專利名稱：一種網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無釬料激光精密焊接技術(shù)，具體是指網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光 焊接方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著計算機(jī)技術(shù)及通信技術(shù)的發(fā)明、因特網(wǎng)的普及，網(wǎng)絡(luò)變壓器得到了廣 泛的應(yīng)用，目前已成為計算機(jī)、通訊、路由器、交換機(jī)、電源等網(wǎng)絡(luò)及通訊領(lǐng)域必不可少的器件。網(wǎng)絡(luò)變壓器由磁環(huán)線圈2、管腳架1相應(yīng)的連接管腳1-1及 封裝外殼3組成，磁環(huán)線圈2由鐵芯2-1及圍繞在鐵芯上的導(dǎo)線2-2組成(如 圖1 5所示)，磁環(huán)線圈2的導(dǎo)線2-2與連接管腳1-1通過焊接連成一體，磁 環(huán)線圈2與連接管腳1-1焊好，采用塑料外殼3封裝成網(wǎng)絡(luò)變壓器產(chǎn)品。磁環(huán)線圈的導(dǎo)線很細(xì)微，導(dǎo)線線徑0.05 0.18mm，并且連接管腳寬度為 0.4 0.8mm。通常先采用人工方法將磁環(huán)線圈固定在連接管腳上(將磁環(huán)線圈 的導(dǎo)線繞纏在連接管腳上，需多重纏繞)，然后再將管腳泡到熔融的釬料液槽中， 取出后液態(tài)釬料凝固后可得到磁環(huán)線圈與管腳焊為一體的網(wǎng)絡(luò)變壓器。這一傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)變壓器釬焊法存在需采用人工將導(dǎo)線纏繞到焊接管腳、焊 接需要釬料、生產(chǎn)效率低下、焊點不牢固、焊件表面不美觀等缺點，無法滿足 當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)變壓器需規(guī)?；?、無鉛化、自動化生產(chǎn)的實際需要。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明克服了上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點與不足，提供一種網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料 激光焊接方法，其焊接速度快、焊點牢固美觀、無需人工將導(dǎo)線多重纏繞到管 腳、無需釬料及人工釬焊操作，既提高了生產(chǎn)效率，也提高了焊接質(zhì)量，還節(jié) 省了焊接材料，順應(yīng)了當(dāng)前電子器件焊接無鉛化的趨勢，能完全滿足當(dāng)前網(wǎng)絡(luò) 變壓器大規(guī)模自動化生產(chǎn)需要。本發(fā)明的目的還在于提供實現(xiàn)上述網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法的裝置。本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)本網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法，包括以下步驟(1) 將磁環(huán)線圈的導(dǎo)線采用人工壓入夾具上的定位槽中(由于磁環(huán)線圈的 導(dǎo)線柔軟，很難自動化壓入夾具，采用人工壓入，但比先前需將導(dǎo)線多重纏繞 到管腳簡單得多)，使磁環(huán)線圈固定在夾具內(nèi)(由于管腳架很薄，且材料極易變 形，如直接采用人工將導(dǎo)線多重纏繞到管腳架上， 一方面將增加工人勞動強(qiáng)度， 另一方面，也易使管腳架變形，后續(xù)激光掃描難以準(zhǔn)確定位；引入夾具，起到 保證定位精度、減輕工人勞動強(qiáng)度的作用)；將管腳架固定在工作平臺上；(2) 通過微機(jī)控制夾具由上至下運動，夾具與管腳嵌合，使磁環(huán)線圈定位 到所述管腳架上即磁環(huán)線圈上的導(dǎo)線貼壓到相應(yīng)管腳上；(3) 微機(jī)控制掃描振鏡將激光束定位到管腳架的第一個管腳處，先后發(fā)出 兩類激光，第一類激光將導(dǎo)線的包漆氣化去除，第二類激光將導(dǎo)線與管腳焊接 起來，所述導(dǎo)線與管腳焊接過程需氣體保護(hù)焊點；由于導(dǎo)線直徑極為細(xì)微(0.05 0.18rnrn)，并且管腳的寬度及管腳的間距為 0.4 0.8mm，為牢固地將導(dǎo)線與管腳焊起來，又不損傷到焊點以外地方，應(yīng)使 激光在工作平面上的光斑直徑滿足大于導(dǎo)線直徑，且小于管腳寬度的要求，因 而在焊接過程中，需要用到細(xì)微的激光束，因此，采用高光束質(zhì)量的激光作為 成型能量源，并經(jīng)擴(kuò)束處理，可獲得細(xì)微的聚焦激光光斑；所述激光束為光束 質(zhì)量因子為M2《1. 1，波長為1.09um，功率25 200W的光纖激光，經(jīng)擴(kuò)束鏡 擴(kuò)束(3 5倍)，動態(tài)聚焦單元聚焦以及離焦量調(diào)節(jié)(通過調(diào)節(jié)光纖激光頭、動 態(tài)聚焦單元以及掃描振鏡在垂直方向的位置實現(xiàn)，這些器件都會裝在一個光路盒里，光路盒安放到可升降調(diào)節(jié)的絲桿上)后，在工作平面上獲得的激光聚焦 光斑直徑為60 200 y m，為焊接可靠，激光功率密度為8X104 7X106W/cm2， 完全滿足網(wǎng)絡(luò)變壓器微焊接需要；(4) 微機(jī)控制掃描振鏡將激光束定位到管腳架的本排下一個管腳處，重復(fù) 步驟(3)的包漆氣化去除及焊接操作，如此完成各個管腳的焊接；(5) 微機(jī)控制掃描振鏡將激光束定位到焊點靠近夾具外邊導(dǎo)線處，發(fā)出第 三類激光將未焊接前用于固定磁環(huán)線圈的多余導(dǎo)線切除，從而完成一個網(wǎng)絡(luò)變 壓器的焊接。為實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，本網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法，還可以將多個 所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的管腳依次固定在傳送帶上，進(jìn)行流水線式激光焊接操作，其 包括以下步驟(1)將磁環(huán)線圈的導(dǎo)線采用人工壓入夾具上的定位槽中，使磁環(huán)線圈固定在夾具內(nèi)；將多個管腳架依次固定在傳送帶上；(2) 當(dāng)傳送帶上的管腳架傳送到焊接工位時，通過微機(jī)控制夾具由上至下 運動，夾具與管腳嵌合，使磁環(huán)線圈定位到所述管腳架上即磁環(huán)線圈上的導(dǎo) 線貼壓到相應(yīng)管腳上；(3) 微機(jī)控制掃描振鏡將激光束定位到管腳架的第一個管腳處，先后發(fā)出 兩類激光，第一類激光將導(dǎo)線的包漆氣化去除，第二類激光將導(dǎo)線與管腳焊接 起來，所述導(dǎo)線與管腳焊接過程需氣體保護(hù)焊點；同樣，所述激光束為光束質(zhì)量因子為M2《1. 1，波長為1.09ixm，功率25 200W的光纖激光，經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束(3 5倍)，動態(tài)聚焦單元聚焦以及離焦量調(diào) 節(jié)后，在工作平面上獲得的激光聚焦光斑直徑為60 200um，為焊接可靠，激 光功率密度為8 X 104 7 X 106W/cm2，完全滿足網(wǎng)絡(luò)變壓器微焊接需要；(4) 微機(jī)控制掃描振鏡將激光束定位到管腳架的本排下一個管腳處，重復(fù) 步驟(3)的包漆氣化去除及焊接操作，如此完成各個管腳的焊接；(5) 微機(jī)控制掃描振鏡將激光束定位到焊點靠近夾具外邊導(dǎo)線處，發(fā)出第 三類激光將未焊接前用于固定磁環(huán)線圈的多余導(dǎo)線切除，從而完成一個網(wǎng)絡(luò)變 壓器的焊接；(6) 通過微機(jī)控制移開夾具，通過傳送帶將焊好的網(wǎng)絡(luò)變壓器移開，傳送 帶將下一個需焊接的管腳架送進(jìn)焊接工位，重復(fù)步驟(1) 一 (6)，可實現(xiàn)多個 網(wǎng)絡(luò)變壓器的焊接；(7) 根據(jù)需要，將焊接好的各個網(wǎng)絡(luò)變壓器裁剪開，即可得到網(wǎng)絡(luò)變壓器 組或單個網(wǎng)絡(luò)變壓器。為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述三類激光的輸出參數(shù)是可以分別調(diào)節(jié)的，輸出 參數(shù)包括持續(xù)時間、脈寬、平均功率、波形等。所述氣體保護(hù)是指在焊接過程中，根據(jù)焊接處于開始或終結(jié)狀態(tài)，通過 微機(jī)控制，向被焊接的所述管腳吹噴保護(hù)氣體，從而實現(xiàn)氣體保護(hù)；所述保護(hù) 氣體為氬氣、氮氣或C02。采用上述網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法，對于單個網(wǎng)絡(luò)變壓器進(jìn)行激 光焊接的裝置，其包括微機(jī)及其信號連接的定位裝置、激光焊接裝置、保護(hù)氣 裝置，所述定位裝置包括夾具、工作臺，所述夾具在升降的最低位置處與所述 網(wǎng)絡(luò)變壓器的磁環(huán)線圈導(dǎo)線嵌接固定，所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的管腳架與工作臺固定 連接；所述激光焊接裝置采用先動態(tài)聚焦后掃描方式，其包括依次光路連接的 激光器、擴(kuò)束鏡、由動態(tài)調(diào)焦單元及聚焦鏡組成的動態(tài)聚焦單元、X軸掃描振鏡Y軸掃描振鏡；所述保護(hù)氣裝置包括噴嘴及其開關(guān)機(jī)構(gòu)，所述兩個噴嘴與所述管 腳的兩個焊點平面分別相應(yīng)設(shè)置；所述微機(jī)內(nèi)設(shè)的控制模塊與夾具的升降絲桿 的驅(qū)動電機(jī)、激光器、X軸掃描振鏡、Y軸掃描振鏡、兩個噴嘴的幵關(guān)機(jī)構(gòu)分別 信號連接；所述激光器為光束質(zhì)量良好的光纖激光器，光束質(zhì)量因子M2《1.1， 輸出功率為25 200W，波長1.09um，通過離焦量調(diào)節(jié)取用的激光聚焦光斑直 徑為60 200um,動態(tài)聚焦單元掃描范圍》400mmX400mm;擴(kuò)束鏡倍數(shù)為3 5 倍；X軸掃描振鏡、Y軸掃描振鏡的掃描速度為0.1 7m/s。采用上述網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法對于多個網(wǎng)絡(luò)變壓器進(jìn)行流水 線式激光焊接的裝置，其包括微機(jī)及其信號連接的定位裝置、激光焊接裝置、 保護(hù)氣裝置，所述定位裝置包括夾具、傳送帶，所述夾具在升降的最低位置處 與所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的磁環(huán)線圈導(dǎo)線嵌接固定，多個所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的管腳架依 次與傳送帶固定連接；所述激光焊接裝置采用先動態(tài)聚焦后掃描方式，其包括 依次光路連接的激光器、擴(kuò)束鏡、由動態(tài)調(diào)焦單元及聚焦鏡組成的動態(tài)聚焦單 元、、X軸掃描振鏡、Y軸掃描振鏡；所述保護(hù)氣裝置包括噴嘴及其開關(guān)機(jī)構(gòu)， 所述兩個噴嘴與所述管腳的兩個焊點平面分別相應(yīng)設(shè)置；所述微機(jī)內(nèi)設(shè)的控制 模塊與夾具的升降絲桿的驅(qū)動電機(jī)、傳送帶的驅(qū)動電機(jī)、激光器、X軸掃描振鏡、 Y軸掃描振鏡、兩個噴嘴的開關(guān)機(jī)構(gòu)分別信號連接；所述激光器為光束質(zhì)量良好 的光纖激光器，光束質(zhì)量因子M2《1.1，輸出功率為25 200W，波長1.09um， 通過離焦量調(diào)節(jié)取用的激光聚焦光斑直徑為60 200ura，動態(tài)聚焦單元掃描范 圍》400mmX400mm;擴(kuò)束鏡倍數(shù)為3 5倍；X軸掃描振鏡、Y軸掃描振鏡的掃 描速度為0. 1 7m/s。為更好地實現(xiàn)本發(fā)明，所述夾具呈回字形，其邊框內(nèi)周兩側(cè)分別相應(yīng)所述 管腳設(shè)有多個大凹槽，且所述大凹槽橫截面為上窄下寬的敞口形，大凹槽上端 幵口的寬度及間距與所述管腳的寬度及間距分別相應(yīng)；夾具的邊框外周兩側(cè)分 別相應(yīng)設(shè)有多個小槽，所述小槽的槽寬與所述導(dǎo)線的直徑相應(yīng)。采用動態(tài)聚焦單元，可在大范圍掃描情況下，保證工作平面上激光聚焦光 斑處的激光功率密度在掃描運動過程中能保持恒定。如上所述，激光束的定位 由微機(jī)控制X軸掃描振鏡、Y軸掃描振鏡的擺動實現(xiàn)，X軸掃描振鏡、Y軸掃描 振鏡分別能實現(xiàn)X軸坐標(biāo)及Y軸坐標(biāo)的快速定位，掃描振鏡的掃描速度為0. l 7m/s，掃描焊接速度可達(dá)200點/秒。為使夾具3在工作過程中不變形，以及不被激光束打壞，夾具3采用硬質(zhì) 合金YW2制成，并且上表面進(jìn)行拋光處理，上表面表面粗糙度Ra《0. 8。本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下優(yōu)點和效果焊接速度快、焊點牢固美觀、 無需復(fù)雜的人工纏線操作、無需釬料及人工釬焊操作，既提高了生產(chǎn)效率，也 提高了焊接質(zhì)量，還節(jié)省了焊接材料，，順應(yīng)了當(dāng)前電子器件焊接無鉛化的趨勢, 有利于提高網(wǎng)絡(luò)變壓器的生產(chǎn)效率、節(jié)省生產(chǎn)成本，能完全滿足當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)變壓 器大規(guī)模自動化生產(chǎn)需要，對網(wǎng)絡(luò)變壓器的自動化、規(guī)模化生產(chǎn)具有重大意義。


圖l是現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)變壓器(已裝封裝外殼)的主視圖； 圖2是圖2所示網(wǎng)絡(luò)變壓器的俯視圖；圖3是圖2所示網(wǎng)絡(luò)變壓器的A-A向視圖； 圖4是圖2所示網(wǎng)絡(luò)變壓器的B-B向視圖； 圖5是圖2所示網(wǎng)絡(luò)變壓器的C-C向視圖；圖6是本發(fā)明無釬料網(wǎng)絡(luò)變壓器的激光焊接裝置的工作原理圖；圖7是多個網(wǎng)絡(luò)變壓器共用一個管腳架(未裝封裝外殼)的俯視圖；圖8是保護(hù)氣噴嘴與圖6所示夾具、管腳、磁環(huán)線圈相互位置關(guān)系的主視圖；圖9是保護(hù)氣噴嘴與圖6所示夾具、管腳、磁環(huán)線圈相互位置關(guān)系的俯視圖；圖10是圖6所示夾具的俯視圖；圖11是圖10所示夾具的主視圖；圖12是圖10所示夾具的A-A截面圖。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖與實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，但本發(fā)明的實施方式 不限于此。 實施例一如圖6所示，對單個網(wǎng)絡(luò)變壓器進(jìn)行激光焊接，本網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激 光焊接方法的裝置，其包括微機(jī)6及其信號連接的定位裝置、激光焊接裝置、 保護(hù)氣裝置，所述定位裝置包括夾具3、工作臺5，所述夾具3在升降的最低位 置處與所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的磁環(huán)線圈導(dǎo)線2-2嵌接固定，所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的管腳 架1與工作臺5固定連接；所述激光焊接裝置采用先動態(tài)聚焦后掃描方式，其 包括依次光路連接的激光器7、擴(kuò)束鏡8、動態(tài)調(diào)焦單元9和聚焦鏡10組成的9動態(tài)聚焦單元、X軸掃描振鏡ll、 Y軸掃描振鏡12;所述保護(hù)氣裝置包括噴嘴4 及其開關(guān)機(jī)構(gòu)，所述兩個噴嘴4-l、 4-2與所述管腳1-1的兩個焊點平面D1、 D2 (如圖5所示)分別相應(yīng)設(shè)置；所述微機(jī)6內(nèi)設(shè)的控制模塊與夾具3的升降絲 桿的驅(qū)動電機(jī)、激光器7、 X軸掃描振鏡ll、 Y軸掃描振鏡12、兩個噴嘴4-1、 4-2的開關(guān)機(jī)構(gòu)分別信號連接；所述激光器7為光束質(zhì)量良好的光纖激光器，光 束質(zhì)量因子M2《l. 1,輸出功率為25 200W，波長1. 09 u m，通過離焦量調(diào)節(jié)(通 過調(diào)節(jié)光纖激光頭、動態(tài)聚焦單元以及掃描振鏡在垂直方向的位置實現(xiàn)，這些 器件都會裝在一個光路盒里，光路盒安放到可升降調(diào)節(jié)的絲桿上)取用的激光 聚焦光斑直徑60 200 U m，擴(kuò)束鏡8的擴(kuò)束倍數(shù)3 5倍；動態(tài)聚焦單元掃描范 圍》400咖X400mra;X軸掃描振鏡11、Y軸掃描振鏡12的掃描速度為0. 1 7m/s, 掃描焊接速度可達(dá)200點/秒。其中，如圖10所示，所述夾具3呈回字形，其邊框內(nèi)周兩側(cè)分別相應(yīng)所述 管腳1-1設(shè)有多個大凹槽3-1,且所述大凹槽3-l橫截面為上窄下寬的敞口形(如 圖12所示)，大凹槽3-1上端開口的寬度及間距與所述管腳1-1的寬度及間距 分別相應(yīng)；如圖10、 11所示，夾具3的邊框外周兩側(cè)分別相應(yīng)設(shè)有多個小槽3-2， 所述小槽3-2的槽寬與所述導(dǎo)線2-2的直徑相應(yīng)。為使夾具3在工作過程中不變形，以及不被激光束打壞，夾具3采用硬質(zhì) 合金YW2制成，并且上表面進(jìn)行拋光處理，上表面表面粗糙度Ra《0. 8。如圖6、 8、 9所示，采用本網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法的裝置對單 個網(wǎng)絡(luò)變壓器進(jìn)行激光焊接的工作過程包括以下步驟(1) 將磁環(huán)線圈2的導(dǎo)線2-2采用人工壓入夾具3的定位槽上，使磁環(huán)線 圈2固定在夾具3內(nèi)；將管腳架1固定在工作臺上；(2) 通過微機(jī)6控制夾具3的升降絲桿的驅(qū)動電機(jī)使夾具3由上至下運動， 夾具3的大凹槽3-1與管腳1-1嵌合，使磁環(huán)線圈2定位到管腳架1上即磁 環(huán)線圈2上的導(dǎo)線2-2貼壓到相應(yīng)管腳1-1上(如圖6所示)；(3) 微機(jī)6控制X軸掃描振鏡11、 Y軸掃描振鏡12將激光束13定位到管 腳架1的第一個管腳1-1處，先后發(fā)出兩類激光，第一類激光將導(dǎo)線2-2的包 漆氣化去除，第二類激光將導(dǎo)線2-2與管腳1-1焊接起來，所述導(dǎo)線2-2與管 腳1-1焊接過程需保護(hù)氣體保護(hù)焊點，即在焊接過程中，根據(jù)焊接處于開始或 終結(jié)狀態(tài)，通過微機(jī)控制，向被焊接的所述管腳吹噴保護(hù)氣體，從而實現(xiàn)氣體 保護(hù)；所述保護(hù)氣體為氬氣、氮氣或C02;所述激光束為光束質(zhì)量因子為M2《 1.1，波長為1.09um，功率25 200W的光纖激光，經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束(3 5倍)，動態(tài)聚焦單元聚焦以及離焦量調(diào)節(jié)后，在工作平面上獲得的激光聚焦光斑直徑為60 200um，為焊接可靠，激光功率密度為8X104 7X106W/cm2。(4) 微機(jī)6控制X軸掃描振鏡11、 Y軸掃描振鏡12將激光束13定位到管 腳架1的本排下一個管腳1-1處，重復(fù)步驟(3)的包漆氣化去除及焊接操作， 如此完成各個管腳1-1的焊接；(5) 微機(jī)6控制X軸掃描振鏡11、 Y軸掃描振鏡12將激光束13定位到焊 點靠近夾具3外邊導(dǎo)線2-2處，發(fā)出第三類激光將未焊接前用于固定磁環(huán)線圈2 的多余導(dǎo)線2-2切除，從而完成一個網(wǎng)絡(luò)變壓器的焊接。所述三類激光的輸出參數(shù)是可以分別調(diào)節(jié)的，輸出參數(shù)包括持續(xù)時間、脈 寬、平均功率、波形等。實施例二如圖6、 7所示，對于多個網(wǎng)絡(luò)變壓器進(jìn)行流水線式激光焊接，本無釬料網(wǎng) 絡(luò)變壓器的激光焊接裝置，其包括微機(jī)6及其信號連接的定位裝置、激光焊接 裝置、保護(hù)氣裝置，所述定位裝置包括夾具3、傳送帶5，所述夾具3在升降的 最低位置處與所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的磁環(huán)線圈導(dǎo)線2-2嵌接固定，多個所述網(wǎng)絡(luò)變 壓器的管腳架1依次與傳送帶5固定連接；所述激光焊接裝置采用先動態(tài)聚焦 后掃描方式，其包括依次光路連接的激光器7、擴(kuò)束鏡8、動態(tài)調(diào)焦單元9和聚 焦鏡10組成的動態(tài)聚焦單元、X軸掃描振鏡ll、 Y軸掃描振鏡12;所述保護(hù)氣 裝置包括噴嘴4及其幵關(guān)機(jī)構(gòu)，所述兩個噴嘴4-1、 4-2與所述管腳1-1的兩個 焊點平面D1、 D2 (如圖9所示)分別相應(yīng)設(shè)置；所述微機(jī)6內(nèi)設(shè)的控制模塊與 夾具3的升降絲桿的驅(qū)動電機(jī)、激光器7、 X軸掃描振鏡ll、 Y軸掃描振鏡12、 兩個噴嘴4-1、 4-2的開關(guān)機(jī)構(gòu)分別信號連接；所述激光器7為光束質(zhì)量良好的 光纖激光器，光束質(zhì)量因子M2《1. 1，輸出功率為25 200W，波長1.09um，通 過離焦量調(diào)節(jié)取用的激光聚焦光斑直徑60 200 ix m，擴(kuò)束鏡8的擴(kuò)束倍數(shù)3 5 倍；動態(tài)聚焦單元掃描范圍》400mmX400mm; X軸掃描振鏡11、 Y軸掃描振鏡 12的掃描速度為0. 1 7m/s,掃描焊接速度可達(dá)200點/秒。其中，如圖10所示，所述夾具3呈回字形，其邊框內(nèi)周兩側(cè)分別相應(yīng)所述 管腳1-1設(shè)有多個大凹槽3-l，且所述大凹槽3-1橫截面為上窄下寬的敞口形(如 圖12所示)，大凹槽3-1上端開口的寬度及間距與所述管腳1-1的寬度及間距 分別相應(yīng);如圖10、 11所示，夾具3的邊框外周兩側(cè)分別相應(yīng)設(shè)有多個小槽3-2， 所述小槽3-2的槽寬與所述導(dǎo)線2-2的直徑相應(yīng)。為使夾具3在工作過程中不變形，以及不被激光束打壞，夾具3采用硬質(zhì)合金YW2制成，并且上表面進(jìn)行拋光處理，上表面表面粗糙度Ra《0.8。如圖6、 8、 9所示，為實現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)，可以將多個所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的管 腳依次固定在傳送帶上，采用本無釬料網(wǎng)絡(luò)變壓器的激光焊接裝置進(jìn)行流水線 式激光焊接操作，其工作過程包括以下步驟(1) )將磁環(huán)線圈2的導(dǎo)線2-2采用手工壓入夾具3的定位槽上，使磁環(huán) 線圈2固定在夾具3內(nèi)；將多個管腳1依次固定在傳送帶5上；(2) 當(dāng)傳送帶5上的管腳架1傳送到焊接工位時，通過微機(jī)6控制夾具3 的升降絲桿的驅(qū)動電機(jī)使夾具3由上至下運動，夾具3的大凹槽3-1與管腳l-l 嵌合，使磁環(huán)線圈2定位到管腳架1上即磁環(huán)線圈2上的導(dǎo)線2-2貼壓到相 應(yīng)管腳1-1上(如圖6所示)；(3) 微機(jī)6控制X軸掃描振鏡11、 Y軸掃描振鏡12將激光束13定位到管 腳架1的第一個管腳1-1處，先后發(fā)出兩類激光，第一類激光將導(dǎo)線2-2的包 漆氣化去除，第二類激光將導(dǎo)線2-2與管腳1-1焊接起來，所述導(dǎo)線2-2與管 腳1-1焊接過程需保護(hù)氣體保護(hù)焊點，即在焊接過程中，根據(jù)焊接處于開始或 終結(jié)狀態(tài)，通過微機(jī)控制，向被焊接的所述管腳吹噴保護(hù)氣體，從而實現(xiàn)氣體 保護(hù)；所述保護(hù)氣體為氬氣、氮氣或C02;所述激光束為光束質(zhì)量因子為M2《 1.1,波長為1.09um，功率25 200W的光纖激光，經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束(3 5倍)，動態(tài)聚焦單元聚焦以及離焦量調(diào)節(jié)后，在工作平面上獲得的激光聚焦光斑直徑 為60 200um，為焊接可靠，激光功率密度為8X104 7X106W/cm2。(4) 微機(jī)6控制X軸掃描振鏡11、 Y軸掃描振鏡12將激光束13定位到管 腳架1的本排下一個管腳1-1處，重復(fù)步驟(3)的包漆氣化去除及焊接操作， 如此完成各個管腳1-1的焊接；(5) 微機(jī)6控制X軸掃描振鏡11、 Y軸掃描振鏡12將激光束13定位到焊 點靠近夾具3外邊導(dǎo)線2-2處，發(fā)出第三類激光將未焊接前用于固定磁環(huán)線圈2 的多余導(dǎo)線2-2切除，從而完成一個網(wǎng)絡(luò)變壓器的焊接；(6) 通過微機(jī)6控制夾具3的升降絲桿的驅(qū)動電機(jī)移幵夾具3，通過傳送 帶5將焊好的網(wǎng)絡(luò)變壓器移開，傳送帶5將下一個需焊接的管腳架1送進(jìn)焊接 工位，重復(fù)步驟(1) 一 (6)，可實現(xiàn)多個網(wǎng)絡(luò)變壓器的焊接；(7) 根據(jù)需要，將焊接好的各個網(wǎng)絡(luò)變壓器裁剪開，即可得到網(wǎng)絡(luò)變壓器 組或單個網(wǎng)絡(luò)變壓器。所述三類激光的輸出參數(shù)是可以分別調(diào)節(jié)的，輸出參數(shù)包括持續(xù)時間、脈 寬、平均功率、波形等。如上所述，便可較好地實現(xiàn)本發(fā)明，上述實施例僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用來限定本發(fā)明的實施范圍；即凡依本發(fā)明內(nèi)容所作的均等變化與修飾， 都為本發(fā)明權(quán)利要求所要求保護(hù)的范圍所涵蓋。
權(quán)利要求
1、網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法，其特征在于包括以下步驟(1)將磁環(huán)線圈的導(dǎo)線采用人工壓入夾具上的定位槽中，使磁環(huán)線圈固定在夾具內(nèi)；將管腳架固定在工作平臺上；(2)通過微機(jī)控制夾具由上至下運動，夾具與管腳嵌合，使磁環(huán)線圈定位到所述管腳架上即磁環(huán)線圈上的導(dǎo)線貼壓到相應(yīng)管腳上；(3)微機(jī)控制掃描振鏡將激光束定位到管腳架的第一個管腳處，先后發(fā)出兩類激光，第一類激光將導(dǎo)線的包漆氣化去除，第二類激光將導(dǎo)線與管腳焊接起來，所述導(dǎo)線與管腳焊接過程需氣體保護(hù)焊點；所述激光束為光束質(zhì)量因子為M2≤1.1，波長為1.09μm，功率25～200W的光纖激光，經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束3～5倍，動態(tài)聚焦單元聚焦以及離焦量調(diào)節(jié)后，在工作平面上獲得的激光聚焦光斑直徑為60～200μm，激光功率密度為8×104～7×106W/cm2；(4)微機(jī)控制掃描振鏡將激光束定位到管腳架的本排下一個管腳處，重復(fù)步驟(3)的包漆氣化去除及焊接操作，如此完成各個管腳的焊接；(5)微機(jī)控制掃描振鏡將激光束定位到焊點靠近夾具外邊導(dǎo)線處，發(fā)出第三類激光將未焊接前用于固定磁環(huán)線圈的多余導(dǎo)線切除，從而完成一個網(wǎng)絡(luò)變壓器的焊接。
2、 網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法，是指將多個所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的管腳 依次固定在傳送帶上，進(jìn)行流水線式激光焊接操作，其特征在于包括以下步驟(1) 將磁環(huán)線圈的導(dǎo)線采用人工壓入夾具上的定位槽中，使磁環(huán)線圈固定 在夾具內(nèi)；將多個管腳架依次固定在傳送帶上；(2) 當(dāng)傳送帶上的管腳架傳送到焊接工位時，通過微機(jī)控制夾具由上至下 運動，夾具與管腳嵌合，使磁環(huán)線圈定位到所述管腳架上即磁環(huán)線圈上的導(dǎo) 線貼壓到相應(yīng)管腳上；(3) 微機(jī)控制掃描振鏡將激光束定位到管腳架的第一個管腳處，先后發(fā)出 兩類激光，第一類激光將導(dǎo)線的包漆氣化去除，第二類激光將導(dǎo)線與管腳焊接 起來，所述導(dǎo)線與管腳焊接過程需氣體保護(hù)焊點；所述激光束為光束質(zhì)量因子為M2《L 1，波長為1.09ym，功率25 200W 的光纖激光，經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束3 5倍，動態(tài)聚焦單元聚焦以及離焦量調(diào)節(jié)后，在 工作平面上獲得的激光聚焦光斑直徑為60 200 u ra，激光功率密度為8 X 104 7X106W/cm2;(4) 微機(jī)控制掃描振鏡將激光束定位到管腳架的本排下一個管腳處，重復(fù) 步驟(3)的包漆氣化去除及焊接操作，如此完成各個管腳的焊接；(5) 微機(jī)控制掃描振鏡將激光束定位到焊點靠近夾具外邊導(dǎo)線處，發(fā)出第 三類激光將未焊接前用于固定磁環(huán)線圈的多余導(dǎo)線切除，從而完成一個網(wǎng)絡(luò)變 壓器的焊接；(6) 通過微機(jī)控制移開夾具，通過傳送帶將焊好的網(wǎng)絡(luò)變壓器移開，傳送 帶將下一個需焊接的管腳架送進(jìn)焊接工位，重復(fù)步驟(1) (6)，可實現(xiàn)多個 網(wǎng)絡(luò)變壓器的焊接；(7) 根據(jù)需要，將焊接好的各個網(wǎng)絡(luò)變壓器裁剪開，即可得到網(wǎng)絡(luò)變壓器 組或單個網(wǎng)絡(luò)變壓器。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法，其特征在 于所述三類激光的輸出參數(shù)可分別調(diào)節(jié)，輸出參數(shù)包括持續(xù)時間、脈寬、平 均功率、波形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法，其特征在 于所述氣體保護(hù)是指在焊接過程中，根據(jù)焊接處于開始或終結(jié)狀態(tài)，通過 微機(jī)控制，向被焊接的所述管腳吹噴保護(hù)氣體，從而實現(xiàn)氣體保護(hù)；所述保護(hù) 氣體為氬氣、氮氣或C02。
5、 實現(xiàn)權(quán)利要求1所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法的網(wǎng)絡(luò)變壓器的 無釬料激光焊接裝置，其特征在于包括微機(jī)及其信號連接的定位裝置、激光 焊接裝置、保護(hù)氣裝置，所述定位裝置包括夾具、工作臺，所述夾具在升降的 最低位置處與所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的磁環(huán)線圈導(dǎo)線嵌接固定，所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的管 腳架與工作臺固定連接；所述激光焊接裝置采用先動態(tài)聚焦后掃描方式，其包 括依次光路連接的激光器、擴(kuò)束鏡、由動態(tài)調(diào)焦單元及聚焦鏡組成的動態(tài)聚焦 單元、X軸掃描振鏡、Y軸掃描振鏡；所述保護(hù)氣裝置包括噴嘴及其開關(guān)機(jī)構(gòu)， 所述兩個噴嘴與所述管腳的兩個焊點平面分別相應(yīng)設(shè)置；所述微機(jī)內(nèi)設(shè)的控制 模塊與夾具的升降絲桿的驅(qū)動電機(jī)、激光器、X軸掃描振鏡、Y軸掃描振鏡、兩 個噴嘴的幵關(guān)機(jī)構(gòu)分別信號連接；所述激光器為光束質(zhì)量良好的光纖激光器， 光束質(zhì)量因子M2《1. 1，輸出功率為25 200W,波長l,09um,通過離焦量調(diào)節(jié) 取用的激光聚焦光斑直徑為60 200 nm，動態(tài)聚焦單元掃描范圍》400mraX 400mm;擴(kuò)束鏡倍數(shù)為3 5倍；X軸掃描振鏡、Y軸掃描振鏡的掃描速度為0. l 7m/s。
6、 實現(xiàn)權(quán)利要求2所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法的網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接裝置，其特征在于包括微機(jī)及其信號連接的定位裝置、激光 焊接裝置、保護(hù)氣裝置，所述定位裝置包括夾具、傳送帶，所述夾具在升降的 最低位置處與所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的磁環(huán)線圈導(dǎo)線嵌接固定，多個所述網(wǎng)絡(luò)變壓器 的管腳架依次與傳送帶固定連接；所述激光焊接裝置采用先動態(tài)聚焦后掃描方式，其包括依次光路連接的激光器、擴(kuò)束鏡、由動態(tài)調(diào)焦單元及聚焦鏡組成的動態(tài)聚焦單元、X軸掃描振鏡、Y軸掃描振鏡；所述保護(hù)氣裝置包括噴嘴及其開 關(guān)機(jī)構(gòu)，所述兩個噴嘴與所述管腳的兩個焊點平面分別相應(yīng)設(shè)置；所述微機(jī)內(nèi) 設(shè)的控制模塊與夾具的升降絲桿的驅(qū)動電機(jī)、傳送帶的驅(qū)動電機(jī)、激光器、X軸 掃描振鏡、Y軸掃描振鏡、兩個噴嘴的開關(guān)機(jī)構(gòu)分別信號連接；所述激光器為光 束質(zhì)量良好的光纖激光器，光束質(zhì)量因子M2《1.1，輸出功率為25 200W，波 長L09um，通過離焦量調(diào)節(jié)取用的激光聚焦光斑直徑為60 200um，動態(tài)聚 焦單元掃描范圍》400mmX400mm;擴(kuò)束鏡倍數(shù)為3 5倍；X軸掃描振鏡、Y軸 掃描振鏡的掃描速度為0. 1 7m/s。
7、 根據(jù)權(quán)利要求5或6所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接裝置，其特征在 于所述夾具呈回字形，其邊框內(nèi)周兩側(cè)分別相應(yīng)所述管腳設(shè)有多個大凹槽， 且所述大凹槽橫截面為上窄下寬的敞口形，大凹槽上端開口的寬度及間距與所 述管腳的寬度及間距分別相應(yīng)；夾具的邊框外周兩側(cè)分別相應(yīng)設(shè)有多個小槽， 所述小槽的槽寬與所述導(dǎo)線的直徑相應(yīng)。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接裝置，其特征在于-所述夾具的制造材料為硬質(zhì)合金YW2，上表面拋光處理，上表面表面粗糙度 Ra《0.8。
全文摘要
本發(fā)明提供網(wǎng)絡(luò)變壓器的無釬料激光焊接方法，將磁環(huán)線圈的導(dǎo)線纏繞夾具上，使磁環(huán)線圈固定在夾具內(nèi)；將管腳架固定工作平臺上；將磁環(huán)線圈定位到管腳架上；微機(jī)控制掃描振鏡將激光束定位到管腳架的第一個管腳處，先后發(fā)出兩類激光完成包漆氣化去除及焊接操作；將激光束定位到管腳架的本排下一個管腳處，重復(fù)包漆氣化去除及焊接操作，如此完成各個管腳的焊接；將激光束定位到焊點靠近夾具外邊導(dǎo)線處，發(fā)出第三類激光將未焊接前用于固定磁環(huán)線圈的多余導(dǎo)線切除，從而完成一個網(wǎng)絡(luò)變壓器的焊接。本發(fā)明焊接速度快、牢固美觀，無需復(fù)雜人工纏線、無需釬料及人工釬焊，順應(yīng)了當(dāng)前電子器件焊接無鉛化的趨勢，可進(jìn)行流水線操作實現(xiàn)大規(guī)模自動化生產(chǎn)。
文檔編號B23K101/36GK101327549SQ20081002985
公開日2008年12月24日 申請日期2008年7月31日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月31日
發(fā)明者吳偉輝, 師文慶, 楊永強(qiáng) 申請人:華南理工大學(xué)