CN110421858A - 热熔模头及热熔焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种热熔模头及热熔焊接设备，热熔模头包括受热部和成型部，受热部内设置有发热管，发热管的一部分伸入成型部内，其中，成型部上设置有冷却槽组，冷却槽组沿第一直线延伸并贯穿成型部的周壁相对的两侧，且第一直线与热熔模头的轴线相交。及设置有该热熔模头的热熔焊接设备。该热熔模头具有升温速度快、冷却速度快可提高产品焊接质量的优点。

Description

热熔模头及热熔焊接设备

技术领域

本发明涉及焊接设备技术领域，具体地说，是涉及一种热熔模头及设置有该热熔模头的热熔焊接设备。

背景技术

热熔焊接设备在对产品进行焊接时，需要先对热熔模头进行预热，热熔模头预热过程中将待焊接的产品放置于模具上，随后使热熔模头移动至待焊接产品处，使热熔模头而对产品进行热熔焊接。当产品完成热熔焊接后，对热熔模头进行冷却，并在冷却后使热熔模头与产品分离，从而完成对产品的焊接成型，随后将该产品取出并在模具上放置新的待焊接产品，以准备新一轮热熔焊接。

如图1所示，现有热熔模头的冷却方式为：在热熔模头91内部设置一冷却管92，当热熔模头91需要冷却时，通过冷却循环装置93向冷却管 92内循环通入冷却液，使得冷却液在流经冷却管92时将热熔模头91上的热量吸收带走，以达到对热熔模头91进行冷却的目的。但是，对热熔模头91进行冷却的主要目的是降低热熔模头91的成型部911的温度，以使得产品热熔处的结构进行冷却定型，因此，上述冷却方式存在的缺点的是：

第一，由于热熔模头91的内部空间限制，导致冷却管92绝大部分管体只能设置在热熔模头91的受热部912，而这会使得在对热熔模头91进行冷却时，冷却管92首先会对受热部912进行冷却处理，并通过受热部 912逐步将冷却处理辐射到成型部911，也即是说，冷却管92在对热熔模头91进行冷却时，热熔模头91的整体都会受到冷却处理，且受热部912 接受的冷却处理最为优先，导致热熔焊接过程中，热熔模头91加热周期长、冷却周期长、能源损耗严重、冷却效率低且冷却效果不佳，影响产品的质量。

第二，由于冷却管92是直接设置于热熔模头91的内部，与热熔模头 91直接接触，使得冷却管92需要长期承受冷热交替，导致冷却管92极易出现损坏，影响热熔模头91的热熔焊接效果，增加了生产成本。此外，冷却管92设置于热熔模头91的内部还会增加热熔模头91的加工难度。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种升温速度快、冷却速度快可提高产品焊接质量的热熔模头。

本发明的另一目的是提供一种设置有上述热熔模头的热熔焊接设备。

为了实现本发明的主要目的，本发明提供一种热熔模头，包括受热部和成型部，受热部内设置有发热管，发热管的一部分伸入成型部内，其中，成型部上设置有冷却槽组，冷却槽组沿第一直线延伸并贯穿成型部的周壁相对的两侧，第一直线与热熔模头的轴线相交。

由上可见，通过在热熔模头的成型部上设置冷却槽组，使得冷却槽组可供冷却气流穿过，以在当外部冷却喷头向成型部喷射冷却气流时，冷却气流能够在流经冷却槽组过程中将成型部上的绝大部分热量带走，以实现对成型部的快速冷却，并且，冷却槽组的设置使得成型部的冷却速度远大于受热部的冷却速度，从而较小的缩短成型部的冷却时间和受热部的加热时间，提高冷却效率的同时，降低能源损耗，并使得热熔模头的维护、保养更加方便。

一个优选的方案是，冷却槽组包括两个以上的第一冷却槽，两个以上的第一冷却槽沿第二直线分布，每一个第一冷却槽均沿第一直线延伸并贯穿成型部的周壁的相对的两侧，且第二直线分别与第一直线、轴线相垂直。

由上可见，通过对第一冷却槽的分布设置，以在保证成型部能够进行快速散热的同时，还能够使得热熔模头在进行加热时，使发热管输出的热量能够通过第一冷却槽间的隔断处快速传递到成型部，从而使成型部能够进行快速加热。

进一步的方案是，第一冷却槽沿轴线的延伸方向的第一横截面高度大于第一冷却槽沿第二直线的延伸方向的第一横截面宽度。

由上可见，第一冷却槽的横截面设计使得能够在满足成型部的加热和散热要求的前提下，在成型部上设置尽可能多的第一冷却槽，以提高成型部的冷却速度。

另一个优选地方案是，冷却槽组包括两个以上的第二冷却槽，两个以上的第二冷却槽沿轴线分布，每一个第二冷却槽均沿第一直线延伸并贯穿成型部的周壁的相对的两侧。

由上可见，通过对第二冷却槽的分布设置，以在保证成型部能够进行快速散热的同时，还能够使得热熔模头在进行加热时，发热管输出的热量能够快速传递到成型部，从而使成型部能够进行快速加热。

进一步的方案是，第二冷却槽沿轴线的延伸方向的第二横截面高度小于第二冷却槽沿第三直线的延伸方向的第二横截面宽度，第三直线分别与第一直线、轴线相垂直。

由上可见，第二冷却槽的横截面设计使得能够在满足成型部的加热和散热要求的前提下，在成型部上设置尽可能多的第二冷却槽，以提高成型部的冷却速度。

更进一步的方案是，成型部内设置有导热柱，导热柱沿轴线延伸，且导热柱贯穿每一个第二冷却槽，每一个第二冷却槽的两个相对设置的侧壁与导热柱之间均具有通风间隙。

由上可见，在第二冷却槽结构设计的前提下，导热柱的设置能够将发热管输出的热量快速传递到整个成型部上，提高成型部的加热速度。而使第二冷却槽的侧壁与导热柱之间形成通风间隙，能够保证冷却气流能够更好的流经冷却槽组，以对成型部进行散热。此外，导热柱的设置可能在一定程度上加快冷却气流在第二冷却槽内的流速，以提高成型部的冷却速度。

更进一步的方案是，第一直线与热熔模头的轴线之间的夹角为30度至90度。

由上可见，通过对第一冷却槽的延伸方向或第二冷却槽的延伸方向与热熔模头的轴线夹角设置，使得成型部上能够尽可能多的设置第一冷却槽或第二冷却槽，以提高成型部的冷却速度。

更进一步的方案是，热熔模头还包括热电偶，热电偶设置在成型部内。

由上可见，热电偶用于监测热熔模头成型部处的实时温度，以便于外接的控制系统能够准确地对成型部的温度进行调节、控制。

为了实现本发明的主要目的，本发明提供的热熔模头还可以是包括受热部和成型部，受热部内设置有发热管，发热管的一部分伸入成型部内，其中，成型部上设置有冷却槽组，冷却槽组包括多个第三冷却槽，多个第三冷却槽沿成型部的周向分布，第三冷却槽自成型部的周壁朝向成型部的中部延伸，且多个第三冷却槽之间相互连通。

由上可见，通过对冷却槽组的布局设计，使得冷却气流能够更加均匀地流经成型部，使成型部的冷却更快且整体冷却更加均匀。此外，在热熔模头进行加热时，发热管输出的热量能够通过第三冷却槽间的隔断处均匀、快速地传递到整个成型部上，实现成型部的快速加热。

为了实现本发明的另一目的，本发明提供一种热熔焊接设备，包括机身、驱动装置和冷却喷嘴，机身上设置有底模，驱动装置安装在机身上，冷却喷嘴设置在驱动装置的输出端上，其中，热熔焊接设备还包括热熔模头，热熔模头为上述任一所述的热熔模头，热熔模头设置在驱动装置的输出端上，驱动装置驱动冷却喷嘴、热熔模头朝向底模移动，冷却喷嘴朝向热熔模头的冷却槽组设置。

附图说明

图1是现有的热熔模头结构图。

图2是本发明热熔模头第一实施例的剖视图。

图3是本发明热熔模头第一实施例的成型部的结构图。

图4是本发明热熔模头第一实施例的成型部的剖视图。

图5是本发明热熔模头第二实施例的成型部的结构图。

图6是本发明热熔模头第三实施例的成型部的结构图。

图7是本发明热熔模头第三实施例的成型部的剖视图。

图8是本发明热熔模头第四实施例的成型部的结构图。

图9是本发明热熔模头第四实施例的成型部的剖视图。

图10是本发明热熔焊接设备实施例的结构图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

热熔模头第一实施例：

参照图2至图4，热熔模头1包括安装部11、受热部12和成型部13，其中，安装部11、受热部12和成型部13一体成型。安装部11上设置有连接孔111，以便于热熔模头1通过螺栓与外部设备进行连接。

受热部12内设置有发热管14，且发热管14的一部分伸入成型部13 内，发热管14用于对热熔模头1进行加热，以使得成型部13处的温度能够满足热熔焊接的要求，。热部用于保持热熔模头1的总体温度，使得成型部13在进行冷却时，热熔模头1的整体不会被过度冷却，从而有效的缩减热熔模头1再次热熔焊接时的加热时间，并降低能量损耗。优选地，受热部12的外周壁上包裹有保温层121，保温层121对受热部12起保温作用，以避免受热部12的热量流失过快。

成型部13上设置有冷却槽组15，冷却槽组15沿第一直线L2延伸并贯穿成型部13的周壁的相对的两侧，且第一直线L2与热熔模头1的轴线相交。优选地，第一直线L2于热熔模头1的轴向之间的夹角a优选为30 度至90度，以使得冷却槽组15既能够有效地使成型部13进行冷却，又能够在成型部13上尽可能多地设置冷却槽，使成型部13能够实现快速冷却。

具体地，在本实施例中，冷却槽组15包括两个以上的第一冷却槽151，两个以上的第一冷却槽151沿第二直线L3分布，且每一个第一冷却槽151 均沿第一直线L2延伸并贯穿成型部13的相对地两侧。其中，第二直线L3 与第一直线L2相垂直且第二直线L3与热熔模头1的轴线L1相垂直。而通过对第一冷却槽151的分布设置，使得在保证成型部13能够进行快速散热的同时，还能够保证当热熔模头1在进行加热时，使发热管14输出的热量能够通过第一冷却槽151间的隔断处快速传递到成型部13，从而使成型部13能够被快速加热。

此外，第一冷却槽151沿轴线L1的延伸方向的第一横截面高度H1大于第一冷却槽151沿第二直线L3的延伸方向的第一横截面宽度W1，且第一冷却槽151的横截面呈长方形设置。第一冷却槽151的横截面形状设计，能够在满足成型部13的加热和散热要求的前提下，使成型部13上能尽可能多的设置第一冷却槽151，以提高成型部13的冷却速度。其中，第一冷却槽151的数量、第一横截面高度H1的大小、第一横截面宽度W1的大小均可根据实际成型部13的形状、结构及大小进行相应地设置，以使得冷却槽组15对成型部13的冷区效果达到最大化，并防止冷却槽组15的设置对成型部13的加热造成影响。

进一步地，第一直线L2与热熔模头1的轴线L1之间的夹角a为90 度，从而进一步地使成型部13上能够尽可能多地设置第一冷却槽151。而成型部13的成型面131上涂覆有不粘涂层，使得热熔模头1在对产品进行热熔焊接以及在冷却并与产品分离过程中，熔融状态下的产品不会黏连在成型部13上，以保证产品的热熔焊接质量。优选地，不粘涂层的材料为聚四氟乙烯。

另外，热熔模头1还包括热电偶16，该热电偶16设置在成型部13 内，热电偶16用于监测热熔模头1的成型部13处的实时温度，以便于外接的控制系统能够准确地对成型部13的温度进行调节、控制。

综上可见，本实施例通过在热熔模头的成型部上设置冷却槽组，使得冷却槽组可供冷却气流穿过，以在当外部冷却喷头向成型部喷射冷却气流时，冷却气流能够在流经冷却槽组过程中将成型部上的绝大部分热量带走，以实现对成型部的快速冷却，并且，冷却槽组的设置使得成型部的冷却速度远大于受热部的冷却速度，从而较小的缩短成型部的冷却时间和受热部的加热时间，提高冷却效率的同时，降低能源损耗，并使得热熔模头的维护、保养更加方便。

热熔模头第二实施例：

参照图5，应用热熔模头第一实施例的发明构思，热熔模头第二实施例与第一实施例的不同之处在于：

在本实施例中，冷却槽组25包括两个以上的第二冷却槽251，两个以上的第二冷却槽251沿热熔模头的轴线L11分布，且每一个第二冷却槽251 均沿第一直线延伸并贯穿成型部23的相对的两侧。同理地，通过对第二冷却槽251的分布设置，保证成型部23能够进行快速散热的同时，还能够使得热熔模头在进行加热时，发热管输出的热量可快速传递到成型部 23，从而使成型部23能够进行快速加热。

其中，第二冷却槽251沿轴线L11的延伸方向的第二横截面高度小于第二冷却槽251沿第三直线L3的延伸方向的第二横截面宽度，第三直线 L3与第一直线相垂直且第三直线L3与热熔模头的轴线L11相垂直。而通过第二冷却槽251的横截面形状设计，使得在满足成型部23的加热和散热要求的前提下，能够在成型部23上尽可能多地设置第二冷却槽251，以提高成型部23的冷却速度。

热熔模头第三实施例：

参照图6和图7，应用热熔模头第二实施例的发明构思，热熔模头第三实施例与第二实施例的不同之处在于：

成型部33内设置有导热柱352，导热柱352沿热熔模头的轴线延伸，且导热柱352贯穿每一个第二冷却槽351，其中，每一个第二冷却槽351 的两个相对设置的侧壁与导热柱352之间均形成有通风间隙353。而在第二冷却槽351结构设计的前提下，导热柱352的设置能够将发热管输出的热量快速传递到整个成型部33上，提高成型部33的加热速度。而使第二冷却槽351的侧壁与导热柱352之间形成通风间隙353，能够保证冷却气流能够更好的流经冷却槽组35，以对成型部33进行散热。此外，导热柱 352的设置可能在一定程度上加快冷却气流在第二冷却槽351内的流速，以提高成型部33的冷却速度。

热熔模头第四实施例：

参照图8和图9，应用热熔模头第一实施例的发明构思，热熔模头第二实施例与第一实施例的不同之处在于：

冷却槽组45包括多个第三冷却槽451，多个第三冷却槽451沿成型部 43的轴向分布，每一个第三冷却槽451均自成型部43的周壁朝向成型部 43的中部延伸，且多个第三冷却槽451之间相互连通。而通过对冷却槽组 45的布局设计，使得冷却气流能够更加均匀地流经成型部43，使成型部 43的冷却更快且整体冷却更加均匀。此外，在热熔模头进行加热时，发热管输出的热量能够通过第三冷却槽451间的隔断处均匀、快速地传递到整个成型部43上，实现成型部43的快速加热。

热熔焊接设备实施例：

参照图10，热熔焊接设备50包括机身5、驱动装置6、冷却装置7、安装座8和热熔模头10，其中，机身5的工作台上设置有底模51，底模 51用于放置待加工产品，机身5上还设置有控制台52，控制台52分别与驱动装置6、冷却装置7和热熔模头10电连接，以使得用户可通过控制台 52操作热熔焊接设备50。

驱动装置6安装在机身5顶部，驱动装置6优选为气缸，气缸的驱动端朝向底模51设置，且安装座8于气缸的驱动端固定连接，而热熔模头 10和冷却装置7则固定于安装座8上，使得气缸可驱动安装座8朝向底模 51移动，以带动热熔模头10和冷却装置7朝向底模51上的产品移动，从而对产品进行热熔焊接。

具体地，安装座8包括第一底板81、隔热板82、第二底板83和弹簧84，其中，第一底板81与气缸的驱动端固定连接，且第一底板81朝向底模51延伸地设置有导轨811。隔热板82沿导轨811的延伸方向与导轨811 可滑动地连接，而第二底板83则固定在导轨811的延伸末端，从而将隔热板82限位在第一底板81和第二底板83之间。弹簧84套装在导轨811 上，且弹簧84的两端分别与第一底板81、隔热板82邻接。热熔模头10 固定安装在隔热板82上，热熔模头10的成型部朝向底模51设置，且热熔模头10可随隔热板82相对导轨811的滑动伸出第二底板83。

此外，冷却装置7也固定安装在隔热板82，使得冷却装置7能够与热熔模头10保持同步移动，从而保证冷却装置7能够及时对热熔模头10进行冷却处理。其中，冷却装置7的冷却喷头71朝向热熔模头10的冷却槽组设置，使得冷却喷头71喷射出的冷却气流能够流经冷却槽组，已将热熔模头10成型部的热量带走。优先地，冷却喷头71的喷射口处设置有散热片，该散热片优选采用铍铜制成。

进一步地，机身5上还设置有安全光栅53，安全光栅53与控制台52 电连接，而通过设置安全光栅53，使得当热熔焊接设备50对产品进行热熔焊接加工过程中，有外物或人手伸入设定的加工区域时，控制台52能够及时停止热熔焊接设备50的工作，避免出现生产事故。

需要说明的是，本实施例中的热熔模头10为上述热熔模头10第一实施例至热熔模头10第四实施例中任一实施例所述的热熔模头10。

以下，对热熔焊接设备50的加工过程进行说明：

当需要对产品进行热熔焊接时，首先先对热熔模头10进行预热，直至热熔模头10达到设定温度，再准备对产品进行热熔焊接。

产品进行热熔焊接时，先将产品放置于底模51上，以对产品进行定位，其中，产品的放置可有机械手执行或人工执行。

当产品放置完成后，启动驱动装置6，使驱动装置6驱动安装座8向底模51移动，直至第二底板83与产品接触。而在第二底板83与产品接触前，热熔模头10的成型部会先与产品的待焊接处接触，并逐步缩回第一底板81和第二底板83之间，同时，弹簧84被压缩蓄能，此时，热熔模头10对产品进行热熔焊接。

当产品的待焊接处完成既定形状的热熔成型后，启动冷却装置7，使冷却装置7的冷却喷头71向热熔模头10喷射冷却气流，从而使冷却气流流经冷却槽组，以将热熔模头10的成型部的热量带走，完成对热熔模头 10的冷却处理，从而使得产品安装既定形状定型，随后关闭冷却装置7。

接着，再次启动驱动装置6，使驱动装置6带动安装座8及其上的热熔模头10、冷却装置7一同复位，而在复位过程中，隔热板82会再弹簧 84的弹性势能作用被推向第二底板83，使得热熔模头10重新伸出第二底板83。

当驱动装置6驱动安装座8及其上的热熔模头10、冷却装置7完成复位后，将已完成热熔焊接加工的产品从底模51取出，并向底模51放入新的待焊接产品，准备下来一轮热熔焊接加工。

其中，热熔焊接设备50对产品的热熔焊接时间优选为2秒至4秒，热熔模头10的冷却时间优选为3秒至4秒，热熔模头10的热熔时的温度控制在205℃至265℃，热熔模头10的热熔时的温度可根据不同产品的材料进行设定。

最后需要强调的是，以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种变化和更改，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.热熔模头，包括受热部和成型部，所述受热部内设置有发热管，所述发热管的一部分伸入所述成型部内，其特征在于：

所述成型部上设置有冷却槽组，所述冷却槽组沿第一直线延伸并贯穿所述成型部的周壁的相对的两侧，且所述第一直线与所述热熔模头的轴线相交。

2.根据权利要求1所述的热熔模头，其特征在于：

所述冷却槽组包括两个以上的第一冷却槽，两个以上的所述第一冷却槽沿第二直线分布，每一个所述第一冷却槽均沿所述第一直线延伸并贯穿所述成型部的周壁的相对的两侧，且所述第二直线分别与所述第一直线、所述轴线相垂直。

3.根据权利要求2所述的热熔模头，其特征在于：

所述第一冷却槽沿所述轴线的延伸方向的第一横截面高度大于所述第一冷却槽沿所述第二直线的延伸方向的第一横截面宽度。

4.根据权利要求1所述的热熔模头，其特征在于：

所述冷却槽组包括两个以上的第二冷却槽，两个以上的所述第二冷却槽沿所述轴线分布，每一个所述第二冷却槽均沿所述第一直线延伸并贯穿所述成型部的周壁的相对的两侧。

5.根据权利要求4所述的热熔模头，其特征在于：

所述第二冷却槽沿所述轴线的延伸方向的第二横截面高度小于所述第二冷却槽沿第三直线的延伸方向的第二横截面宽度，所述第三直线分别与所述第一直线、所述轴线相垂直。

6.根据权利要求5所述的热熔模头，其特征在于：

所述成型部内设置有导热柱，所述导热柱沿所述轴线延伸，且所述导热柱贯穿每一个所述第二冷却槽；

每一个所述第二冷却槽的两个相对设置的侧壁与所述导热柱之间均具有通风间隙。

7.根据权利要求1至6任一项所述的热熔模头，其特征在于：

所述第一直线与所述热熔模头的轴线之间的夹角为30度至90度。

8.根据权利要求1至6任一项所述的热熔模头，其特征在于：

所述热熔模头还包括热电偶，所述热电偶设置在所述成型部内。

9.热熔模头，包括受热部和成型部，所述受热部内设置有发热管，所述发热管的一部分伸入所述成型部内，其特征在于：

所述成型部上设置有冷却槽组，所述冷却槽组包括多个第三冷却槽，多个所述第三冷却槽沿所述成型部的周向分布，所述第三冷却槽自所述成型部的周壁朝向所述成型部的中部延伸，且多个所述第三冷却槽之间相互连通。

10.热熔焊接设备，包括

机身，所述机身上设置有底模；

驱动装置，所述驱动装置安装在所述机身上；

冷却喷嘴，所述冷却喷嘴设置在所述驱动装置的输出端上；

其特征在于：

所述热熔焊接设备还包括热熔模头，所述热熔模头为上述权利要求1至9任一项所述的热熔模头；

所述热熔模头设置在所述驱动装置的输出端上，所述驱动装置驱动所述冷却喷嘴、所述热熔模头朝向所述底模移动，所述冷却喷嘴朝向所述热熔模头的所述冷却槽组设置。