射頻電纜接頭激光焊接技術(shù)研究

張巍 白鶴立 李婧祎

摘? 要：在大多數(shù)通信系統(tǒng)中，射頻電纜接頭被廣泛地使用，而同軸電纜作為通信系統(tǒng)中的重要基礎(chǔ)材料，它的通過外導(dǎo)體實(shí)現(xiàn)屏蔽的作用，采用焊接帶有薄帶卷管組成其結(jié)構(gòu)，為了從質(zhì)量上提高焊接工藝，所以對其進(jìn)行了研究。該文設(shè)計(jì)了一種基于脈沖激光焊接射頻電纜接頭的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對射頻電纜接頭的可視化界面全程自動控制同軸電纜與射頻電纜接頭的焊接，焊接時間小于20s，成型率大于95%。

關(guān)鍵詞：射頻電纜接頭? 可視化? 激光焊接

中圖分類號：TG44 ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）06（a）-0053-02

由于目前傳統(tǒng)的焊接方式存在影響范圍大，容易變形和焊縫較大的問題，而激光焊接可以從根本上解決這些問題，所以其成為一種新興的焊接工藝。脈沖激光焊接一般用于點(diǎn)焊和中小功率的焊接，焊接厚度一般不大于1mm。智能化射頻電纜接頭激光焊接系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)射頻電纜接頭與同軸電纜的焊接功能，其主要原理是：激光作用在焊錫線時，激光作用目標(biāo)后產(chǎn)生的熱量采用熱傳導(dǎo)的方式使焊錫線內(nèi)熱量進(jìn)行積累和傳導(dǎo)，此時，激光的能量密度/功率密度、脈沖寬度、頻率等激光參數(shù)會對焊錫熔化時間和狀態(tài)進(jìn)行影響，當(dāng)短時間內(nèi)激光使焊錫線在工件結(jié)合部位產(chǎn)生融化并結(jié)合的時候，激光焊接過程就完成了。

1? 激光焊接理論研究

當(dāng)激光作用焊錫線的時候，焊錫線吸收到激光的能量后，將此能量轉(zhuǎn)化為了熱能并存儲，從而使得焊錫線表面和內(nèi)部產(chǎn)生溫升現(xiàn)象，而不同的激光參數(shù)會對溫升有不同的影響，此狀態(tài)下焊錫線自身的溫度場分布和溫升的速度會有很大變化，所以激發(fā)參數(shù)的影響在理論研究中是非常重要的影響因素，通過研究激光參數(shù)的變化可以得到不同溫度分布和溫升速度的變化規(guī)律，從而對于分析激光焊接的結(jié)果，有重要的指導(dǎo)作用。

當(dāng)激光為1ms脈寬條件時，g（t）的表達(dá)式為：

當(dāng)目標(biāo)溫度超過熔點(diǎn)時，發(fā)生熔融相變，熱傳導(dǎo)方程如下：

對中心插頭固定結(jié)構(gòu)以及焊接固定結(jié)構(gòu)進(jìn)行了熱學(xué)仿真，其結(jié)構(gòu)圖、溫度分布圖、等溫線分布圖如圖1所示。

2? 激光焊接實(shí)驗(yàn)

系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)過程中采用的激光器為Nd：YAG激光器激光器，在激光器出口處放置焦距為300mm的聚焦凸透鏡，通過自動二維平移臺作為目標(biāo)控制臺，采用點(diǎn)溫儀對激光作用過程中焊錫絲的溫度變化進(jìn)行測量，其中激光器的參數(shù)為：能量1～2J、脈寬1ms和頻率10Hz等。通過實(shí)驗(yàn)，采用50J/cm2的能量密度時，焊接效果最好，采用金象顯微鏡對焊接效果進(jìn)行觀測如圖2（a）所示，圖2（b）為焊接后效果圖。

3? 結(jié)語

經(jīng)過多次試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對射頻電纜接頭的可視化界面全程自動控制同軸電纜與射頻電纜接頭的焊接，且焊接時間小于20s，成型率大于95%。

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