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射频无源器件高频感应焊接应用系统设计

为提高产品焊接质量，提升生产效率，本文特导入高频感应焊接

应用系统，同时对装配焊接夹具进行重新构思设计，以满足不同结构

件手工及高频感应焊接的需求。实现射频无源器件除PCB（线路板）

以外全面高频感应焊接，提升生产效率。

高频感应加热机是目前对金属、非金属材料加热效率高、速度快、

低耗节能的环保型感应加热设备。其应用范围十分广泛，主要用途为：

金属热处理、金属淬火、金属退火、金属回火、金属透热、金属的钎

焊、银焊、铜焊、金属热型、金属熔炼、金属埋植塑料等。

感应加热是利用导体在高频磁场作用下产生的感应电流（涡流损

耗）以及导体内磁场的作用（磁滞损耗）引起的导体自身发热而进行

加热的。导体有电流通过时，在其周围就会产生磁场，高频电流流向

被绕制成环状或其他形状的电感线圈（通常是用紫铜管制作），由此

在线圈内产生极性瞬间变化的强磁束。将被加热的金属物质放置在感

应线圈内，磁束就会贯通整个被加热物质，在被加热物质内部与加热

电流相反的方向产生很大的涡流，由于被加热金属物质自身的电阻导

致焦耳热的产生，使金属物质自身的温度迅速上升，从而完成对金属

工件的加热。

1手工焊接特点

传统手工焊接一致性较差，焊接夹具不稳定，人员可控性较小，

焊接质量、焊锡量无法保证，焊接后容易出现焊点拉尖、流锡、焊点

虚焊、老化等不良问题，如图1—图6所示。

2高频感应焊接配套设施平台搭建

结构组成：高频感应焊接应用系统由高频感应加热机，如图7所

示、冷水箱，如图8所示、高频感应焊接平台，如图9所示、通用夹

具、定制夹具等组成。

高频感应焊接可以利用现有焊接平台，将新的焊接夹具、焊接设

备、高频感應脚踏平台等组合整一个整体，在整套设备配备后员工操

作强度、生产效率、焊接质量、焊接外观等方面都有很大提升，改变

了人们对高频感应焊接的认知。

项目经过自主设计、优化多功能性焊接夹具、进行焊接组件参数

验证与数据汇总、制定高频感应焊标准作业指导书、组件批量焊接与

质量可靠性验证等工作，最终在焊接工艺、焊点外观、焊接性能、人

工成本等方面都有所突破，达到行业领先水平。

3高频感应焊接应用系统导入与实施

3.1技术独特性

多功能高频感应焊接夹具的稳定性加强，通过增加横向定位槽、

定位块固定谐振柱、导线，保证尺寸稳定;能够上下、左右自由调节以

进行不同尺寸谐振柱的焊接，满足不同结构件手工及高频感应焊接需

要，如图10所示。多功能高频感应焊接夹具已经优化完成并全面投

入使用，并且针对Φ1.0mm、Φ1.2mm、Φ1.5mm、Φ2.0mm、Φ2.5mm、

Φ3.0mm导线都设计了不同直径的固定零件。新夹具覆盖率达98%，

且焊点质量问题经过阶段性优化后合格率由80%提升到达到100%。

高频感应焊接可100%解决抽头焊点拉尖、毛刺、焊点未熔透等

问题，焊接效率提高49.2%;实现了产品质量（焊点可靠性、互调合格

率）的大幅提升和生产成本的降低。

焊点采用高频感应焊接后基本未发现其导致的互调不合格问题，

高频感应焊接可实现98%以上的互调合格率。

高频感应焊接系统通过设计连接头，达到连接头备份，实现换线

效率提升。对焊接头进行重新整形，实现不同结构全面高频感应焊接，

如图11所示。设计、加工高频感应脚踏平台，如图12所示，大大降

低了员工的疲劳度。

高频感应焊接根据不同结构类型，对所有抽头、接头组件、飞杆

组件等制定统一定义调机标准，通过设计输出高频感应焊接夹具、高

频感应脚踏平台、设计高频感应连接头、统一对高频感应焊接头结构

进行整形，大大降低了员工的操作强度。

高频感应焊接机结合冷水机，利用高频感应焊接平台焊接夹具尺

寸控制和防呆设计，实现结构件感应焊接;整套焊接系统操作简单，如

图13所示。

3.2攻关难点

相同直径的谐振柱与不同的焊接电流与焊接间距、焊接头的高度

匹配是调机难点，如图14—图17所示。受研发结构局限，如何保证

焊点质量及焊接时间是工艺推行难点之一，而在此系统中通过单边焊

接方式及加快夹具推送速度，可以实现焊接质量、焊接效率达标。

焊接头受产品结构局限需要换线，更换焊接头时效率低，更换单

个焊接头最少需要10分钟。在所有高频感应焊接机焊接相同产品时

需要实现不同高频感应焊接设备焊