袁興軍

[摘? ? 要]隨著現代社會工業(yè)領域的快速發(fā)展，大量技術被運用于工業(yè)設備中，大大提升了各種設備的運行性能、豐富了設備功能，促使其能夠充分滿足各種作業(yè)需要。熱壓機設備是現代工業(yè)生產中的重要機械設備，在熱壓機設備領域中，技術人員采用脈沖加熱處理技術作為熱壓機設備的核心技術，通過優(yōu)化設計與精準計算保證機械設備具備較強的熱壓功能。本文簡要闡述熱壓機設備及其工藝參數元素，對脈沖加熱技術及其在特定熱壓設備中的應用、脈沖加熱控制技術在熱壓設備領域的實際應用路徑進行深入探究。

[關鍵詞]脈沖加熱處理技術;熱壓機設備;應用

[中圖分類號]TS653 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）12–00–02

Application of Pulse Heat Treatment Technology in the Field of Heat Press Equipment

Yuan Xing-jun

[Abstract]With the rapid development of the industrial field in modern society， a large number of technologies have been applied to industrial equipment， greatly improving the operating performance of various equipment， enriching equipment functions， and promoting it to fully meet the needs of various operations. Hot press equipment is an important mechanical equipment in modern industrial production. In the field of hot press equipment， technicians use pulse heating processing technology as the core technology of hot press equipment， and ensure that the mechanical equipment is strong through optimized design and precise calculations. The hot pressing function. This article briefly describes the hot press equipment and its process parameter elements， and conducts an in-depth study of the pulse heating technology and its application in specific hot press equipment， as well as the practical application path of pulse heating control technology in the field of hot press equipment.

[Keywords]pulse heat treatment technology; hot press equipment; application

脈沖加熱技術是現階段較為流行的熱壓機設備應用技術，主要利用脈沖電流對鉬、鈦等高電阻材料沖擊時產生的焦耳熱進行加熱與焊接，以此實現設備熱壓作業(yè)目的，完成作業(yè)任務。一般情況下，在熱壓機設備中，脈沖加熱處理技術主要是在加熱咀的前端連接熱電偶。通過這樣的方法起電，將起電情況實時反饋到電源控制部分，保證恒溫加熱，維護溫度設定的正確性。脈沖加熱處理技術在實際應用過程中，在加壓時通電，對作業(yè)目標進行加熱與斷電冷卻，且能夠實現加熱與斷電冷卻同時進行，避免出現表面浮起的情況，降低虛焊產生概率。因此，脈沖加熱處理技術的可應用性較強，能夠充分滿足熱壓機設備的運行需求，可以廣泛運用于熱壓機設備領域。

1 熱壓機設備及其工藝參數元素

熱壓機設備是一種將兩個預先焊接好的零件加熱到融化，促使其呈現流動狀態(tài)，在固化后連接零件與焊錫的電氣機械連接設備。相較于其他機械設備，熱壓機設備的升溫速度可以調整，不同壓頭的溫度調節(jié)可控性不同，其中鈦合金壓頭能夠更好地保證溫度的平均，有效控制升溫速度;技術人員可以調整壓頭狀態(tài)，以此保證零構件受壓均勻、壓頭溫度可控。熱壓機設備也可以稱為“邦定機”，其熱壓媒介包括：錫焊、熱熔膠膜、異向導電膠水、異向導電膠帶等，能夠滿足柔性線路板、TAB、LCD、PCB多種零構件的連接。在實際應用過程中，熱壓機可以將TCP與柔性電路板連接起來，也可以將TPC與ITO氧化煙錫玻璃連接起來，促使機械與電氣之間形成穩(wěn)定的連接，這一設備也是液晶顯示器等電氣電子元件生產的關鍵設備。為了更好地研究熱壓機設備中脈沖加熱處理技術的應用情況，本次選擇了國內首臺運用于正反兩面的壓接自動FOG邦定機，整機功能包括自動上料系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、正面ACF預貼、正面對位、正面預壓、反面ACF預貼、方面對位與預壓、反面主壓、自動下料系統(tǒng)等。其中，主壓工藝是熱壓機設備的關鍵環(huán)節(jié)，主要采用3個壓頭壓接處理，每個主壓頭分別完成加熱、加壓控制，其中加熱控制要求升降溫速度較快且具有較高的控溫能力，這也是引入脈沖加熱處理技術的核心環(huán)節(jié)。

基于脈沖加熱處理技術之下的熱壓機設備，其在實際運行中會受到多種工藝參數因素的影響，這些影響因素也是應用脈沖加熱處理技術時需要考慮的問題。其因素包括溫度特性、熱壓機框架、溫度需求、熱電制冷等。

2 脈沖加熱技術及其在特定熱壓設備中的應用

根據上述對特定熱壓設備的描述與分析可以得出：①在熱壓機設備運行時，需要同時進行通電加熱與斷電冷卻作業(yè)，以此保證焊接質量，避免虛焊，這一技術更加適合柔性iCal與線材的壓焊、焊接作業(yè)，能夠滿足樹脂粘結需求。②良好的溫度控制、時間控制能力，能夠提升熱壓機設備的加壓質量，生產出高質量產品。③局部瞬時加熱方法能更加精準地控制周圍元器件的熱影響。比如，將脈沖加熱處理技術運用于這樣的熱壓機設備中，能夠進一步提升熱壓機設備的溫度控制精度、升溫與降溫時間控制，促使其滿足精密焊接需求，提升熱壓機設備的樹脂焊接效率。結合脈沖加熱處理技術，將其運用于熱壓機設備的壓頭位置，形成脈沖壓頭，促使其具備升溫速度快、靈敏性較強的特點。在應用時，可以將熱電偶與脈沖壓頭焊接起來，提高熱電偶檢測靈敏度。由于脈沖加熱壓頭的升溫速度較快，因此需適當控制壓頭的電流界面。技術人員在熱壓頭上連接熱電偶，檢測熱壓頭溫度;通過溫度反饋回路分析，可以快速矯正熱量輸出，控制溫度曲線。

3 脈沖加熱控制技術在熱壓設備領域的實際應用路徑

3.1 脈沖加熱技術的理論計算

在熱壓機設備中運用脈沖加熱處理技術，需要先計算脈沖加熱原理，實現對熱壓機設備現場加壓工藝的溫度曲線控制，提升熱壓機設備運行性能。在實際過程中。脈沖加熱處理技術，就是指借助熱壓頭的脈沖式大電流，促使壓頭部分的鉬、鈦等高電阻材料溫度快速提升，促使熱壓頭侵短的熱電偶將溫度反饋到脈沖控制器中，由控制器根據預先設定的溫度指標、實踐指標調節(jié)導通角，調節(jié)開關頻率，從而實現對變壓器輸出端脈沖電流幅值的控制，獲取控溫曲線。

根據圖1的流程可以看出，在熱壓設備中，脈沖加熱控制的核心是要隨時采集被加熱系統(tǒng)的熱量，以此分析與評估當前溫度差，調節(jié)需輸出的功率數值。因此，技術人員在設計熱壓機中脈沖加熱系統(tǒng)時，需要全方位考慮系統(tǒng)啟動時所需要的功率數值、系統(tǒng)平均運行過程功率需求、系統(tǒng)運行時的熱量損失需求等，確定系統(tǒng)所需功率。這一環(huán)節(jié)，設計人員可以利用公式P1=+，其中P1為系統(tǒng)啟動時需要的功率，m1為加熱體的重量，c1為加熱體的熱比數值，ΔT為介質與環(huán)境溫度差，Q為散熱數值，t為加熱的時間。之后，技術人員還可以利用這些數值與參數，計算系統(tǒng)運行時所需要的功率數值P2。

3.2 在溫度控制系統(tǒng)中的應用

在熱壓機設備中運用脈沖加熱處理技術，技術人員需通過對熱壓機設備中的溫度控制系統(tǒng)設計，充分發(fā)揮脈沖加熱處理技術應用優(yōu)勢，提升設備溫度與升溫時間控制精準性。一般來講，以脈沖式技術為核心的主壓系統(tǒng)溫度控制難度較大，這主要是由于脈沖技術升溫速度較快，需設置較多的復雜參數，對精度的控制要求較高。這就需要技術人員對系統(tǒng)加熱功率進行優(yōu)化設計，保證溫度控制系統(tǒng)最終能夠滿足溫控要求，具體設計內容包括：①科學選擇脈沖壓頭材料，根據熱壓機設備的加壓作業(yè)需要，選擇T1鍍金材料，從而提升壓頭的導電率，提高壓頭抗氧化能力，延長其使用周期。②合理設定溫度值，采用分段控制的方法，設置4段溫度控制，設定多個溫度參數。③在每一個PLC控制中設置3個脈沖控制器，同時控制6個脈沖壓頭?？紤]到PLC的實施監(jiān)控溫度需求，需要不同讀取脈沖控制器的溫度數據，分析脈沖控制器中溫度數據的變化。這一環(huán)節(jié)中，需要保證讀取溫度參數與寫入溫度參數的一致，保證程序編寫時序合理、邏輯清晰。④采用串行方法連接PLC系統(tǒng)與脈沖控制器系統(tǒng)，將1個PLC同時對接3個脈沖控制器進行通信。⑤根據設置完成的脈沖溫度控制系統(tǒng)進行參數調整，進一步設置起始溫度數值為50 ℃，設置第一段目標的溫度數值為120 ℃，設置第二段目標溫度設定為180 ℃;之后分別設置上壓頭的分離溫度為70 ℃，設定第一段、第二段的升溫時均為1 s，溫度保持時間分別為1 s、10 s。通過這部分設定，技術人員可以在交互界面上實時查看溫度控制曲線，進一步控制熱壓機設備的升溫控制能力、溫度控制精度。

3.3 在光學標定系統(tǒng)中的應用

光學標定系統(tǒng)是部分高精熱壓機設備中的重要構成部分，這一系統(tǒng)構成包括：聚焦鏡、45°全反射鏡、積分球、分光鏡、能量計、紅色指示光、CCD相機等。在光學標定系統(tǒng)中運用脈沖加熱處理技術，主要是借助激光器作為脈沖加熱源，在其內部設置開關模塊，以長脈沖激光的形式經過內部模塊，形成1 064 mm準連續(xù)激光。激光器的輸出激光脈沖寬度為1～20 ms，激光波長為532～10 600 nm激光，在同一脈沖時間之內，熱流會隨著時間的變化而發(fā)生轉變。在這一部分的運用中，需要設置數據系統(tǒng)，以此采集脈沖加熱處理數據，測量脈沖加熱薄膜熱流傳感器的熱物性參數。在實際運用過程中，光學標定系統(tǒng)可以借助脈沖加熱原理，吸收能確切數值，整個標定系統(tǒng)放置于氣浮隔振的光學平臺上，促使標定系統(tǒng)與外部振動隔離，處于水平狀態(tài)。這一系統(tǒng)應用中，具有較高的光路調試陶秋，這是有標定系統(tǒng)所使用的激光波長為1 064 nm，因此在系統(tǒng)內增加了一路紅色激光，促使激光與紅色激光形成同光路。通過這樣的設計與應用，充分發(fā)揮了脈沖加熱處理技術的熱控制優(yōu)勢，同時將其熱控制能力以激光的形式呈現出來;此時1 064 nm激光通過分光鏡的透過率，與激光的入射角度相關，通過調整入射角度，能夠獲得不同的透過率。本系統(tǒng)所使用的分光鏡都是經過專用的儀器標定，必須使用調節(jié)激光調整分光鏡的入射角度。這樣才能保證入射角度的精準性，保證脈沖加熱控制的精度與時間變化。

4 結束語

脈沖加熱處理技術在熱壓機設備領域的應用，能夠滿足多種不同類型熱壓機設備的運行需求，提升熱壓機設備整體性能，進一步增強設備功能性。在今后的熱壓機設備中運用脈沖加熱處理技術，需要考慮熱壓機設備部上下壓頭同時壓接的動作需求，把握脈沖加熱原理，精準控制熱壓瞬間的溫度與壓力，保證設備整機結構緊湊、整個生產流程流暢自然，具有較高的自動化水平。另外，在熱壓機設備的運行中，需要考慮加熱、斷電冷卻的配合情況，考慮熱壓板的升溫速度與時間，加強對溫度變化時間的控制。

參考文獻

[1] 嚴妍，陳楷華，陳靜，等.低品位磁鐵礦微波脈沖加熱輔助磨礦的對比研究[J/OL].中國有色金屬學報：1-11[2021-11-01].

[2] 羅錫，王戎，王婷，等.熱壓機在液冷板生產中的應用[J].機械研究與應用，2021，34（3）：119-120，123.

[3] 朱長慶，張健，羅斌，等.等壓氣浮動低壓短周期連續(xù)熱壓機設計計算[J].林產工業(yè)，2021（5）：17-23.