CN104216059A - 气密封光连接器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光连接器领域，特别是涉及一种气密封光连接器及其制造方法。气密封光连接器包括金属壳体和固定装配在金属壳体的安装孔中的光接触件，所述光接触件包括金属套管和固定插装在金属套管中的光插针，金属套管插装在对应的安装孔中并且通过激光与金属壳体焊接在一起，它们的焊接位置处形成一条围绕金属套管的、环形的密封焊线，密封焊线将所述金属套管与安装孔孔壁之间的间隙隔断或者封堵在金属套管与安装孔孔壁之间的间隙一端处。由于激光焊接热影响区小，焊接速度快，因此焊接时产生的热量不会传递到光接触件的光插针或光纤上，或者传递到光纤上时热量已经衰减到光纤可承受的范围，因此也不会对光接触件造成破坏。

Description

气密封光连接器及其制造方法
技术领域
本发明涉及光连接器领域，特别是涉及一种气密封光连接器及其制造方法。
背景技术
随着光纤应用技术的日趋成熟，作为光纤的接续部件的光连接器也得到了越来越为广泛的应用。普通的光纤连接器多包括壳体和光接触件，其中光接触件固定装配在壳体上所设的安装孔内。
在一些特殊的场合，需要光连接器具备一定的密封隔断功能，即要求光连接器的壳体两端是互相隔断的，以此来实现对相应使用设备的气密封。现有技术中，光连接器的气密封实现方式主要有O型圈密封、灌胶密封和烧结玻璃密封三种。
对于O型圈密封方式来说，主要起密封作用的器件为O型圈，O型圈一般为橡胶类材料。O型圈实现密封的机理是依靠较大的挤压变形实现的，然而应力和变形会加速橡胶类材料的老化，影响产品的使用寿命。同时，橡胶类材料受温度冷热循环变化也比较明显，容易导致泄露。
灌封胶密封技术是将胶填充灌封在光接触件与壳体之间的缝隙中，实现气密封。由于灌封胶在低温环境下力学性能不易保证，易变脆开裂，所以灌胶密封也存在泄露隐患。
玻璃烧结密封技术最初主要是用于密封类电连接器中，其密封性能以及耐候性都比较好。然而玻璃烧结时需要在高温下将玻璃粉熔化，封接时的温度很高，但是作为光纤连接器的核心部件，光纤及其使用的粘接胶均不能承受高温，将玻璃烧结密封技术应用于光连接器的密封时，难免的会造成大量产品的报废，因此在光连接器上采用玻璃烧结密封技术使光连接器的制造显得极为困难，并且会增加对光连接器的制造成本。
综上所述，目前的气密封光连接器要么存在密封性能差得问题，要么存在制造困难的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种容易加工并且密封性能好的气密封光连接器。
同时，本发明的目的还在于提供上述气密封光连接器的制造方法。
为了解决上述问题，气密封光连接器采用以下技术方案：气密封光连接器，包括金属壳体和固定装配在金属壳体的安装孔中的光接触件，所述光接触件包括金属套管和固定插装在金属套管中的光插针，金属套管插装在对应的安装孔中并且通过激光与金属壳体焊接在一起，它们的焊接位置处形成一条围绕金属套管的、环形的密封焊线，密封焊线将所述金属套管与安装孔孔壁之间的间隙隔断或者封堵在金属套管与安装孔孔壁之间的间隙一端处。
金属套管上具有沿径向向外凸起的环形焊台，金属壳体的安装孔具有与所述焊台对应的焊孔段，所述环形焊台插装在对应的焊孔段中，金属套管通过环形焊台与金属壳体焊接在一起。
所述金属套管上具有一个由大径段和小径段构成的阶梯段，所述环形焊台由该阶梯段的大径段构成，阶梯段的小径段与金属套管点焊在一起。
金属套管上的阶梯段的外形与对应的安装孔的形状互补。
密封焊线的焊接深度为0.5mm-0.7mm，其宽度为0.8mm-1.2mm。
气密封光连接器制造方法采用以下技术方案：气密封光连接器制造方法，包括以下步骤：1）将带有金属套管的光接触件插入到金属壳体的安装孔中并定位；2）在安装孔的一端处通过激光焊将金属套管与金属壳体焊接在一起，二者的焊接位置处形成一条连续的、围绕金属套管的密封焊线，确保密封焊线将所述金属套管与安装孔孔壁之间的间隙隔断或者封堵在金属套管与安装孔孔壁之间的间隙一端处。
步骤2）中，在金属壳体与金属套管之间形成密封焊线之前，首先在安装孔的两端处分别将金属壳体与金属套管点焊在一起。
所述金属套管上具有沿径向向外凸起的环形焊台，金属壳体的安装孔具有与所述焊台对应的焊孔段，所述环形焊台插装在对应的焊孔段中，密封焊线位于金属套管的环形焊台与金属壳体之间。
所述金属套管上具有一个由大径段和小径段构成的阶梯段，所述环形焊台由该阶梯段的大径段构成。
密封焊线的焊接深度为0.5mm-0.7mm，其宽度为0.8mm-1.2mm。
在该气密封光连接器中，由于光接触件具有所述金属套管，并且金属套管通过激光与金属壳体焊接在一起，它们的焊接位置处形成的密封焊线将所述金属套管与安装孔孔壁之间的间隙隔断或者封堵在金属套管与安装孔孔壁之间的间隙一端处。首先由于是靠焊接的方式来实现密封，这种方式可以排除材料老化、热胀冷缩等因素的影响，达到很好的密封效果，另外，由于金属套管与金属壳体之间是通过激光焊焊接，而激光焊接已经是一种应用广泛的成熟焊接工艺方法，在电池封装、汽车等领域均已得到广泛应用,激光焊接属于非接触式焊接，功率密度高，热影响区小，并且具有焊接速度快、精度高、深度大、变形小、焊点无污染、焊接质量高等优点，由于热影响区小，焊接速度快，因此焊接时产生的热量不会传递到光接触件的光插针或光纤上，或者传递到光纤上时热量已经衰减到光纤可承受的范围，因此也不会对光接触件造成破坏，从而方便了对气密封光连接器的加工，综上所述，该气密封光连接器同时具备容易加工和密封性能好的特点。
更进一步的，环形焊台能够进一步增大光接触件内部的部件（如光纤、光插针等）于焊接位置处的距离，避免其被损坏；将阶梯段的小径段与金属壳体点焊在一起后能够分担密封焊线的受力，进一步起到加固光接触件的作用；使阶梯段与安装孔的形状互补能够起到装配定位的作用。
附图说明
图1是气密封光连接器的结构示意图；
图2是图1中的金属壳体的结构示意图；
图3是图1中的光接触件的结构示意图；
图4是气密封光连接器的金属壳体与光接触件在焊接之前的装配示意图。
具体实施方式
气密封光连接器的实施例，如图1-4所示，该气密封光连接器包括金属壳体11和光接触件12。
金属壳体11呈圆筒形，其两端之间具有一个挡壁111，挡壁111上设有前后通透的安装孔112，本实施例中，安装孔112均为台阶孔，其包括位于前端的小孔段和位于后端的大孔段，其中所述大孔段形成了安装孔112的焊孔段。
光接触件12包括金属套管121和固定插装在金属套管121中的光插针122，本实施例中，光插针122有两根并且均为陶瓷插针，两根光插针122分别固定插装在金属套管121的两端并通过设于金属套管121中的光纤123连接在一起，由此使得该气密封光连接器形成了转接光连接器。金属套管121上具有一个阶梯段，本实施例中，阶梯段位于相应金属套管121的中间位置处，其包括位于前端的小径段和位于后端的大径段，阶梯段的形状与金属壳体11上的安装孔112的形状互补，其中所述大径段形成了一个焊台，另外，金属套管121上还设有一个内外通透的注胶孔124，注胶孔124的设置是为了方便的向金属套管121中注入胶黏剂，从而对金属套管121中的光纤123进行保护。
光接触件12的金属套管121插装在相应的安装孔中，金属套管121上的焊台在相应安装孔的焊孔段端口处于金属壳体11焊接在一起，它们之间的焊接方式为激光焊接，在焊接的过程中，金属套管121的焊台的端头和金属壳体11熔化，经过冷却后便凝固在一起并形成了一条密封焊线13，密封焊线13为环形的、连续的焊线，其围绕金属套管121设置并且将焊台与安装孔的焊孔段之间的间隙的后端封堵，从而实现了该气密封光连接器的气密封，本实施例中，密封焊线13的焊接深度为0.5-0.7mm，焊线宽度为1mm，金属壳体11与金属套管121均采用不锈钢材质，金属套管121的小径段端头与安装孔的相应端端口之间也通过激光焊点焊，经样品试制，0.5～0.7mm的焊接深度能够保证焊接后的强度，焊接后测试产品的泄漏率，测试数据为2.8×10-5Pa·cm3/s，气密性达到了产品要求的指标。随后经受了30次-65℃～125℃的温度冲击，极限温度停留1h，试验过程中及试验后测试产品的泄漏率，测试数据为2.3～2.6×10-5Pa·cm3/s，温度冲击后又进行了随机振动试验，按GJB1217A-2009中方法2005规定，试验条件Ⅵ-字母代号"J"，2轴向，每轴向1.5h。功率频谱密度：1/Hz，总加速度均方根值41.7G，试验后测试产品的泄漏率，测试数据为5×10-5Pa·cm3/s。由以上数据可知，激光焊接密封在经受温度冲击及随机振动后气密性仍合格，证明激光连续焊接密封技术可实现本产品高气密性及可靠性的需求，在对密封焊线宽度为0.8、1.2的其它样品检测后，发现同样能够达到上述效果。
在气密封光连接器的其它实施例中，还可以仅在金属套管的一端设置光插针；在保证金属套管的壁厚能够满足隔热要求的情况下，其还可以为一个等径的直管；金属套管与金属壳体的焊接位置还可以是在安装孔中，此种情况下焊接形成的密封焊线将金属套管与金属壳体之间的间隙，即安装孔的孔壁与金属套管之间的间隙隔断。
气密封光连接器的制造方法的实施例，包括以下步骤：1）将带有金属套管的光接触件插入到金属壳体的安装孔中并定位，安装孔为台阶孔，包括位于前端的小孔段和位于后端的大孔段，大孔段构成安装孔的焊孔段，金属套管上具有一个由大径段和小径段构成的阶梯段，该阶梯段的形状与安装孔的形状互补，并且金属套管的大径段构成一个焊台；2）在安装孔的一端处通过激光焊将金属套管与金属壳体焊接在一起，二者的焊接位置处形成一条连续的、围绕金属套管的密封焊线，确保密封焊线将所述金属套管与安装孔孔壁之间的间隙隔断或者封堵在金属套管与安装孔孔壁之间的间隙一端处，在此步骤中，首先将金属套管的焊台与在安装孔的相应端口处与金属壳体点焊在一起，然后将金属套管的小径段与金属壳体点焊，最后再在金属套管的焊台与金属壳体之间焊成所述密封焊线，密封焊线的焊接深度为0.5mm-0.7mm，其宽度为0.8mm-1.2mm。依据该方法可以制造上述实施例中的气密封光连接器。

Claims (10)

1.气密封光连接器，包括金属壳体和固定装配在金属壳体的安装孔中的光接触件，其特征在于，所述光接触件包括金属套管和固定插装在金属套管中的光插针，金属套管插装在对应的安装孔中并且通过激光与金属壳体焊接在一起，它们的焊接位置处形成一条围绕金属套管的、环形的密封焊线，密封焊线将所述金属套管与安装孔孔壁之间的间隙隔断或者封堵在金属套管与安装孔孔壁之间的间隙一端处。
2.根据权利要求1所述的气密封光连接器，其特征在于，金属套管上具有沿径向向外凸起的环形焊台，金属壳体的安装孔具有与所述焊台对应的焊孔段，所述环形焊台插装在对应的焊孔段中，金属套管通过环形焊台与金属壳体焊接在一起。
3.根据权利要求2所述的气密封光连接器，其特征在于，所述金属套管上具有一个由大径段和小径段构成的阶梯段，所述环形焊台由该阶梯段的大径段构成，阶梯段的小径段与金属套管点焊在一起。
4.根据权利要求3所述的气密封光连接器，其特征在于，金属套管上的阶梯段的外形与对应的安装孔的形状互补。
5.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的气密封光连接器，其特征在于，密封焊线的焊接深度为0.5mm-0.7mm，其宽度为0.8mm-1.2mm。
6.制造如权利要求1所述的气密封光连接器的方法，其特征在于，包括以下步骤：1）将带有金属套管的光接触件插入到金属壳体的安装孔中并定位；2）在安装孔的一端处通过激光焊将金属套管与金属壳体焊接在一起，二者的焊接位置处形成一条连续的、围绕金属套管的密封焊线，确保密封焊线将所述金属套管与安装孔孔壁之间的间隙隔断或者封堵在金属套管与安装孔孔壁之间的间隙一端处。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤2）中，在金属壳体与金属套管之间形成密封焊线之前，首先在安装孔的两端处分别将金属壳体与金属套管点焊在一起。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述金属套管上具有沿径向向外凸起的环形焊台，金属壳体的安装孔具有与所述焊台对应的焊孔段，所述环形焊台插装在对应的焊孔段中，密封焊线位于金属套管的环形焊台与金属壳体之间。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述金属套管上具有一个由大径段和小径段构成的阶梯段，所述环形焊台由该阶梯段的大径段构成。
10.根据权利要求6-9任一项权利要求所述的方法，其特征在于，密封焊线的焊接深度为0.5mm-0.7mm，其宽度为0.8mm-1.2mm。
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