射频电缆接头激光焊接技术研究

张巍 白鹤立 李婧祎

摘  要：在大多数通信系统中，射频电缆接头被广泛地使用，而同轴电缆作为通信系统中的重要基础材料，它的通过外导体实现屏蔽的作用，采用焊接带有薄带卷管组成其结构，为了从质量上提高焊接工艺，所以对其进行了研究。该文设计了一种基于脉冲激光焊接射频电缆接头的系统，实现了对射频电缆接头的可视化界面全程自动控制同轴电缆与射频电缆接头的焊接，焊接时间小于20s，成型率大于95%。

关键词：射频电缆接头  可视化  激光焊接

中图分类号：TG44    文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2020）06（a）-0053-02

由于目前传统的焊接方式存在影响范围大，容易变形和焊缝较大的问题，而激光焊接可以从根本上解决这些问题，所以其成为一种新兴的焊接工艺。脉冲激光焊接一般用于点焊和中小功率的焊接，焊接厚度一般不大于1mm。智能化射频电缆接头激光焊接系统需要实现射频电缆接头与同轴电缆的焊接功能，其主要原理是：激光作用在焊锡线时，激光作用目标后产生的热量采用热传导的方式使焊锡线内热量进行积累和传导，此时，激光的能量密度/功率密度、脉冲宽度、频率等激光参数会对焊锡熔化时间和状态进行影响，当短时间内激光使焊锡线在工件结合部位产生融化并结合的时候，激光焊接过程就完成了。

1  激光焊接理论研究

当激光作用焊锡线的时候，焊锡线吸收到激光的能量后，将此能量转化为了热能并存储，从而使得焊锡线表面和内部产生温升现象，而不同的激光参数会对温升有不同的影响，此状态下焊锡线自身的温度场分布和温升的速度会有很大变化，所以激发参数的影响在理论研究中是非常重要的影响因素，通过研究激光参数的变化可以得到不同温度分布和温升速度的变化规律，从而对于分析激光焊接的结果，有重要的指导作用。

当激光为1ms脉宽条件时，g（t）的表达式为：

当目标温度超过熔点时，发生熔融相变，热传导方程如下：

对中心插头固定结构以及焊接固定结构进行了热学仿真，其结构图、温度分布图、等温线分布图如图1所示。

2  激光焊接实验

系统实验过程中采用的激光器为Nd：YAG激光器激光器，在激光器出口处放置焦距为300mm的聚焦凸透镜，通过自动二维平移台作为目标控制台，采用点温仪对激光作用过程中焊锡丝的温度变化进行测量，其中激光器的参数为：能量1～2J、脉宽1ms和频率10Hz等。通过实验，采用50J/cm2的能量密度时，焊接效果最好，采用金象显微镜对焊接效果进行观测如图2（a）所示，图2（b）为焊接后效果图。

3  结语

经过多次试验实验，该系统实现了对射频电缆接头的可视化界面全程自动控制同轴电缆与射频电缆接头的焊接，且焊接时间小于20s，成型率大于95%。

参考文献

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