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CN106785493B - 一种用于微细直径电极引脚线与多股导线的连接方法 - Google Patents

一种用于微细直径电极引脚线与多股导线的连接方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于微细直径电极引脚线与多股导线的连接方法，所述连接方法包括将多股导线放在凹槽电极头内，微细直径电极引脚线放在所述多股导线的上面，调整压制电极头位置，设置精密电阻焊机的焊压参数，压制定形所述微细直径电极引脚线和所述多股导线；设置精密电阻焊机的焊接参数，焊接所述压制定形的微细直径电极引脚线和多股导线，其中所述压制电极头作为所述精密电阻焊机的上电极，所述凹槽电极头作为所述精密电阻焊机的下电极；所述压制电极头压头宽度小于所述凹槽电极头的凹槽宽度，且压头高度大于所述凹槽深度。本发明提供的技术方案在实现多股导线形成单股、定形的同时，还可以同时实现电极引脚与多股导线的可靠连接。

Description

一种用于微细直径电极引脚线与多股导线的连接方法
技术领域
本发明涉及小尺寸接头焊接的技术领域，特别是涉及一种用于微细直径电极引脚线与多股导线的连接方法。
背景技术
铂电极等传感元器件是航空电子系统中的重要零件，经常制造使用。在制造铂电极等传感元器件过程中，常常需要微细直径电极引脚线与导线进行连接，但是微细直径电极引脚线的直径一般为几百微米的细丝，一般导线的直径为毫米级别的多股线，且导线和微细直径电极引脚线一般是异种材料，且直径差异较大。因此，在微细直径电极引脚线与导线进行连接过程中，必须使用精密的设备进行连接，否则极易出现连接不可靠情况。
目前，现有技术中，对此类微细直径电极引脚线与导线连接等小尺寸接头的焊接中采用熔焊方法进行焊接，但是由于零件本身热容量很小，过大的热输入量会导致材料的飞溅及烧穿等缺陷，对于精密零件焊接质量的稳定性影响很大。或者，在电子电器行业中多股导线与线材、片材的焊接采用锡焊，但锡焊易出现假焊、低温脆化及接头强度低等问题。另外也有采用火焰钎焊或电阻钎焊的方法，但焊缝钎料润湿情况不定，且没有可靠的无损检测手段进行评估，在实际工程应用中的可靠性上存在问题，综上，急需一种微细直径电极引脚线与多股导线可靠的连接方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于微细直径电极引脚线与不等直径多股导线的连接方法，它可以克服现有技术中小尺寸接头的焊接易出现烧穿、假焊、低温脆化及接头强度低等一系列焊接不可靠问题，提高了微细直径电极引脚线与不等直径多股导线的连接可靠性。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种用于微细直径电极引脚线与多股导线的连接方法，其特征在于，所述连接方法包括：将多股导线放在凹槽电极头内，微细直径电极引脚线放在所述多股导线的上面，调节压制电极头位置，设置精密电阻焊机的焊压参数，压制定形所述微细直径电极引脚线和所述多股导线；设置精密电阻焊机的焊接参数，焊接所述压制定形的微细直径电极引脚线和多股导线；其中所述压制电极头作为所述精密电阻焊机的上电极，所述凹槽电极头作为所述精密电阻焊机的下电极；所述压制电极头端部设有凸出的压头，所述凹槽电极头端部设有凹槽，所述压头宽度小于所述凹槽宽度，所述压头高度大于所述凹槽深度；所述凹槽宽度在0.8-2mm之间。
可选的，将所述多股导线放在凹槽电极头内，微细直径电极引脚线放在所述多股导线的上面之前，还包括：使用剥线钳去除多股导线待焊处绝缘皮，采用丙酮对所述多股导线和微细直径电极引脚线清洗擦拭。
可选的，所述多股导线内微细丝数量在15-30根之间，所述多股导线单根微细丝直径在70-100微米，且所述多股导线单根微细丝是由表层镀镍，材料为铜或铜合金加工制作。
可选的，所述微细直径电极引脚线直径是100-300微米。
可选的，所述焊压参数包括预压时间和焊接压力，其中所述预压时间300-800ms，所述焊接压力5-30N。
可选的，所述焊接参数包括焊接时间、焊接电流以及保压时间，其中所述焊接时间10-50ms，所述焊接电流1.8-3.0kA，所述保压时间200-500ms。
可选的，所述精密电阻焊机采用直流电源。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供一种用于微细直径电极引脚线与多股导线的连接方法，首先通过使用普通并在焊接设备上设有凸出压头的压制电极头和设有凹槽的凹槽电极头的精密电阻焊机，其中所述压制电极头压头宽度小于所述凹槽电极头的凹槽宽度，且压头高度大于所述凹槽深度；然后调节焊接参数，通过精密电阻焊接过程中压力与电阻热的作用，在实现多股导线形成单股、定形的同时，可以同时实现电极引脚与多股导线的可靠连接，简化了焊接工序，大幅提升了效率，提高了微细直径电极引脚线与不等直径多股导线的连接可靠性，具有较大的工程意义。
另外，本发明的焊接工艺窗口宽、接头强度高，焊接过程兼具压力定形作用，接头经压力与电阻热作用后，形成单股导线、不易散开，可大幅提高产品生产的经济性和可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中的微细直径电极引脚线与多股导线连接的方法流程图；
图2为本发明实施例中的精密电阻焊机结构示意图；
图3为本发明实施例中的压制电极头和凹槽电极头放大的结构示意图；
图4为本发明实施例中的压制定形微细直径电极引脚线和多股导线过程示意图；
图5为本发明实施例中压制定形微细直径电极引脚线和多股导线结果示意图；
图6为本发明实施例中焊接头横截面金相组织图一；
图7为本发明实施例中焊接头横截面金相组织图二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本实施例提供了一种用于微细直径电极引脚线与多股导线的连接方法，如图1所示，具体包括：
步骤101：将多股导线放在凹槽电极头内，微细直径电极引脚线放在所述多股导线的上面；
其中，所述多股导线内微细丝数量在15-30根之间，所述多股导线单根微细丝直径在70-100微米，且所述多股导线单根微细丝是由表层镀镍，材料为铜或铜合金加工制作；所述微细直径电极引脚线直径是100-300微米。
将所述多股导线放在凹槽电极头内，微细直径电极引脚线放在所述多股导线的上面之前，还包括：使用剥线钳去除多股导线待焊处绝缘皮，采用丙酮对所述多股导线和微细直径电极引脚线清洗擦拭。
步骤102：调节压制电极头位置，设置精密电阻焊机的焊压参数，压制定形所述微细直径电极引脚线和所述多股导线；
其中，所述精密电阻焊机采用直流电源；所述焊压参数包括预压时间和焊接压力，所述预压时间300-800ms，所述焊接压力5-30N。
步骤103：设置精密电阻焊机的焊接参数，焊接所述压制定形的微细直径电极引脚线和多股导线。
其中，所述焊接参数包括焊接时间、焊接电流以及保压时间，所述焊接时间10-50ms，所述焊接电流1.8-3.0kA，所述保压时间200-500ms。
另外，如图2所示，为本实施例中的精密电阻焊机结构示意图，所述精密电阻焊机结构包括：压制电极头201、凹槽电极头202、焊接机构203、焊接电源204。压制电极头201和凹槽电极头202是预选设计的，且压制电极头201作为精密电阻焊机的上电极，凹槽电极头202作为精密电阻焊机的下电极。
如图3所示，为本实施例中的压制电极头和凹槽电极头放大的结构示意图，压制电极头201压头宽度小于凹槽电极头202槽宽度，压制电极头201压头高度大于凹槽电极头202槽深度，且凹槽电极头202凹槽宽度在0.8-2mm之间。
本实施例提供的上述技术方案，首先通过在精密电阻焊机设备上设置压制电极头和凹槽电极头，其中压制电极头压头宽度小于凹槽电极头槽宽度，压制电极头压头高度大于凹槽电极头槽深度，使得焊接工艺窗口宽、接头强度高，焊接过程兼具压力定形作用；然后调整焊接参数，使接头经压力与电阻热作用后，将微细直径电极引脚线与多股导线形成单股导线、不易散开，提高了产品生产的经济性和可靠性。
实施例2
本实施例中的电极引脚材料为纯银，多股导线材料为镀镍铜，首先用剥线钳将多股导线端部绝缘层去除，采用丙酮对多股导线和电极引脚进行清洗擦拭，将多股导线置于下电极凹槽内，将电极引脚置于多股导线的上端，焊接装配如图2和图3所示，包括压制电极头201、凹槽电极头202、焊接机构203、焊接电源204、微细直径电极引脚线301以及多股导线302。调整焊压参数，焊接压力20N，预压时间600ms，通过压制电极头201和凹槽电极头202，压制定形微细直径电极引脚线301和多股导线302，其焊压过程和焊压结果如图4和图5所示；然后调节焊接参数，焊接第一周时间10ms，焊接第一周电流2.0KA，冷却时间100ms，焊接第二周时间30ms，焊接第二周电流2.4KA，保压时间200ms。
本实施提供的上述技术方案如图6所示，通过将电极引脚线和多股导线放在凹槽电极头内，选择上述焊接参数，实现纯银的电极引脚与多股导线材料完全熔化并形成良好的冶金结合，同时接头形状为矩形，且在此工艺参数下，接头拉剪载荷达到6.5N，达到0.2mm纯银丝的电极引脚抗拉力的87％，且由于压力在凹槽内的挤压作用，接头受到了压制定形作用，故接头抗拉力和接头形状都满足了工程应用的要求。
实施例3
本实施例中的电极引脚材料为纯镍，多股导线材料为镀镍铜，首先用剥线钳将多股导线端部绝缘层去除，采用丙酮对多股导线和铂电极纯镍引线进行清洗擦拭，将多股导线置于下电极凹槽内，将铂电极纯镍引线置于多股导线的上端，焊接装配如图2和图3所示，包括压制电极头201、凹槽电极头202、焊接机构203、焊接电源204、微细直径电极引脚线301以及多股导线302。调整焊压参数，焊接压力5N，预压时间600ms，通过压制电极头201和凹槽电极头202，压制定形微细直径电极引脚线301和多股导线302，其焊压过程和焊压结果如图4和图5所示；然后调节焊接参数，焊接第一周时间12ms，焊接第一周电流2.2KA，冷却时间100ms，焊接第二周时间30ms，焊接第二周电流2.6KA，保压时间250ms。
本实施提供的上述技术方案如图7所示，通过将电极引脚线和多股导线放在凹槽电极头内，选择上述焊接参数，实现纯镍的电极引脚与多股导线材料完全熔化并形成良好的冶金结合，同时接头形状为矩形。且在此工艺参数下，接头拉剪载荷达到21.3N，达到铂电极纯镍引线抗拉力的85％。另外，由于压力在凹槽内的挤压作用，接头受到了压制定形作用，故接头抗拉力和接头形状都满足了工程应用的要求。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种用于微细直径电极引脚线与多股导线的连接方法，其特征在于，所述连接方法包括：
将多股导线放在凹槽电极头内，微细直径电极引脚线放在所述多股导线的上面；所述多股导线内微细丝数量在15-30根之间，所述多股导线单根微细丝直径在70-100微米；所述微细直径电极引脚线直径是100-300微米；
调整压制电极头位置，设置精密电阻焊机的焊压参数，压制定形所述微细直径电极引脚线和所述多股导线；所述焊压参数包括预压时间和焊接压力，其中所述预压时间300-800ms，所述焊接压力5-30N；
设置精密电阻焊机的焊接参数，焊接所述压制定形的微细直径电极引脚线和多股导线；其中所述压制电极头作为所述精密电阻焊机的上电极，所述凹槽电极头作为所述精密电阻焊机的下电极；所述压制电极头端部设有凸出的压头，所述凹槽电极头端部设有凹槽，所述压头宽度小于所述凹槽宽度，所述压头高度大于所述凹槽深度；所述凹槽宽度在0.8-2mm之间；所述焊接参数包括焊接时间、焊接电流以及保压时间，其中所述焊接时间10-50ms，所述焊接电流1.8-3.0kA，所述保压时间200-500ms；通过精密电阻焊接过程中压力与电阻热的作用，在实现多股导线形成单股、定形的同时，实现电极引脚与多股导线的可靠连接。
2.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于，将所述多股导线放在凹槽电极头内，微细直径电极引脚线放在所述多股导线的上面之前，还包括：使用剥线钳去除多股导线待焊处绝缘皮，采用丙酮对所述多股导线和微细直径电极引脚线清洗擦拭。
3.根据权利要求1所述的连接方法，其特征在于，所述精密电阻焊机采用直流电源。
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