【摘 要】
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绝缘铜线由于其防误差及防短路的优势大有取代裸线材作为微型元器件中导体介质的趋势,因而在电子工业中,尤其是在航天航空、汽车、智能设备以及医疗器械中的电子元器件上应用十分广泛。绝缘铜线因其表面有绝缘漆膜的存在,传统的焊接工艺需要先彻底的去除接合部位的绝缘漆膜,再实现铜线与铜箔的焊接,工艺繁杂,难以实现大批量生产的需求。本文采用的精密电阻点焊技术基于热压焊的理论基础,可以实现一步去除漆膜和焊接的全过程,
【基金项目】
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广州市重点实验室专项资助项目(201605030007)
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绝缘铜线由于其防误差及防短路的优势大有取代裸线材作为微型元器件中导体介质的趋势,因而在电子工业中,尤其是在航天航空、汽车、智能设备以及医疗器械中的电子元器件上应用十分广泛。绝缘铜线因其表面有绝缘漆膜的存在,传统的焊接工艺需要先彻底的去除接合部位的绝缘漆膜,再实现铜线与铜箔的焊接,工艺繁杂,难以实现大批量生产的需求。本文采用的精密电阻点焊技术基于热压焊的理论基础,可以实现一步去除漆膜和焊接的全过程,易于实现大批量自动化生产。但是,由于影响焊接效果的因素众多,同时焊接过程涉及多种力学耦合,目前尚未有成熟的模型可用于焊接过程的仿真。本文综合分析了直径为0.2mm聚酯亚胺漆包线与0.2mm厚的带Sn/Ni镀层的磷青铜箔的焊接过程,进行了精密点焊系统的设计和焊接平台的搭建,实现对焊接过程中焊接压力、电极位移等技术参数进行精准控制,以实现焊接接头良好的焊接强度。同时利用ANSYS软件从热力学与静力学角度对焊接过程进行有限元分析,研究分析焊接参数(焊接过程所用的时间、焊接电源提供的电流、电极倾角以及焊接过程中施加在电极上的压力)对焊接过程的影响,进而探索聚酯亚胺漆包线与带Sn/Ni镀层的磷青铜箔的焊接接头的形成机理,为后续的不同直径的聚酯亚胺漆包线与磷青铜箔焊接的有限元分析提供理论基础,节省了试验的时间,大大提高了生产效率。最后通过对直径为0.2mm的聚酯亚胺绝缘铜线与0.2mm厚的带Sn/Ni镀层的磷青铜箔进行正交试验及单因素试验,利用接头截面金相分析方法对接头质量进行研究,最终得出各工艺参数对伺服加压微型电阻点焊的影响程度以及最优的焊接工艺参数组合。实验数据表明:最佳焊接过程中施加在电极上的压力为16N、最佳焊接电源提供的电流为490A,最佳焊接电压为2V,最佳焊接过程所用的时间为20ms,最佳电极倾角为10°,实验结果与仿真数据误差较小。
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