CN115488463A - 一种液态金属喷流焊接设备 - Google Patents

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
    • B23K1/0056—Soldering by means of radiant energy soldering by means of beams, e.g. lasers, E.B.
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/08—Auxiliary devices therefor

Abstract

本发明涉及制造装备技术领域，具体涉及一种液态金属喷流焊接设备，其包括壳体和位于壳体内的分散容器，分散容器内部有容积腔，分散容器的一个表面设有至少一条渐开线形的毛细槽。在分散容器的边缘有发射通道，其与毛细槽的出口连接。紧挨着分散容器有一个焊料驱动装置，其包括至少一个驱动臂，驱动臂末端固定有至少两个电磁体，驱动臂可在第二驱动机构带动下高速旋转，转动到毛细槽的出口位置时，毛细槽的尾端内的金属液滴在安培力的作用下沿发射通道被发射出去。本发明可根据喷焊场景需要，精准控制液态焊料喷射的频率和喷射量，可以保证液体金属焊料的稳定、持续、高频的喷射，有效提高焊点的焊接质量。

Description

一种液态金属喷流焊接设备
技术领域
本发明属于制造装备技术领域，涉及一种液态金属喷流焊接设备。
背景技术
现有激光焊接工艺如锡球喷焊，虽然与传统的焊接方式相比，更适用于精细焊接，或较小空间焊接，同时具有热效应好，不容易对电子元器件产生二次热冲击的优点。但是由于锡球喷焊是利用惰性气体为熔化的锡球提供动力，其与焊点的距离不能太大，否则会对焊接效果造成不良影响。锡球喷焊过程利用保护气体作为动力，气体喷出时对焊点落点位置产生一定影响，采用锡球喷焊技术无法实现同一焊点并保证同一垂直度的堆焊。同时受锡球喷焊本身限制无法进行高频率焊接，其应用受到限制。而且喷焊受锡球直径影响，无法适应更小尺度场景的焊接。文献1(CN 114260571 A)使用超声波为喷焊过程提供动力，可以部分解决所述问题，但超声波对液态金属产生的动力并不是一个可以稳定、精确量化的数值，而且，直接作用在金属液中的超声波会在液态金属容器内产生空泡效应，一方面会造成容器的腐蚀或损坏，更重要的是会导致流向喷射孔的液态金属的量不稳定。
发明内容
为解决现有技术问题，本发明提供一种液态金属喷流焊接设备。
本发明采用的技术方案为：
一种液态金属喷流焊接设备，其包括壳体和位于壳体内的分散容器，所述壳体下方设有焊料出口。
所述分散容器为扁圆柱状，其与一个第一驱动机构连接；所述分散容器的圆周外侧设有一个感应加热圈；所述分散容器的内部具有一个容积腔；
在所述分散容器的一个侧表面至少设有一条渐开线形的毛细槽，所述毛细槽的起点偏置于所述分散容器的圆心，所述毛细槽的一端与容积腔连通，另一端延伸至所述分散容器的边缘；在分散容器的边缘固定有一个发射通道，其沿毛细槽的切线方向设置并与毛细槽的出口连接；所述发射通道与所述壳体下方的焊料出口方向一致。
所述容积腔内的金属焊料微粒在所述感应加热圈的加热下被熔化为液态，所述容积腔内的液态金属在所述第一驱动机构的致动下被分散到所述毛细槽内。
所述毛细槽与一个供电部电连接，使得毛细槽内的液态金属带电。
紧挨着所述分散容器还设置有一个焊料驱动装置，所述焊料驱动装置包括一个中轴和至少一个驱动臂，所述中轴与一个第二驱动机构传动连接，所述驱动臂可被第二驱动机构带动进行高速旋转；所述驱动臂的靠近所述分散容器的表面与所述分散容器不接触，二者之间存在气隙。
所述驱动臂的末端固定有至少两个电磁体，当所述电磁体随所述驱动臂转动到所述毛细槽的出口位置时，所述毛细槽的尾端内的部分金属液滴在安培力的作用下沿所述发射通道被发射出去。
所述电磁体在驱动臂上紧挨着布置，所述电磁体与所述供电部电连接，且其可以被一个控制器控制通电状态，所述驱动臂末端磁场的强度和范围因此得以调节和控制，从而控制被发射出去的金属液滴的量。
进一步地，所述焊料驱动装置包括两个驱动臂，每个驱动臂的末端固定有两个电磁体，且两个驱动臂上的电磁体的径向布置位置相对于中轴是相同的。
进一步地，所述分散容器的另一个侧表面上设有一个可开闭的进料口，所述容积腔用于放置从所述进料口加进来的金属焊料颗粒或微粒。
进一步地，在所述壳体的下方，焊料喷射路径的两侧设置有惰性气体保护装置，所述惰性气体保护装置可喷出惰性气体，对金属焊料进行隔氧防护。
进一步地，所述第一驱动机构包括但不限于驱动电机，所述容积腔内的液态金属在驱动电机转动时，在离心力的作用下被分散到所述毛细槽内。
进一步地，所述第一驱动机构包括但不限于气压机，所述容积腔内的液态金属在压力气体的推动下被分散到所述毛细槽内。
本发明相比较于现有技术的有益效果是：
1.本发明通过毛细槽和焊料驱动装置，使得液态金属焊料可以高频、稳定地喷射，有效提高了焊点的焊接质量；
2.本发明驱动臂末端磁场的强度和范围可调节和控制，从而可精准控制液态焊料喷射频率，喷射量。
附图说明
图1是本发明的示意图；
图2是分散容器结构示意图；
图3是分散容器结构主体示意图；
图4是图3的半剖示意图；
图5是驱动臂的示意图；
图6是本发明另一实施例的示意图；
图7是另一实施例的驱动臂的示意图。
1-壳体2-焊料出口3-分散容器4-容积腔5-进料口6-毛细槽7-发射通道8-焊料驱动装置9-中轴10-驱动臂11-电磁体12-第一驱动机构13-第二驱动机构14-惰性气体保护装置
具体实施方式
为能进一步了解本发明的特征、技术手段以及所达到的具体目的、功能，下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
请参阅图1-图4所示，一种液态金属喷流焊接设备，其包括壳体1和位于壳体内的分散容器3，所述壳体1下方设有焊料出口2。
所述分散容器3为扁圆柱状，其与一个第一驱动机构12连接；所述分散容器3的圆周外侧设有一个感应加热圈(图中未示出)；所述分散容器3的内部具有一个容积腔4，在所述分散容器3的一个侧表面至少设有一条渐开线形的毛细槽6，所述毛细槽6的起点偏置于所述分散容器3的圆心，所述毛细槽6的一端与容积腔4连通，另一端延伸至所述分散容器3的边缘；在分散容器3的边缘固定有一个发射通道7，其沿毛细槽6的切线方向设置并与毛细槽6的出口连接；所述发射通道7与所述壳体下方的焊料出口2方向一致。所述容积腔4内的金属焊料微粒在所述感应加热圈的加热下被熔化为液态，所述容积腔内的液态金属在所述第一驱动机构12的致动下被分散到所述毛细槽6内。所述毛细槽6与一个供电部(图中未示出)电连接，使得毛细槽6内的液态金属带电。
紧挨着所述分散容器3还设置有一个焊料驱动装置8，所述焊料驱动装置8包括一个中轴9和一个驱动臂10，所述中轴9与一个第二驱动机构13传动连接，所述驱动臂10被第二驱动机构13带动进行高速旋转；所述驱动臂10的靠近所述分散容器的表面与所述分散容器不接触，二者之间存在气隙。所述驱动臂10的末端固定至少有两个电磁体11，当所述电磁体11随所述驱动臂10转动到所述毛细槽6的出口位置时，(毛细槽6内的带电液态金属相当于是一段通电导线，通电导线在磁场中受到安培力的作用)所述毛细槽6的尾端内的部分金属液滴在安培力的作用下沿所述发射通道7被发射出去。所述电磁体11在驱动臂上紧挨着布置，所述电磁体11与所述供电部电连接，且其可以被一个控制器(图中未示出)控制通电状态，所述驱动臂10末端磁场的强度和范围因此得以调节和控制，从而控制被发射出去的金属液滴的量。
所述分散容器3的另一个侧表面上设有一个可开闭的进料口5，所述容积腔4用于放置从所述进料口5加进来的金属焊料颗粒或微粒。
所述第一驱动机构12为伺服驱动电机，所述容积腔4内的液态金属在伺服驱动电机转动时，在离心力的作用下被分散到所述毛细槽6内，该伺服驱动电机只需要间歇性地中低速转动即可，且每次转动保证是整数圈，以确保转动结束时分散容器的发射通道的方向向下。
在本发明的另一个实施例中，所述第一驱动机构12为气压机，所述容积腔4内的液态金属在压力气体的推动下被分散到所述毛细槽6内。
所述壳体1的下方，焊料喷射路径的两侧设置有惰性气体保护装置14，所述惰性气体保护装置14喷出惰性气体，对金属焊料进行隔氧防护。
本发明的工作原理为：容积腔4内的金属焊料微粒在所述感应加热圈的加热下被熔化为液态，液态金属在第一驱动机构12的致动下被分散到毛细槽6内，毛细槽6与一个供电部电连接，使得毛细槽6内的液态金属带电。驱动臂10的末端固定的电磁体11随驱动臂10转动到毛细槽6的出口位置时，毛细槽6的尾端内的部分金属液滴在安培力的作用下沿所述发射通道7被发射出去。电磁体11与供电部电连接，控制器控制电磁体11的通电状态，进而使得驱动臂10末端磁场的强度和范围得以调节和控制，从而可以精确地控制被发射出去的金属液滴的量。
在本发明的另一个实施例中，请参阅图5-图6所示，所述焊料驱动装置8包括两个驱动臂10，驱动臂10的末端固定有两个电磁体11，且两个驱动臂10上的电磁体11的径向布置位置相对于中轴是相同的。当所述电磁体11随所述驱动臂10转动到所述毛细槽的出口位置时，所述毛细槽6的尾端内的部分金属液滴在安培力的作用下沿所述发射通道被发射出去。设置两个甚至多个完全相同的驱动臂，可以在不改变第二驱动机构的转速的情况下，提高液体金属焊料的喷射频率。
以上实施例仅表达了本发明的一种或几种实施方式，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 (5)

1.一种液态金属喷流焊接设备，包括壳体和位于壳体内的分散容器，所述壳体下方设有焊料出口，其特征在于，
所述分散容器为扁圆柱状，其与一个第一驱动机构连接；所述分散容器的圆周外侧设有一个感应加热圈；所述分散容器的内部设有一个容积腔；
在所述分散容器的一个侧表面至少设有一条渐开线形的毛细槽，所述毛细槽的起点偏置于所述分散容器的圆心，所述毛细槽的一端与所述容积腔连通，另一端延伸至所述分散容器的边缘；所述毛细槽与一个供电部电连接；
在所述分散容器的边缘固定有一个发射通道，其沿所述毛细槽的切线方向设置并与所述毛细槽的出口连接，所述发射通道与所述壳体下方的焊料出口方向一致；
所述容积腔内的金属焊料微粒在所述感应加热圈的加热下被熔化，所述容积腔内的液态金属在所述第一驱动机构的致动下分散到所述毛细槽内；
紧挨着所述分散容器还设置有一个焊料驱动装置，所述焊料驱动装置包括一个中轴和至少一个驱动臂，所述中轴与一个第二驱动机构传动连接，所述驱动臂可被所述第二驱动机构带动进行高速旋转；所述驱动臂的靠近所述分散容器的表面与所述分散容器不接触，二者之间存在气隙；
所述驱动臂的末端固定有至少两个电磁体；所述电磁体在驱动臂上紧挨着布置，所述电磁体与所述供电部电连接，且其可以被一个控制器控制通电状态。
2.根据权利要求1所述的一种液态金属喷流焊接设备，其特征在于，所述分散容器的另一个侧表面上设有一个可开闭的进料口，所述容积腔用于放置从所述进料口加进来的金属焊料颗粒或微粒。
3.根据权利要求2所述的一种液态金属喷流焊接设备，其特征在于，在所述壳体的下方，焊料喷射路径的两侧设置有惰性气体保护装置。
4.根据权利要求1-3所述的一种液态金属喷流焊接设备，其特征在于，所述第一驱动机构包括但不限于驱动电机，所述容积腔内的液态金属在驱动电机转动时，在离心力的作用下被分散到所述毛细槽内。
5.根据权利要求1-3所述的一种液态金属喷流焊接设备，其特征在于，所述第一驱动机构包括但不限于气压机，所述容积腔内的液态金属在压力气体的推动下被分散到所述毛细槽内。
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