮的上面安装加压装置，下面安装铜管夹持装置，所述的铜管夹持装置上设置有电极，所述的电极通过电线连接变压器。该实用新型焊接效率高，损耗低，无污染，环保。
中国专利文献公开号为207771081U，专利名称为《一种铜铝管对焊机》，包括机架；L形板：包括横板和纵板，横板与机架侧面固定连接，纵板垂直固定于横板表面；导向轴；焊接组件；驱动组件：包括第四气缸，第四气缸固定安装于横板表面，第四气缸输出轴与第二固定板侧面固定连接，第四气缸驱动第二固定板沿导向轴方向移动；外界电源：第一上电极、第二上电极分别与外界电源正负极电连接。采用将铝管和铜管套接，利用电阻热使铝管和铜管结合处熔化，接口面由于原子间结合力的作用结合，焊层厚，焊缝强度大，焊接质量好；无需采用焊料，节约成本，焊接效率高。但是其存在的问题是，由于不是铜与铜焊接，铝与铝焊接，所以，仍然不能满足高质量的焊接要求。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种铜铝管线高强度焊接装置的使用方法，利用制作的过渡焊接件，将原本为两种熔点不同的金属的焊接转变成为两个同种材料焊接，提高了焊接质量，满足了高质量的焊接要求或者是细而长的工件的焊接要求。
本发明提到一种铜铝管线高强度焊接装置的使用方法，包括以下步骤：
A、根据不同的管径要求，制造不同直径的过渡焊接件（21）备用，该过渡焊接件（21）包括纯铜部（L1）、纯铝部（L2）和铜铝混合部（L3），所述的纯铜部（L1）的长度大于纯铝部（L2）的长度，且纯铜部（L1）和纯铝部（L2）的外端设有焊接辅助部（21.1）；
B、将过渡焊接件（21）安装到焊接执行器内：
（1）将四氟夹持瓣（13）覆盖在过渡焊接件（21）上，然后再放入过渡载体（14）内，再用夹持螺栓（15）夹紧；
（2）两端分别垫上地线柔性垫（19）与焊弧防护套（46），通过压紧螺栓（18）压紧固定；
（3）整体固定到焊接支架（43）上；
C、连接两端的焊接件：
（1）将送料气缸（23）与密封活塞（24）组装成气动缸，并安装上运行导轨（25）；
（2）分别将两个气动缸套到铜管线（27）和铝管线（29）上，接下来就是将第二过渡载体（51）及第二四氟夹持瓣（50）及第二夹持螺栓（52）通过运行导轨（25）固定在铜管线（27）和铝管线（29）；
（3）拧紧运行导轨（25），并连接到过渡焊接件（21）两端的过渡载体（14），这样就把两端的焊接件连接完毕，这样也就完成了焊接执行器的制作；
D、接线：将对焊机（48）的第一次线圈和第二次线圈分别连接到焊接执行器的铜管线和铝管线的接线柱，并且焊接执行器的氩气通过氩气出口管（22）、热氩输出管（44）连通热继电器（45），通过氩气的温度控制热继电器（45）的通断；通过两个次线圈来实现焊接铜管线和铝管线的不同焊接温度；
另外，氩气瓶（40）通过氩气保护气管线（39）连通到焊接执行器的过渡焊接件（21）的两端；将空气压缩机（30）通过储气罐（34）和焊接气动控制管线（38）连接到焊接执行器的两端的铜管线和铝管线的气动缸处，推动铜管线和铝管线向过渡焊接件（21）靠近；
E、焊接过程如下：
（1）先启动空气压缩机（30），使储气罐（34）内的压力达到工作标准；
（2）关闭截止阀（31），并停止空气压缩机（30）的工作；
（3）启动对焊机（48）的启动按钮，使对焊机（48）处于待工作状态；
（4）开启氩气截止阀（41）使氩气瓶（40）里的氩气持续地向焊接执行器的过渡焊接件（21）的两端供气；
（5）待焊口处的空气被氩气取代后，操纵手柄（37），使两端的焊接件向过渡焊接件（21）靠近，当铜管线或铝管线与过渡焊接件（21）彼此之间达到一个合适的距离时，就产生弧光放电，产生高温，使铜管线（27）、铝管线（29）与过渡焊接件（21）的结合处产生高温并熔化，同时，对周围的氩气进行加热，这时，由焊接执行器输出氩气为高温气体，当高温氩气进入热继电器（45）后达到设定温度时，热继电器（45）自行断电，这时，铜管线（27）与铝管线（29）在两端压缩气体的作用力下，会向过渡焊接件（21）继续靠近，并接触，随后，由于热继电器（45）断电，过渡焊接件（21）的两端的温度降低，使焊接完成；
F、收管：
①先将对焊机（48）的电源切断；
②关闭氩气截止阀（41），停止氩气的供应；
③将手柄（37）向相反的方向推，使气动缸的压缩气体由O腔排到空气中，解除焊接施加的力；
④将铜管线（27）、铝管线（29）与过渡焊接件（21）外壁的夹持螺栓分别松开，使三处的夹紧力得以释放；
⑤将焊接好的铜管线和铝管线收起。
优选的，步骤D中的接线包括以下具体步骤：
1）接电线：接电线：先接焊接端c-i，d-g，e-h，f-j，次序为：由焊接执行器到热继电器（45）再到对焊机，最后再将a，b两个输电接线柱接上，实现同源的两路电流，由于同相位、同频率，回路为分别接到过渡焊接件的g、h，从而形成各自回路；
2）、连接保护气路：（1）先将焊接执行器的K口与保护气进口线（39）连接好，然后与压力表（42）、氩气截止阀（41）、氩气瓶（40）连接好；用热氩输出管（44）和氩气出口管（22）将焊接执行器与热继电器（45）连接起来；
3）、连接控制气路：
（1）将焊接控制管线（38）由焊接执行器的端部接出，直至手动换向阀（36）的所在位置；
（2）将手动换向阀（36）的B腔由盲堵（35）堵住，然后，就是将焊接控制管线（38）接到A腔，P腔上接上压力表（33）；
（3）接下来将储气罐（34）连接上，并接上截止阀（31）、空气压缩机（30）这样就完成了整个工艺的连接过程。
优选的，上述的过渡焊接件（21）的两端设有焊接辅助部（21.1），焊接辅助部（21.1）包括外部尖端放电环（21.1.1）、中部硼砂热附区（21.1.2）和内部防变形环（21.1.3），所述外部尖端放电环（21.1.1）向外伸出的长度大于内部防变形环（21.1.3）向外伸出的长度，且外部尖端放电环（21.1.1）与内部防变形环（21.1.3）之间设有中部硼砂热附区（21.1.2），中部硼砂热附区（21.1.2）为一圈弧形凹槽形状。
优选的，上述的过渡焊接件（21）的两端设有焊接辅助部（21.1），所述的焊接辅助部（21.1）包括外部尖端放电环（21.1.1）、中部硼砂热附区（21.1.2）和内部防变形环（21.1.3），所述外部尖端放电环（21.1.1）向外伸出的长度大于内部防变形环（21.1.3）向外伸出的长度，且外部尖端放电环（21.1.1）与内部防变形环（21.1.3）之间设有中部硼砂热附区（21.1.2），中部硼砂热附区（21.1.2）为多个半圆形槽组成一圈。
本发明的有益效果是：1.通过过渡焊接件的制作，降低焊接难度，具体表现在：①将两种不同的金属材料制作为一体的过渡焊接件，过渡焊接件的一端为纯铜部，另一端为纯铝部，从而使铜管线和铝管线能够分别跟过渡焊接件的纯铜部焊接和与纯铝部焊接，从而使焊接强度大幅度提升；②过渡焊接件的两端的焊接辅助部采用特制的结构，有利于焊接，使焊口的成型精度更高，更易控制；2.焊接执行器设计了聚四氟乙烯制作的运行轨道，将铜管线或铝管线与过渡焊接件之间连接起来，从而在压缩空气的推动下，推动铜管线或铝管线靠近过渡焊接件，然后，在对焊机分出的两个次线圈分别连通铜管线和铝管线，在弧光放电原理下，实现铜管线与过渡焊接件的纯铜部焊接，铝管线与过渡焊接件的纯铝部焊接，最终实现相同金属的焊接，提高了焊接强度；3.气体压缩机推动铜管线和铝管线靠近过渡焊接件，更有利于焊接工人的身体健康；4.氩气保护气体的实施，使得铝与铜所形成的焊口都不易被氧化，保证了焊接质量；5.热继电器与热氩气的配合使用，使整个焊接工艺的可控性得到了大大提高，使焊接质量更可靠。
附图说明
附图1是本发明的结构示意图；
附图2是对焊机的结构原理图；
附图3是焊接执行器的结构示意图；
附图4是过渡焊接件的结构示意图；
附图5是第一种过渡焊接件端部的焊接辅助部的截面图；
附图6是第二种过渡焊接件端部的焊接辅助部的截面图；
上图中：硅钢片1、原线圈2、接线柱3、电流调节衔铁4、硅钢片固定支架5、第一次线圈6、第二次线圈7、连接块8、调节丝杆9、调节手柄10、导轨11、升降导轨固定架12，四氟夹持瓣13、过渡载体14、夹持螺栓15、地线接线柱16、压线盘17、压紧螺栓18、地线柔性垫19、地线触点20、过渡焊接件21、氩气出口管22、送料气缸23、密封活塞24、运行轨道25、气控管线26、铜管线27、气动管线28、铝管线29，空气压缩机30、截止阀31、安全阀32、第一压力表33、储气罐34、盲堵35、手动换向阀36、手柄37、焊接气动控制管线38、氩气保护气管线39、氩气瓶40、氩气截止阀41、第二压力表42、焊接支架43、热氩输出管44、热继电器45，焊弧防护套46、固定套环47、对焊机48、焊接执行器49、第二四氟夹持瓣50、第二过渡载体51、第二夹持螺栓52，焊接辅助部21.1，外部尖端放电环21.1.1、中部硼砂热附区21.1.2和内部防变形环21.1.3、半球形槽21.1.4。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
参照附图1，本发明提到的一种铜铝管线高强度焊接装置，其技术方案是：包括对焊机48、热继电器45、焊接执行器49、过渡焊接件21、焊接支架43、氩气保护装置、气动推进装置，所述过渡焊接件21安装在焊接执行器49内，所述焊接执行器49固定在焊接支架43上，且过渡焊接件21的一端与铜管线27相对应，另一端与铝管线29相对应；所述的铜管线27的外侧和铝管线29的外侧分别连接气动推进装置，通过气动推进装置推动铜管线27和铝管线29向过渡焊接件21移动，同时对焊机48将铜管线27与过渡焊接件21的一端焊接，将铝管线29与过渡焊接件21的另一端焊接；所述焊接执行器49连接氩气保护装置，通过氩气保护装置对焊接过程进行氩气保护，且热继电器45通过热氩输出管44连通焊接部，通过氩气的温度控制热继电器45的通断。
参照附图2，本发明的对焊机48包括硅钢片1、原线圈2、接线柱3、电流调节衔铁4、硅钢片固定支架5、第一次线圈6、第二次线圈7、连接块8、调节丝杆9、调节手柄10、导轨11、升降导轨固定架12，所述硅钢片1安装在硅钢片固定支架5的中间，且硅钢片1上缠绕有原线圈2，硅钢片1的两侧分别安装导轨11和次线圈缠绕杆，导轨11内分别安装电流调节衔铁4，电流调节衔铁4通过上部连接的调节丝杆9和升降导轨固定架12配合调节；且所述次线圈缠绕杆上分别缠绕有第一次线圈6与第二次线圈7，需要说明的是：铜的熔点是1083度，铝的熔点是660度，这就需要调节两个线圈来满足两种金属的熔点要求，通过调整第一次线圈一侧的调节丝杠9来调大电流调节衔铁4的长度，从而使重合度增大，电流增大，磁通量增大，满足铜管线的焊接能量要求；通过廖正第二次线圈一侧的电流调节衔铁，使其重合度减小，电流减小，磁通量减小，从而满足铝管线的焊接能量要求。
参照附图3，本发明的焊接执行器49包括过渡焊接件固定装置、铜管线推动装置和铝管线推动装置，过渡焊接件固定装置的一端设置铜管线推动装置，另一端设置铝管线推动装置；所述过渡焊接件固定装置包括四氟夹持瓣13、过渡载体14、夹持螺栓15、压线盘17、压紧螺栓18、地线柔性垫19，过渡焊接件21的外侧设有四氟夹持瓣13，四氟夹持瓣13与过渡载体14通过夹持螺栓15固定连接，过渡载体14的两端通过地线柔性垫19、地线接线柱16与焊弧防护套46通过压紧螺栓18固定。
本发明的铜管线推动装置包括送料气缸23、密封活塞24、运行轨道25、气控管线26、气动管线28，第二四氟夹持瓣50、第二过渡载体51、第二夹持螺栓52，铜管线27的外侧套有第二四氟夹持瓣50，第二四氟夹持瓣50与外侧套有的第二过渡载体51通过第二夹持螺栓52固定连接，在第二过渡载体51的外侧安设有送料气缸23、密封活塞24组成的气动缸；所述的第二过渡载体51与气动缸之间通过运行轨道25连接，运行轨道25的内端与过渡焊接件固定装置的压线盘17活动连接，在压缩气体推动密封活塞24时，推动固定在铜管线外壁的第二过渡载体51沿着运行轨道25向过渡焊接件21靠近。
其中，第二过渡载体51的下端通过聚四氟乙烯环与接线柱i连接，聚四氟乙烯环的下侧设有固定套环47和氩气出口管22，氩气出口管22外端连接热氩输出管44；所述氩气出口管22和热氩输出管44将铜管线与过渡焊接件之间的加热的氩气导出到热继电器45中。
地线接线柱16的内端设有地线触点20，所述的焊弧防护套46的一侧设有压线盘17；上述的运行轨道25采用聚四氟乙烯制成，避免铜管线或铝管线的电流导通到过渡焊接件21上。
另外，本发明提到的铝管线推动装置的结构与铜管线推动装置的结构相同，区别是由于铝的熔点较低，所以，从对焊机接过来的电流小，而且对焊机形成两个单独的回路，实现铜管线与过渡焊接件的纯铜部焊接，铝管线与过渡焊接件的纯铝部焊接，实现了较强的焊接强度。
参照附图4，本发明的过渡焊接件21包括纯铜部L1、纯铝部L2和铜铝混合部L3，所述的纯铜部L1的长度大于纯铝部L2的长度，且纯铜部L1和纯铝部L2的外端设有焊接辅助部21.1。
另外，参照附图4和5，焊接辅助部21.1包括外部尖端放电环21.1.1、中部硼砂热附区21.1.2和内部防变形环21.1.3，所述外部尖端放电环21.1.1向外伸出的长度大于内部防变形环21.1.3向外伸出的长度，且外部尖端放电环21.1.1与内部防变形环21.1.3之间设有中部硼砂热附区21.1.2，中部硼砂热附区21.1.2为一圈弧形凹槽形状。
焊接辅助部21.1的特殊结构的原理是：
1.过渡焊接件21的制作过程中，应使端部的圆弧，保持外部略凸出，内部略低，中间为圆弧状的特殊焊接接口，这样做根本原因是：由弧光放电原理及金属的焊接原理决定的。当焊口相互靠近时，由于电荷的积聚作用，就会形成所谓的“尖端放电”，这时，外部凸出的外部尖端放电环21.1.1与铜管线或铝管线的外部边缘首先放电，并熔化，而在过渡焊接件21的中心的中部硼砂热附区21.1.2采用弧形凹槽形状，则成为最好的熔池，同时，随着外加力及温度的升高，这样，就可以恰好形成完美的焊缝，即：可以焊透而不至于会焊漏，同时，内部防变形环21.1.3的伸出长度小于外部尖端放电环21.1.1，这样，使内部防变形环21.1.3不会变形，从而保证焊接后的铜铝管的焊口的内径不会突出，避免影响内部通道的变量较小。
本发明提到的一种铜铝管线高强度焊接装置的使用方法，包括以下步骤：
A、根据不同的管径要求，制造不同直径的过渡焊接件21备用，该过渡焊接件21包括纯铜部L1、纯铝部L2和铜铝混合部L3，所述的纯铜部L1的长度大于纯铝部L2的长度，且纯铜部L1和纯铝部L2的外端设有焊接辅助部21.1；
B、将过渡焊接件21安装到焊接执行器内：
（1）将四氟夹持瓣13覆盖在过渡焊接件21上，然后再放入过渡载体14内，再用夹持螺栓15夹紧；
（2）两端分别垫上地线柔性垫19与焊弧防护套46，通过压紧螺栓18压紧固定；
（3）整体固定到焊接支架43上；
C、连接两端的焊接件：
（1）将送料气缸23与密封活塞24组装成气动缸，并安装上运行导轨25；
（2）分别将两个气动缸套到铜管线27和铝管线29上，接下来就是将第二过渡载体51及第二四氟夹持瓣50及第二夹持螺栓52通过运行导轨25固定在铜管线27和铝管线29；
（3）拧紧运行导轨25，并连接到过渡焊接件21两端的过渡载体14，这样就把两端的焊接件连接完毕，这样也就完成了焊接执行器的制作；
D、接线：将对焊机48的第一次线圈和第二次线圈分别连接到焊接执行器的铜管线和铝管线的接线柱，并且焊接执行器的氩气通过氩气出口管22、热氩输出管44连通热继电器45，通过氩气的温度控制热继电器45的通断；通过两个次线圈输出的不同的电流来实现焊接铜管线和铝管线的不同焊接温度要求；
另外，氩气瓶40通过氩气保护气管线39连通到焊接执行器的过渡焊接件21的两端；将空气压缩机30通过储气罐34和焊接气动控制管线38连接到焊接执行器的两端的铜管线和铝管线的气动缸处，推动铜管线和铝管线向过渡焊接件21靠近；
E、焊接过程如下：
（1）先启动空气压缩机30，使储气罐34内的压力达到工作标准；
（2）关闭截止阀31，并停止空气压缩机30的工作；
（3）启动对焊机48的启动按钮，使对焊机48处于待工作状态；
（4）开启氩气截止阀41使氩气瓶40里的氩气持续地向焊接执行器的过渡焊接件21的两端供气；
（5）待焊口处的空气被氩气取代后，操纵手柄37，使两端的焊接件向过渡焊接件21靠近，当铜管线或铝管线与过渡焊接件21彼此之间达到一个合适的距离时，就产生弧光放电，产生高温，使铜管线27、铝管线29与过渡焊接件21的结合处产生高温并熔化，同时，对周围的氩气进行加热，这时，由焊接执行器输出氩气为高温气体，当高温氩气进入热继电器45后达到设定温度时，热继电器45自行断电，这时，铜管线27与铝管线29在两端压缩气体的作用力下，会向过渡焊接件21继续靠近，并接触，随后，由于热继电器45断电，过渡焊接件21的两端的温度降低，使焊接完成；
F、收管：
①先将对焊机48的电源切断；
②关闭氩气截止阀41，停止氩气的供应；
③将手柄37向相反的方向推，使气动缸的压缩气体由O腔排到空气中，解除焊接施加的力；
④将铜管线27、铝管线29与过渡焊接件21外壁的夹持螺栓分别松开，使三处的夹紧力得以释放；
⑤将焊接好的铜管线和铝管线收起。
需要说明的是：
步骤D中的接线包括以下具体步骤：
1）接电线：先接焊接端c-i，d-g，e-h，f-j，次序为：由焊接执行器到热继电器45再到对焊机，最后再将a，b两个输电接线柱接上，实现同源的两路电流，由于同相位、同频率，回路为分别接到过渡焊接件的g、h，从而形成各自回路；
2）、连接保护气路：先将焊接执行器的K口与保护气进口线39连接好，然后与第二压力表42、氩气截止阀41、氩气瓶40连接好；用热氩输出管44和氩气出口管22将焊接执行器与热继电器45连接起来；
3）、连接控制气路：
（1）将焊接控制管线38由焊接执行器的端部接出，直至手动换向阀36的所在位置；
（2）将手动换向阀36的B腔由盲堵35堵住，然后，就是将焊接控制管线38接到A腔，P腔上接上第一压力表33；
（3）接下来将储气罐34连接上，并接上截止阀31、空气压缩机30这样就完成了整个工艺的连接过程。
实施例2，与实施例1不同之处是：参照附图6，本发明的过渡焊接件21的焊接辅助部21.1采用另一种结构，具体是：上述的焊接辅助部21.1包括外部尖端放电环21.1.1、中部硼砂热附区21.1.2和内部防变形环21.1.3，所述外部尖端放电环21.1.1向外伸出的长度大于内部防变形环21.1.3向外伸出的长度，且外部尖端放电环21.1.1与内部防变形环21.1.3之间设有中部硼砂热附区21.1.2，中部硼砂热附区21.1.2为多个半球形槽21.1.4组成一圈。
该结构也可以满足外部凸出的外部尖端放电环21.1.1与铜管线或铝管线的外部边缘首先放电，并熔化，而在过渡焊接件21的中心的中部硼砂热附区21.1.2采用一圈半球形槽的形状，则成为比较好的熔池，同时，随着外加力及温度的升高，这样，就可以恰好形成完美的焊缝，同时，内部防变形环21.1.3的伸出长度小于外部尖端放电环21.1.1，这样，使内部防变形环21.1.3不会变形，从而保证焊接后的铜铝管的焊口的内径不会突出，避免影响内部通道的变量较小。
以上所述，仅是本发明的部分较佳实施例，任何熟悉本领域的技术人员均可能利用上述阐述的技术方案加以修改或将其修改为等同的技术方案。因此，依据本发明的技术方案所进行的任何简单修改或等同置换，尽属于本发明要求保护的范围。
