一种用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊的模具及连接方法技术

本发明专利技术涉及航空微细零部件焊接领域，公开了一种用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊模具及连接方法，所述模具的本体表面上均匀设置十字凹槽；所述十字凹槽的的数量与需焊接的插座针脚的数量相同；所述方法将模具装配于待焊的插座之上；将尾端导线插入插座针脚内，并剪取适量钎料置于所述模具的十字凹槽的横向凹槽内，调节振镜激光系统的激光扫描区域路径；设置振镜激光扫描系统的焊接参数，焊接所述的传感器插座与尾端导线，形成焊接接头；转动插座，依次完成所有插座针脚的焊接。本发明专利技术解决了传统火焰钎焊过程中空间紧凑难以焊接的问题，并能够实现高效焊接。并能够实现高效焊接。并能够实现高效焊接。

【技术实现步骤摘要】
一种用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊的模具及连接方法


[0001]本专利技术涉及航空微细零部件焊接领域，更具体地涉及一种用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊的模具及连接方法。

技术介绍

[0002]在航空航天电子领域，传感元器件是常见的核心零部件。插座作为快速、简单、方便的一种形式，常用于各传感元件与其他元件的信息交互，插座外部连接接收端，内部连接反应端，其与内部反应端的连接往往由焊接实现，其连接质量决定了信息传输的稳定与可靠。
[0003]针对传感器针脚与多股导线的连接，目前主要通过火焰钎焊和电阻钎焊来实现。传统的火焰钎焊在实施焊接的过程中，由于插座本身空间尺寸紧凑及火焰束流尺寸较大的限制，在加热过程中常常产生干涉的现象，致使局部区域的接头被多次重复加热，产生组织恶化，降低产品的质量及可靠性。除此之外，精密的操作对操作人员的技术水平能力要求较高，人为因素为产品最后的焊接质量引入了较大的不确定性。若采用电阻焊，焊接面呈圆形，不易施焊，电极与工件易滑脱，造成熔核歪斜等问题，且结构上也存在干涉，不易操作。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中传感器插座与尾端导线在传统火焰钎焊过程中空间紧凑难以焊接、火焰束难以控制极易产生二次加热引起组织恶化的问题，本专利技术提供一种用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊的模具及连接方法。
[0005]本专利技术采用的具体方案为：一种用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊的模具，所述模具的本体表面上均匀设置十字凹槽；所述十字凹槽的数量与需焊接的插座针脚的数量相同。
[0006]所述十字凹槽由纵向凹槽与横向凹槽正交设置。
[0007]所述纵向凹槽的宽度为2
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2.4mm，深度为3
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3.5mm。
[0008]所述横向凹槽位于纵向凹槽中部，且距离模具前端的距离为5
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10mm，横向凹槽的宽度为0.5
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0.8mm，深度为0.5
‑
0.8mm。
[0009]另一方面，本专利技术提供一种用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊连接方法，所述方法包括以下步骤：（1）将所述的模具装配于待焊的插座之上，使插座针脚均处于所述模具的十字凹槽的纵向凹槽底部；（2）将尾端导线插入插座针脚内，并剪取适量钎料置于所述模具的十字凹槽的横向凹槽内，调节振镜激光系统的激光扫描区域路径；（3）设置振镜激光扫描系统的焊接参数，焊接所述的传感器插座与尾端导线，形成焊接接头；
（4）转动插座，使下一个针脚的焊接位置位于正上方，重复上述过程，依次完成所有插座针脚的焊接。
[0010]所述步骤（1）所述的插座针脚呈管状，所述插座针脚的外径为2
‑
2.4mm，内径为1.6
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2.2mm，壁厚为0.2
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0.4mm，所述插座针脚的针脚数为3
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5个。
[0011]所述步骤（2）中钎料为丝状，所述钎料的直径为0.3
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0.5mm，所述钎料的剪取长度为5
‑
10mm。
[0012]所述步骤（2）中振镜激光系统的激光扫描区域为矩形；扫描路径为平行于焊缝方向扫描。
[0013]所述步骤（2）中的振镜激光系统的激光发生源为SPI纳秒激光器，其最高平均功率可达70W，波长为1064 nm，具有脉冲Pulse、连续CW两种工作模式，搭载有振镜工作平台，实现步骤（2）所述的扫描区域及路径的可编程规划。
[0014]所述步骤（3）中的振镜激光扫描系统焊接参数，包括工作模式、焊接功率、焊接速度、离焦量及加工次数，所述工作模式为连续CW工作模式，所述焊接功率为42
‑
70W，所述焊接速度为200
‑
500mm/s，所述离焦量为+5
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+15mm，所述加工次数为10
‑
30次。
[0015]本专利技术相对于现有技术具有如下有益效果：本专利技术通过在模具本体上均匀设置十字凹槽，所述十字凹槽的数量与需焊接的插座针脚的数量相同，使插座针脚均处于所述模具的十字凹槽的纵向凹槽底部，将尾端导线插入插座针脚内，采用振镜激光钎焊技术，激光束通过振镜偏转使激光加工焦点沿着特定扫描轨迹进行快速移动从而实现高效焊接。采用本专利技术所述的焊接方法，使激光的加热位置精确可控，能够有效的避免传统火焰钎焊加工过程中由于空间狭小产生的干涉及二次加热的问题。
附图说明
[0016]图1为本专利技术实施例2所述模具示意图；图2为本专利技术实施例2所述模具装配示意图；图3为本专利技术振镜激光钎焊过程中激光扫描路径的示意图；图4为本专利技术实施例3所述模具示意图；图5为本专利技术实施例3所述模具装配示意图；图6为本专利技术传感器插座与尾端导线钎焊后宏观形貌图；图7为本专利技术传感器插座与尾端导线钎焊后截面组织形貌图；其中，附图标记分别为：201. 模具；202. 传感器插座焊杯；203. 传感器插座针脚；204. 尾端导线；205. 钎料；206. 激光束。
具体实施方式
[0017]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步说明。
[0018]本专利技术提供一种用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊模具，所述模具的本体表面上均匀设置十字凹槽；所述十字凹槽的数量与需焊接的插座针脚的数量相同。所述模具的材料为陶瓷材料，其与钎料不发生明显的化学反应。
[0019]所述十字凹槽由纵向凹槽与横向凹槽正交设置。
[0020]所述纵向凹槽的宽度为2
‑
2.4mm，深度为3
‑
3.5mm。
[0021]所述横向凹槽位于纵向凹槽中部，距离模具前端的距离为5
‑
10mm，横向凹槽的宽度为0.5
‑
0.8mm，深度为0.5
‑
0.8mm。
[0022]所述纵向凹槽、横向凹槽的尺寸设置保证插座针脚、尾端导线和钎料均能放置于其十字凹槽内，且便于焊接。
[0023]另一方面，本专利技术提供一种用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊连接方法，所述方法包括以下步骤：（1）将所述的模具装配于待焊的插座之上，使插座针脚均处于所述模具的十字凹槽的纵向凹槽底部；（2）将尾端导线插入插座针脚内，并剪取适量钎料置于所述模具的十字凹槽的横向凹槽内，调节振镜激光系统的激光扫描区域路径；（3）设置振镜激光扫描系统的焊接参数，焊接所述的传感器插座与尾端导线，形成焊接接头；（4）转动插座，使下一个针脚的焊接位置位于正上方，重复上述过程，依次完成所有插座针脚的焊接。
[0024]所述步骤（1）所述的插座针脚呈管状，所述插座针脚的外径为2
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2.4mm，内径为1.6
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2.2mm，壁厚为0.2
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0.4mm，所述插座针脚的针脚数为3
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5个。
[0025]所述步骤（2）中钎料为丝状，所述钎料的直径为0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊的模具，其特征在于，所述模具的本体表面上均匀设置十字凹槽；所述十字凹槽的数量与需焊接的插座针脚的数量相同。2.根据权利要求1所述的用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊的模具，其特征在于，所述十字凹槽由纵向凹槽与横向凹槽正交设置。3.根据权利要求2所述的用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊的模具，其特征在于，所述纵向凹槽的宽度为2
‑
2.4mm，深度为3
‑
3.5mm。4.根据权利要求3所述的用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊的模具，其特征在于，所述横向凹槽位于纵向凹槽中部，该横向凹槽距离模具前端的距离为5
‑
10mm，横向凹槽的宽度为0.5
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0.8mm，深度为0.5
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0.8mm。5.一种将权利要求1
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4任意一项所述的模具用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊连接方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：（1）将所述模具装配于待焊的插座之上，使插座针脚均处于所述模具的十字凹槽的纵向凹槽底部；（2）将尾端导线插入插座针脚内，并剪取适量钎料置于所述模具的十字凹槽的横向凹槽内，调节振镜激光系统的激光扫描区域路径；（3）设置振镜激光扫描系统的焊接参数，焊接所述的传感器插座与尾端导线，形成焊接接头；（4）转动插座，使下一个针脚的焊接位置位于正上方，重复上述过程，依次完成所有插座针脚的焊接。6.根据权利要求5所述的用于传感器插座与尾端导线的振镜激光钎焊连接方法，其特征在于，所述步骤（1）所述的插座...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昊岳，赵振兴，王长旭，魏海宏，赵宇，刘永江，檀财旺，宋晓国，
申请(专利权)人：天津航空机电有限公司，
类型：发明
国别省市：