用于进行超声波辅助钎料铺展的工装制造技术

本发明专利技术涉及使用超声波辅助钎料的铺展，特别涉及用于进行超声波辅助钎料铺展的工装。用于进行超声波辅助钎料铺展的工装包括：工装主体；滚动导向组件，滚动导向组件设置在工装主体上，包括滚动体定位架和滚动体；滚动体定位架，其上设有定位孔；滚动体，设置在所述定位孔内，定位孔用于使滚动体在水平方向上间隔分布并具有水平转动轴线；各滚动体围成母材容纳空间，母材容纳空间供母材置入，用于对母材沿水平方向进行限位；滚动体朝向母材容纳空间的一侧凸出滚动体保持架，用于与母材的竖直侧面沿竖直方向滚动配合，使得母材沿竖直方向导向设置在工装主体上。上述方案解决了现有技术中试样或待焊接工件采用超声波辅助钎料铺展时容易偏移的问题。

Tooling for ultrasonic assisted solder spreading

【技术实现步骤摘要】
用于进行超声波辅助钎料铺展的工装
本专利技术涉及使用超声波辅助钎料的铺展，特别涉及用于进行超声波辅助钎料铺展的工装。
技术介绍
钎料与母材之间良好的润湿是获得高质量钎焊接头的基础。润湿是铺展的前提，只有钎料润湿母材，才能在母材上铺展并形成良好的钎焊接头。因此，需要精准解析钎料铺展过程以探究钎料润湿机理，从而达到提高钎料润湿性的目的。钎料润湿性检测的实质是测定钎料与母材的润湿角，主要借助于润湿角测定仪、润湿平衡法、润湿铺展试验、浸渍法等方法手段。采用润湿角测定仪可直接实时评定钎料润湿性，但其价格昂贵，对于高温环境下的评定价格问题更加突出。润湿平衡法、润湿铺展试验、浸渍法等评定方法均采用的是间接测量手段，具有简便可行等优点，尤其是其中的润湿铺展试验已成为应用最多的润湿性检测方法，即通过对钎料在母材上铺展面积的测定及润湿角的测算来评价润湿性。由于润湿角的测量存在观测误差和检测的非实时性，该方法难以有效解析钎料铺展过程并探究钎料润湿机理，该评定方法的精准性有待进一步评估、改善。为此，有研究者借助于高速摄像机实时拍摄钎料铺展过程的形态演变，来解析钎料的熔化铺展过程。如申请号为201120244920.9、公开号为CN202188999U的中国专利公开的一种预成型焊片润湿性观测装置，主要是利用位于加热台正上方的摄像头对预成型焊片熔化铺展过程中的铺展面积进行观测；再如申请号为201110166150.6、公开号为CN102353620B的中国专利公开的一种测定高温润湿性装置及方法，主要是利用位于加热台同一水平面上前后与左右方向的高速摄像机对焊料熔化铺展过程中的润湿角进行检测。为了多方位、全面、精准地解析钎料润湿铺展过程的润湿状况，也有研究者采用多视角（两个角度）高速摄像同步拍摄钎料的熔化润湿过程，如申请号为201721119738.5、公开号为CN207300799U的中国专利公开的一种实时同步监测钎料熔化过程中三相线移动和动态润湿角的设备，主要是利用位于加热台正上方及与加热台在同一水面上的高速摄像机同时拍摄钎料的熔化过程，以实时同步观测钎料熔化过程中铺展面积和润湿角的变化，来解析钎料润湿过程。以上设备均是针对传统钎焊的钎料润湿而言，但对于一些难润湿的异质材料及需要更高可靠性的钎焊接头，往往是通过超声波辅助钎焊进行焊接。超声波辅助钎焊是依靠超声波在钎料内部产生的空化效应坏母材表面的氧化膜，促进液态钎料与母材的润湿及其界面的物质传输，从而可在大气环境下不使用钎剂实现对难润湿材料的良好焊接，在破除母材表面氧化膜及解决特殊材料润湿性方面具有优势。超声波辅助下钎料的铺展润湿，是借助于超声波的高频率使钎料瞬间铺展，解析超声波辅助下钎料铺展过程并探究钎料润湿机理以提高钎料的润湿性，对难润湿的异质材料及获得高可靠性的钎焊接头具有重要意义。虽然能够利用高速摄像机拍摄超声波辅助下钎料在的动态铺展过程、研究超声波辅助下液态钎料的铺展规律，但在引入外能超声辅助润湿时，超声波高频振动会引发试样发生偏移，进而会影响高速摄像机拍摄信息的精度，这就影响到观测信息测试的准确性和可靠性。同样，在采用超声波辅助钎料铺展进行实际焊接时，待焊接工件同样可能在超声波的高频振动下发生偏移，进而影响焊接质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种用于进行超声波辅助钎料铺展的工装，解决现有技术中试样或待焊接工件采用超声波辅助钎料铺展时容易偏移的问题。本专利技术中用于进行超声波辅助钎料铺展的工装采用如下技术方案：用于进行超声波辅助钎料铺展的工装，包括：工装主体；滚动导向组件，所述滚动导向组件设置在工装主体上，包括滚动体定位架和滚动体；滚动体定位架，其上设有定位孔；滚动体，设置在所述定位孔内，定位孔用于使滚动体在水平方向上间隔分布并具有水平转动轴线；各滚动体围成母材容纳空间，母材容纳空间供母材置入，用于对母材沿水平方向进行限位；滚动体朝向母材容纳空间的一侧凸出滚动体保持架，用于与母材的竖直侧面沿竖直方向滚动配合，使得母材沿竖直方向导向设置在工装主体上。有益效果：采用上述技术方案，设置在定位孔内的滚动体能够绕自身的水平转动轴线转动并围成母材容纳空间，作为试样或作为待焊接工件的母材置入母材容纳空间后，滚动体凸出滚动体保持架的一侧能够与母材的竖直侧面沿竖直方向滚动配合，实现母材在水平面内各方向的限位，避免由于超声波振动导致母材产生位移，同时滚动体与母材滚动配合，摩擦力小，能够避免由于对母材在水平方向上进行限位而影响母材竖直方向的振动，从而能够保证超声波有效作用在母材上，与现有技术相比，母材能够在垂直于超声波振动方向的平面内被良好限位，从而解决了试样或待焊接工件采用超声波辅助钎料铺展时容易偏移的问题，有利于使试样被精确观测或提高待焊接工件的焊接定位精度，保证试验准确性或工件精度。作为一种优选的技术方案，所述工装主体上设有空腔，所述滚动导向组件设置在空腔内并沿空腔对应部分的内侧壁延伸。有益效果：采用上述技术方案，空腔能够对滚动导向组件进行防护，避免滚动导向组件受到碰撞而受损或变形。作为一种优选的技术方案，所述滚动体定位架固定在工装主体上。有益效果：采用上述技术方案，取卸母材时不会影响到滚动导向组件的位置，操作方便。作为一种优选的技术方案，所述滚动体在与空腔的内侧壁垂直的方向上定位设置在滚动体定位架内；滚动体背向母材容纳空间的一侧与所述空腔的内侧壁之间具有避让间隔。有益效果：采用上述技术方案，能够避免滚动体与空腔的内侧壁产生摩擦，更好地保证母材在超声波振动方向上自由动作，同时，避让间隔能够为滚动体保持架提供变形空间，有利于减小由于制造精度、装配精度导致母材与滚动体之间产生较大的相互挤压力，更好地保证母材在超声波振动方向上自由动作。作为一种优选的技术方案，所述定位孔竖直方向两侧的侧壁沿着与空腔的内侧壁垂直的方向延伸，使得滚动体在与空腔的内侧壁垂直的方向上活动设置在滚动体定位架内；所述滚动体与空腔的内侧壁沿竖直方向导向配合。有益效果：采用上述技术方案，能够依靠空腔的内侧壁对滚动体进行限位，有利于简化保持架的结构，便于制造。作为一种优选的技术方案，所述空腔的其中两个相向内侧壁上设有操作避让槽，操作避让槽供操作者取放母材。有益效果：采用上述技术方案，操作避让槽能够便于母材的取出和安装，操作方便。作为一种优选的技术方案，所述工装主体上设有通孔，所述空腔由通孔形成。有益效果：设置通孔能够使得母材底面与加热台接触，便于对母材进行加热。作为一种优选的技术方案，所述工装主体为板状结构，所述板体结构具有用于固定所述工装的固定部位。有益效果：采用上述技术方案，工装主体采用板状结构结构简单，占用空间小。作为一种优选的技术方案，所述固定部位是由板体结构的板面构成，供夹具压接固定。有益效果：采用压接方案能够便于工装主体的安装和拆卸，使用方便。作为一种优选的技术方案，所述滚动体为球体。有益效本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于进行超声波辅助钎料铺展的工装，其特征在于，包括：/n工装主体；/n滚动导向组件，所述滚动导向组件设置在工装主体上，包括滚动体定位架和滚动体；/n滚动体定位架，其上设有定位孔；/n滚动体，设置在所述定位孔内，定位孔用于使滚动体在水平方向上间隔分布并具有水平转动轴线；/n各滚动体围成母材容纳空间，母材容纳空间供母材置入，用于对母材沿水平方向进行限位；/n滚动体朝向母材容纳空间的一侧凸出滚动体保持架，用于与母材的竖直侧面沿竖直方向滚动配合，使得母材沿竖直方向导向设置在工装主体上。/n

【技术特征摘要】
1.用于进行超声波辅助钎料铺展的工装，其特征在于，包括：
工装主体；
滚动导向组件，所述滚动导向组件设置在工装主体上，包括滚动体定位架和滚动体；
滚动体定位架，其上设有定位孔；
滚动体，设置在所述定位孔内，定位孔用于使滚动体在水平方向上间隔分布并具有水平转动轴线；
各滚动体围成母材容纳空间，母材容纳空间供母材置入，用于对母材沿水平方向进行限位；
滚动体朝向母材容纳空间的一侧凸出滚动体保持架，用于与母材的竖直侧面沿竖直方向滚动配合，使得母材沿竖直方向导向设置在工装主体上。


2.根据权利要求1所述的用于进行超声波辅助钎料铺展的工装，其特征在于，所述工装主体上设有空腔，所述滚动导向组件设置在空腔内并沿空腔对应部分的内侧壁延伸。


3.根据权利要求2所述的用于进行超声波辅助钎料铺展的工装，其特征在于，所述滚动体定位架固定在工装主体上。


4.根据权利要求3所述的用于进行超声波辅助钎料铺展的工装，其特征在于，所述滚动体在与空腔的内侧壁垂直的方向上定位设置在滚动体定位架内；
滚动体背向母材容纳空间的一侧与所述空腔的内侧壁之间具有避让间隔。

【专利技术属性】
技术研发人员：张柯柯，尹宸翔，张刘宇，钟素娟，吴婉，吴咏锦，王冰莹，赵景申，
申请(专利权)人：河南科技大学，
类型：发明
国别省市：河南;41