CN114871553A - 光纤组件预加工工装及光纤组件预加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光纤组件预加工工装及光纤组件预加工方法。光纤组件预加工工装，包括：工装主体(1)，所述工装主体(1)沿第一方向依次开设有第一放置槽(11)以及第二放置槽(12)，所述第一放置槽(11)与所述第二放置槽(12)共轴；所述工装主体(1)内还设有与所述第一放置槽(11)连通的第一真空腔(13)、与所述第二放置槽(12)连通的第二真空腔(14)，所述第一真空腔(13)用于与真空泵连通，所述第二真空腔(14)用于与真空泵连通。本发明通过设置共轴的第一放置槽和第二放置槽，分别放置金属管和光纤，从而在焊接过程中，能够稳定地控制光纤与金属管位置，满足光纤与金属管同心的要求。
Description
技术领域
本发明涉及光纤组件相关技术领域，特别是一种光纤组件预加工工装及光纤组件预加工方法。
背景技术
半导体激光器激光耦合焊接工艺中需要光纤组件，则需要对光纤进行预加工。如图1所示，光纤预加工需要将光纤1’插入金属管2’,将光纤1’与金属管2’焊接后套上黄色松套管3’，其中光纤1’可以为镀金光纤，金属管2’可以为镀金镍管。光纤加工中光纤1’与金属管2’的焊接是关键步骤，其决定了光纤后期使用过程的可靠性。
在光纤1’与金属管2’焊接过程，需要控制温度：温度过低，焊料融化不完全，导致焊接处出现空洞，影响可靠性；温度过高会导致焊料氧化，影响耦合焊接使用。
为了保证光纤的可靠性，在焊接过程需要控制光纤1’与金属管2’位置，使两者同心。
然而，现有技术中缺乏在焊接过程保证光纤1’与金属管2’位置同心的设备，导致光纤的良品率不高。
发明内容
基于此，有必要针对现有技术中缺乏在焊接过程保证光纤’与金属管位置同心的设备，导致光纤的良品率不高的技术问题，提供一种光纤组件预加工工装及光纤组件预加工方法。
本发明提供一种光纤组件预加工工装，包括：工装主体，所述工装主体沿第一方向依次开设有第一放置槽以及第二放置槽，所述第一放置槽与所述第二放置槽共轴；
所述工装主体内还设有与所述第一放置槽连通的第一真空腔、与所述第二放置槽连通的第二真空腔，所述第一真空腔用于与真空泵连通，所述第二真空腔用于与真空泵连通。
进一步地，所述第一放置槽的槽壁设有一个或多个第一真空吸附孔，所述第二放置槽的槽壁设有一个或多个第二真空吸附孔。
更进一步地，所述第一真空吸附孔的直径小于等于所述第一放置槽的直径，所述第二真空吸附孔的直径小于等于所述第二放置槽的直径。
进一步地，所述第一放置槽与所述第二放置槽之间具有预设缺口。
进一步地，所述工装主体设有与所述第一真空腔连通的第一真空泵连接孔以及与所述第二真空腔连通的第二真空泵连接孔，所述第一真空腔通过所述第一真空泵连接孔与真空泵连通，所述第二真空腔通过所述第二真空泵连接孔与真空泵连通。
进一步地，所述工装主体设有与所述第一真空腔连通的第一泄气孔以及与所述第二真空腔连通的第二泄气孔。
进一步地，所述工装主体上设有与所述第一真空腔可拆卸连接的第一真空腔盖以及与所述第二真空腔可拆卸连接的第二真空腔盖。
本发明提供一种光纤组件预加工方法，采用如前所述的光纤组件预加工工装，所述方法包括：
在所述光纤组件预加工工装上加装加热装置，将所述第一真空腔与真空泵连通，将所述第二真空腔与真空泵连通；
开启真空泵，将金属管放置并吸附在所述第一放置槽，将光纤放置并吸附在所述第二放置槽；
将所述光纤向所述金属管方向推动并插入所述金属管至预设位置；
在所述光纤露出所述金属管的部分与所述金属管的交界处放置与所述金属管接触的焊料；
启动加热装置对所述焊料加热，将所述光纤与所述金属管焊接。
进一步地，所述加热装置为电磁加热线圈，所述将金属管放置并吸附在所述第一放置槽，具体包括：
将金属管放置并吸附在所述第一放置槽，并部分放置在所述电磁加热线圈内。
进一步地，所述焊料为环形焊片，所述环形焊片套在所述交界处。
本发明通过设置共轴的第一放置槽和第二放置槽，分别放置金属管和光纤，从而在焊接过程中，能够稳定地控制光纤与金属管位置，满足光纤与金属管同心的要求。
附图说明
图1为现有技术的光纤组件预加工示意图；
图2为本发明一实施例一种光纤组件预加工工装的结构示意图；
图3为本发明一实施例一种光纤组件预加工工装加上真空腔盖的结构示意图；
图4为本发明一实施例一种光纤组件预加工工装的侧视图；
图5为本发明一实施例一种光纤组件预加工工装的后视图；
图6为本发明一实施例一种光纤组件预加工工装的局部放大图；
图7为本发明一实施例一种光纤组件预加工工装放置金属管及光纤的局部放大图；
图8为本发明一实施例一种光纤组件预加工方法工作流程图；
图9为本发明一实施例一种光纤组件预加工方法示意图；
图10为本发明一实施例一种光纤组件预加工方法立体示意图。
标记说明
1’-光纤；2’-金属管；3’-黄色松套管；1-工装主体；11-第一放置槽；111-第一真空吸附孔；12-第二放置槽；121-第二真空吸附孔；13-第一真空腔；131-第一真空泵连接孔；132-第一泄气孔；133-第一真空腔盖；14-第二真空腔；141-第二真空泵连接孔；142-第二泄气孔；143-第二真空腔盖；15-缺口；16-固定底座；2-金属管；31-交界处；3-光纤；4-加热装置。
具体实施方式
下面结合附图来进一步说明本发明的具体实施方式。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
如图2所示，本发明一实施例一种光纤组件预加工工装的结构体示意图，包括：工装主体1，所述工装主体1沿第一方向依次开设有第一放置槽11以及第二放置槽12，所述第一放置槽11与所述第二放置槽12共轴；
所述工装主体1内还设有与所述第一放置槽11连通的第一真空腔13、与所述第二放置槽12连通的第二真空腔14，所述第一真空腔13用于与真空泵连通，所述第二真空腔14用于与真空泵连通。
具体来说，工装主体1优选为立方体，底部可以设置固定底座16。所述工装主体1沿第一方向依次开设有第一放置槽11以及第二放置槽12。
优选地，所述第一方向为上下方向，在工装主体1的前面沿上下方向依次开设有第一放置槽11以及第二放置槽12。优选地，第一放置槽11位于第二放置槽12上方。
第一放置槽11与第一真空腔13连通，第二放置槽12与第二真空腔14连通。第一真空腔13用于与真空泵连通，第二真空腔14用于与真空泵连通。其中，图2中为了方便说明，示出了第一真空腔13和第二真空腔14。实际使用中，如图3所示，在第一真空腔13和第二真空腔14外可以加装第一真空腔盖133和第二真空腔盖143进行封闭。或者将工装主体1中，露出第一真空腔13和第二真空腔14的整体封闭。
在其中一个实施例中，第一真空腔13与第一真空泵连通，第二真空腔14与第二真空泵连通；或者
第一真空腔13、第二真空腔14分别与同一真空泵连通。
真空泵对第一真空腔13和第二真空腔14抽真空，从而对放置在第一放置槽11内的第一放置物以及放置在第二放置槽12内的第二放置物产生吸附力。第一放置槽11与第二放置槽12共轴，即第一放置槽11与第二放置槽具有相同的轴线，第一放置槽11与第二放置槽的轴心沿所述工装主体1的延伸方向重合(同心)，从而保证第一放置物放置在第一放置槽11后与放置在第二放置槽12的第二放置物能保持同心。
优选地，第一放置槽11与第二放置槽12为弧形槽，第一放置槽11的直径根据所放置的第一放置物的外径设置，第一放置物放置在第一放置槽11上时，第一放置物的外壁紧贴第一放置槽11的内壁，第二放置槽12的直径根据所放置的第二放置物的外径设置，第二放置物放置在第二放置槽12上时，第二放置物的外壁紧贴第二放置槽12的内壁。优选地，第一放置物为金属管2，第二放置物为光纤3。
如图7所示，在光纤组件预加工时，金属管2，优选为镀金镍管，放置在第一放置槽11内，并打开真空泵，通过第一真空腔13吸附在第一放置槽11。光纤3，放置在第二放置槽12内，并打开真空泵，通过第二真空腔14吸附在第二放置槽12。由于第一放置槽11的轴线与第二放置槽12共轴，因此金属管2与光纤3放置在第一放置槽11和第二放置槽12后也共轴同心，保证焊接效果。
本发明通过设置共轴的第一放置槽和第二放置槽，分别放置金属管和光纤，从而在焊接过程中，能够稳定地控制光纤与金属管位置，满足光纤与金属管同心的要求。
如图2至图6所示，本发明另一实施例一种光纤组件预加工工装，包括：工装主体1，所述工装主体1沿第一方向依次开设有第一放置槽11以及第二放置槽12，所述第一放置槽11与所述第二放置槽12共轴；
所述工装主体1内还设有与所述第一放置槽11连通的第一真空腔13、与所述第二放置槽12连通的第二真空腔14，所述第一真空腔13用于与真空泵连通，所述第二真空腔14用于与真空泵连通；
所述第一放置槽11的槽壁设有一个或多个第一真空吸附孔111，所述第二放置槽12的槽壁设有一个或多个第二真空吸附孔121，所述第一真空吸附孔111的直径小于等于所述第一放置槽11的直径，所述第二真空吸附孔121的直径小于等于所述第二放置槽12的直径，所述第一放置槽11与所述第二放置槽12之间具有预设缺口15；
所述工装主体1设有与所述第一真空腔13连通的第一真空泵连接孔131以及与所述第二真空腔14连通的第二真空泵连接孔141，所述第一真空腔13通过所述第一真空泵连接孔131与真空泵连通，所述第二真空腔14通过所述第二真空泵连接孔141与真空泵连通；
所述工装主体1设有与所述第一真空腔13连通的第一泄气孔132以及与所述第二真空腔14连通的第二泄气孔142；
所述工装主体1上设有与所述第一真空腔13可拆卸连接的第一真空腔盖133以及与所述第二真空腔14可拆卸连接的第二真空腔盖143。
具体来说，工装主体1优选为立方体，底部可以设置固定底座16。所述工装主体1沿第一方向依次开设有第一放置槽11以及第二放置槽12。
优选地，所述第一方向为上下方向，在工装主体1的前面沿上下方向依次开设有第一放置槽11以及第二放置槽12。优选地，第一放置槽11位于第二放置槽12上方。
第一放置槽11与第一真空腔13连通，第二放置槽12与第二真空腔14连通。第一真空腔13用于与真空泵连通，第二真空腔14用于与真空泵连通。如图3所示，在第一真空腔13和第二真空腔14外加装第一真空腔盖133和第二真空腔盖143进行封闭。
工装主体1选用聚醚醚酮(Peek)材料。聚醚醚酮为耐高温、易加工、高机械强度的特种工程塑料。
工装采用真空吸附，设计第一真空腔13和第二真空腔14，分别对第一放置槽11和第二放置槽12内的放置物施加吸附力。优选地，第一放置槽11吸附金属管2，第二放置槽12吸附光纤3。
优选地，如图5所示，在工装主体1背面设计第一真空泵连接孔131和第二真空泵连接孔141，同时，在第一真空腔13背面设置连通第一真空腔13的第一泄气孔132，在第二真空腔14背面设置连通第二真空腔14的第二泄气孔142，防止吸力过大导致光纤移动过程损伤光纤。泄气孔直径范围为：0.5mm-1mm。
在其中一个实施例中，第一真空腔13与第一真空泵连通，第二真空腔14与第二真空泵连通；或者
第一真空腔13、第二真空腔14分别与同一真空泵连通。
真空泵对第一真空腔13和第二真空腔14抽真空，从而对放置在第一放置槽11内的第一放置物以及放置在第二放置槽12内的第二放置物产生吸附力。第一放置槽11与第二放置槽12共轴，即第一放置槽11与第二放置槽具有相同的轴线，第一放置槽11与第二放置槽12的轴心沿所述工装主体1的延伸方向重合(同心)，从而保证第一放置物放置在第一放置槽11后与放置在第二放置槽12的第二放置物能保持同心。
优选地，第一放置槽11与第二放置槽12为弧形槽，第一放置槽11的直径根据所放置的第一放置物的外径设置，第一放置物放置在第一放置槽11上时，第一放置物的外壁紧贴第一放置槽11的内壁，第二放置槽12的直径根据所放置的第二放置物的外径设置，第二放置物放置在第二放置槽12上时，第二放置物的外壁紧贴第二放置槽12的内壁。优选地，第一放置物为金属管2，第二放置物为光纤3。
如图7所示，在光纤组件预加工时，金属管2，优选为镀金镍管，放置在第一放置槽11内，并打开真空泵，通过第一真空腔13吸附在第一放置槽11。光纤3，放置在第二放置槽12内，并打开真空泵，通过第二真空腔14吸附在第二放置槽12。由于第一放置槽11的轴线与第二放置槽12共轴，因此金属管2与光纤3放置在第一放置槽11和第二放置槽12后也共轴同心，保证焊接效果。
如图4所示，第一放置槽11与第二放置槽12之间具有预设缺口15，从而便于调整第一放置物与第二放置物之间的距离，适应不同的第一放置物的长度。
如图6所示，在第一放置槽11内设计第一真空吸附孔111，在第二放置槽12内设计第二真空吸附孔121。其中，第一真空吸附孔111直径小于等于第一放置槽11的直径，保证第一放置物，例如金属管2能完整吸附。第二真空吸附孔121的直径小于等于第二放置槽12的直径，保证第二放置物，例如光纤3能完整吸附。
本发明实施例通过设置共轴的第一放置槽和第二放置槽，分别放置金属管和光纤，从而在焊接过程中，能够稳定地控制光纤与金属管位置，满足光纤与金属管同心的要求。通过设置真空腔盖以封闭真空腔。同时通过真空腔盖以封闭真空腔。通过设置缺口，以适应不同的第一放置物的长度，例如适应不同的金属管的长度。最后，通过设置吸附孔实现对放置物的完整吸附。
如图8所示为本发明一种光纤组件预加工方法的工作流程图，采用如前所述的光纤组件预加工工装，所述方法包括：
步骤S801，在所述光纤组件预加工工装上加装加热装置4，将所述第一真空腔13与真空泵连通，将所述第二真空腔14与真空泵连通；
步骤S802，开启真空泵，将金属管2放置并吸附在所述第一放置槽11，将光纤3放置并吸附在所述第二放置槽12；
步骤S803，将所述光纤3向所述金属管2方向推动并插入所述金属管2至预设位置；
步骤S804，在所述光纤3露出所述金属管2的部分与所述金属管2的交界处31放置与所述金属管2接触的焊料；
步骤S805，启动加热装置4对所述焊料加热，将所述光纤3与所述金属管2焊接。
本发明实施例通过设置共轴的第一放置槽和第二放置槽，分别放置金属管和光纤，从而在焊接过程中，能够稳定地控制光纤与金属管位置，满足光纤与金属管同心的要求。
加热装置通过对焊料加热，使得焊料融合，将所述光纤3与所述金属管2焊接。
在一个实施例中，加热装置为电阻加热装置。加热装置采用电阻加热装置时，可以接触焊料，对焊料进行加热。也可以通过金属管2导电，对焊料进行加热。
在其中一个实施例中，所述加热装置4为电磁加热线圈，所述将金属管2放置并吸附在所述第一放置槽11，具体包括：
将金属管2放置并吸附在所述第一放置槽11，并部分放置在所述电磁加热线圈内。
本实施例采用电磁加热线圈对焊料进行加热。电磁加热线圈具有寿命长(线圈本身不产生热量)、安全可靠(线圈表面温度低，不会对人体造成伤害)、高效节能(采用内热加热方式，热效率达90％以上，比电阻圈加热节电30％-70％)，准确控温(线圈本身不发热，热阻滞小，热惯性低，温度控制实时准确)，绝缘性好(无漏电风险)，焊接过程不碰触金属管与光纤，不会对焊接造成损害等优点。电磁加热线圈直接对焊料进行加热。
在其中一个实施例中，所述焊料为环形焊片，所述环形焊片套在所述交界处31。
具体来说，如图9和图10所示，首先执行步骤S801，在工装主体1上方加装加热装置4，加热装置4优选为电磁加热线圈，用于加热焊料进行焊接。
然后执行步骤S802，打开与第一真空腔13连通的第一真空泵开关，将金属管2，例如镀金镍管，放在第一放置槽11内。
优选地，加热装置4为电磁加热线圈，使金属管2上部分处于加热线圈内。
打开与第二真空腔14连通的第二真空泵开关，将光纤3放置在第二放置槽12内。
在其中一个实施例中，第一真空腔13与第二真空腔14分别连接同一真空泵。所述步骤S802，打开真空泵开关，依次将金属管2以及光纤3分别放置于第一放置槽11和第二放置槽12内。
然后执行步骤S803，将光纤3向上推，直至合适位置。由于设计使金属管2与光纤3处于同心位置，因此，光纤3可直接推入金属管2。
然后执行步骤S804，将焊料放在光纤3与金属管2连接处。
优选地，焊料为环形焊片，将环形焊片放在光纤3露出金属管2的部分与金属管2的交界处31。
最后执行步骤S805，通过加热装置4对焊料加热，使焊料融化，将光纤3与金属管2焊接。
优选地，加热装置4为电磁加热线圈，金属管2为镀金镍管，焊料为环形焊片。电磁加热线圈通电，线圈加热焊片使其融化，将光纤3与镀金镍管焊接。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种光纤组件预加工工装，其特征在于，包括：工装主体(1)，所述工装主体(1)沿第一方向依次开设有第一放置槽(11)以及第二放置槽(12)，所述第一放置槽(11)与所述第二放置槽(12)共轴；
所述工装主体(1)内还设有与所述第一放置槽(11)连通的第一真空腔(13)、与所述第二放置槽(12)连通的第二真空腔(14)，所述第一真空腔(13)用于与真空泵连通，所述第二真空腔(14)用于与真空泵连通。
2.根据权利要求1所述的光纤组件预加工工装，其特征在于，所述第一放置槽(11)的槽壁设有一个或多个第一真空吸附孔(111)，所述第二放置槽(12)的槽壁设有一个或多个第二真空吸附孔(121)。
3.根据权利要求2所述的光纤组件预加工工装，其特征在于，所述第一真空吸附孔(111)的直径小于等于所述第一放置槽(11)的直径，所述第二真空吸附孔(121)的直径小于等于所述第二放置槽(12)的直径。
4.根据权利要求1所述的光纤组件预加工工装，其特征在于，所述第一放置槽(11)与所述第二放置槽(12)之间具有预设缺口(15)。
5.根据权利要求1所述的光纤组件预加工工装，其特征在于，所述工装主体(1)设有与所述第一真空腔(13)连通的第一真空泵连接孔(131)以及与所述第二真空腔(14)连通的第二真空泵连接孔(141)，所述第一真空腔(13)通过所述第一真空泵连接孔(131)与真空泵连通，所述第二真空腔(14)通过所述第二真空泵连接孔(141)与真空泵连通。
6.根据权利要求1所述的光纤组件预加工工装，其特征在于，所述工装主体(1)设有与所述第一真空腔(13)连通的第一泄气孔(132)以及与所述第二真空腔(14)连通的第二泄气孔(142)。
7.根据权利要求1所述的光纤组件预加工工装，其特征在于，所述工装主体(1)上设有与所述第一真空腔(13)可拆卸连接的第一真空腔盖(133)以及与所述第二真空腔(14)可拆卸连接的第二真空腔盖(143)。
8.一种光纤组件预加工方法，采用如权利要求1至7任一项所述的光纤组件预加工工装，其特征在于，所述方法包括：
在所述光纤组件预加工工装上加装加热装置(4)，将所述第一真空腔(13)与真空泵连通，将所述第二真空腔(14)与真空泵连通；
开启真空泵，将金属管(2)放置并吸附在所述第一放置槽(11)，将光纤(3)放置并吸附在所述第二放置槽(12)；
将所述光纤(3)向所述金属管(2)方向推动并插入所述金属管(2)至预设位置；
在所述光纤(3)露出所述金属管(2)的部分与所述金属管(2)的交界处(31)放置与所述金属管(2)接触的焊料；
启动加热装置(4)对所述焊料加热，将所述光纤(3)与所述金属管(2)焊接。
9.根据权利要求8所述的光纤组件预加工方法，其特征在于，所述加热装置(4)为电磁加热线圈，所述将金属管(2)放置并吸附在所述第一放置槽(11)，具体包括：
将金属管(2)放置并吸附在所述第一放置槽(11)，并部分放置在所述电磁加热线圈内。
10.根据权利要求8所述的光纤组件预加工方法，其特征在于，所述焊料为环形焊片，所述环形焊片套在所述交界处(31)。
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