一種用於電纜與電極板焊接的交流點焊機的製作方法

2023-11-30 09:38:26

本發明涉及一種點焊機，具體是一種用於電纜與電極板焊接的交流點焊機。

背景技術：

太陽能組件接線盒作為光伏電池的電力傳輸和性能保障的核心部件，其性能直接影響了光伏電站的電力效率和可靠性。接線盒設計是一門集電氣設計、機械設計與材料科學相結合的跨領域綜合性設計，在符合光伏系統設備標準的前提下，太陽能組件接線盒的設計必須滿足：

(1)機械性能的要求。接線盒體不僅應設計的小而美觀，易於注塑成型、裝配與維護，而且還要滿足UL1703、IEC61215以及GB/T4798.6標準對衝擊力的要求，接線電纜在受到拉力或扭轉外力時能保證安全穩定工作。

(2)太陽能組件接線盒的設計應使其具有優異的電氣安全性：不僅具有較低的體電阻以儘可能的減小接線盒帶來的功率損耗，而且具有良好的散熱模式和合理的內腔容積來有效降低內部溫度，以滿足電氣安全要求；通過採用高絕緣性材料和機械結構設計提高接線盒的電氣間隙和爬電距離，從而提升接線盒的安全性；採用高電氣安全性二極體並改善其在接線盒內的封裝方式以避免或減少熱斑現象對光伏電池損傷。

近年來，隨著光伏電站規模化商業應用的快速發展，光伏系統設備標準的要求日益提高，太陽能組件接線盒的電流承載能力(目前接線盒的最大電流可達到30A)越來越大，因此，在保證太陽能組件接線盒機械性能的前提下，如何提高其散熱能力成為避免因熱斑現象對光伏電池損傷並決定光伏電池的電力輸送安全的關鍵環節。為了保證太陽能組件接線盒中二極體工作時產生的熱量能迅速導出，電極板通常採用T2銅材製造，因此，如何保證電纜與電極板的連接機械性能和導電導熱性能成為太陽能組件接線盒製造中的關鍵問題。

太陽能組件接線盒內電極板與電纜的連接有機械卡接和焊接結構。機械卡接通常用彈簧片加螺釘緊固的結構，這種結構在組件生產廠內操作簡單快速，成本相對較低，但連接的可靠性較差，接點處接觸電阻相對較大，其導電導熱性能差。焊接方法中傳統的焊條熔化焊需要在氬氣保護下進行，不僅效率低、成本高，而且對銅薄板與銅電纜線束的焊接接頭的質量可靠性；加入焊料的釺焊，這種結構連接的可靠性要比卡接好，而且接觸電阻相對較小，缺點是焊接時強度不夠高。電阻焊是一種高效的連接方法，但銅材質優異的導電導熱性是純銅部件間電阻焊非常困難，同時電纜線束的形狀特點進一步增加獲得優質焊接接頭的難度。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種用於電纜與電極板焊接的交流點焊機，該點焊機利電極頭施加的瞬時大電流，電流通過電纜線束和接線盒的電極板產生熱量使之熔化為一體。該點焊機製備的電纜與電極板焊點具有緻密的冶金組織和優異的機械性能，不僅保證了其接觸的機械可靠性，而且較小的接觸電阻也使焊點具有良好的導電導熱性。

為了實現上述技術目的，本發明的技術方案是：

一種用於電纜與電極板焊接的交流點焊機，包括第一電極頭和第二電極頭。為了使電極與被焊工件間具有較大的電位差(釷鎢合金電位為-0.05V,而銅的標準電位為0.34V)使焊接區產生較多的熱量，同時避免焊接時電極與被焊銅電極板和電纜線束髮生粘接，所述第一電極頭和第二電極頭的材料為含有3wt％ThO2的鎢合金材料。釷鎢合金是W和ThO2混合粉經制條、旋鍛、拉伸、校直等工序得到鎢鎢合金電極棒，然後加工成所需形狀的電極。鎢合金中加入ThO2可以提高鎢合金的高溫強度、再結晶溫度和高溫蠕變性能,同時操作工人在點焊過程中不會吸入釷元素,避免了釷鎢合金電弧焊放射性釷蒸發造成操作工人身體損傷的問題。

所述第一電極頭安裝在動力裝置上，作為優選，所述動力裝置為氣缸或動力缸。第一電極頭在動力裝置的帶動下上下運動；所述第二電極頭位於第一電極頭下方，所述第二電極頭安裝在工作檯面上。

所述第二電極頭的表面具有弧形槽，焊接時，所述弧形槽內放置電纜，所述弧形槽的兩端為燕尾形。本發明點焊機第二電極頭表面的弧形槽的作用在於：(1)焊接時受熱面積集中，提高了焊接效率；(2)對電纜線束起到限位的作用，防止了焊後電纜線束散亂，保障了太陽能組件接線盒的防拉拽性能。

焊接時，把欲焊接的電纜線放置在第二電極頭表面的弧形槽內，作為優選，所述弧形槽內放置的電纜體積與弧形槽的體積比為1.25:1，根據焊接位置在其上放置欲焊接的電極板，然後第一電極頭在動力裝置帶動下向下運動並在電極板和電纜線間施加初始壓力的同時施加5～10KA的瞬間大電流，利用接觸電阻處產生的高溫將電纜線束和與之接觸的接線盒的電極板熔化為一體，斷電並在兩電極間施加更大的壓力，冷卻後將電纜與電極板焊接在一起。

附圖說明

圖1為本發明示意圖。

圖2為第二電極頭示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。

如圖1、2所示，一種用於電纜與電極板焊接的交流點焊機，包括機身1上的第一電極頭3和第二電極頭4，第一電極頭3和第二電極頭4的材料為含有3wt％ThO2的鎢合金材料(例如，北礦新材科技有限公司(原北京鎢鉬材料廠)生產的釷鎢合金材料)。

所述第一電極頭3安裝在動力缸2(或氣缸等動力裝置)上，第一電極頭3在動力裝置的帶動下上下運動；所述第二電極頭4位於第一電極頭3下方，所述第二電極頭4安裝在工作檯面5上，所述第二電極頭4的表面具有弧形槽6，所述弧形槽6的兩端為燕尾形。

焊接時，把欲焊接的電極板和電纜分別作為電路的兩個電極置於第一電極頭3和第二電極頭4之間，電纜放置在弧形槽6內，弧形槽內放置的電纜體積與弧形槽的體積比為1.25:1，利用接觸電阻處產生的高溫，將金屬瞬間熔化，從而將金屬連接片和電纜線牢牢焊接在一起。

上述實施例不以任何方式限制本發明，凡是採用等同替換或等效變換的方式獲得的技術方案均落在本發明的保護範圍內。