一种用于石英半球谐振陀螺仪谐振子与基座焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种用于石英半球谐振陀螺仪谐振子与基座焊接方法，步骤为：1、在谐振子与基座粗装配到位后，选取预先涂覆助焊剂的锡银铜焊片，卷成圆筒状后插入到谐振子与基座的配合间隙之间，然后将谐振子与基座精装配到位；2、将步骤1的组装结构放置在电磁感应加热器的加热线圈下方，加热线圈与锡银铜焊片对正，3、在真空焊接作业环境下，开启电磁感应加热器电源并调整其输出功率至设定值，待焊片完全熔融后继续保持一段时间；4、关闭电磁感应加热器电源，去真空，待融化后的焊片冷却至室温后，移走谐振子及基座，完成谐振子及基座焊接。本发明专利技术克服了传统焊接加热时间过长、焊接不均匀的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于石英半球谐振陀螺仪谐振子与基座焊接方法


[0001]本专利技术属于石英半球谐振陀螺仪制作
，涉及谐振子与基座的连接技术，具体涉及一种用于石英半球谐振陀螺仪谐振子与基座焊接方法。

技术介绍

[0002]石英半球谐振陀螺仪是一种新型的固体波动陀螺，其具有结构简单、体积小、功耗低、抗冲击性能强、启动时间短、寿命长等诸多优点。因此有广阔的应用前景，非常适合用于兵器、航空、航天等领域。
[0003]目前，石英半球谐振陀螺仪中的谐振子与基座的连接是通过电洛铁熔化焊剂，焊剂填充谐振子与基座之间的配合间隙，实现谐振子与基座的焊接连接。现有的连接方式存在着残余应力分布不均匀、连接不可靠等问题，最终导致连接完成后谐振子Q值大幅度降低，严重制约石英半球谐振陀螺仪的精度及工程化。
[0004]基于以上相关问题，需要探索一种全新的连接方式，满足其Q值的相关指标要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足之处，提供一种焊接时间短、焊接均匀性好、且对焊接完成后的谐振子Q值影响小的用于石英半球谐振陀螺仪谐振子与基座焊接方法。
[0006]本专利技术的目的通过如下技术方案来实现：
[0007]一种用于石英半球谐振陀螺仪谐振子与基座焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
[0008]步骤1、在谐振子与基座粗装配到位后，选取预先涂覆助焊剂的锡银铜焊片，卷成圆筒状后插入到谐振子与基座的配合间隙之间，然后将谐振子与基座精装配到位；
[0009]步骤2、将步骤1的组装结构放置在电磁感应加热器的加热线圈下方，加热线圈与锡银铜焊片对正；
[0010]步骤3、在真空焊接作业环境下，开启电磁感应加热器电源并调整其输出功率至设定值，待焊片完全熔融后继续保持一段时间；
[0011]步骤4、关闭电磁感应加热器电源，去真空，待融化后的焊片冷却至室温后，移走谐振子及基座，完成谐振子及基座焊接。
[0012]进一步的：步骤1中锡银铜焊片的厚度为0.1mm，预先涂覆的助焊剂为松香。
[0013]进一步的：步骤3中焊接作业环境的真空度为：10pa。
[0014]进一步的：步骤3中的输出功率设定值为6.5Kw。
[0015]更进一步的：步骤3中焊片熔融后继续保持时间为10s。
[0016]本专利技术具有的优点和积极效果为：
[0017]1、本专利技术提出的焊接方法，采用了电磁感应加热焊接方式，电磁感应加热属于非接触式加热焊接，时间短、能量集中在局部，从而克服了传统焊接加热时间过长、焊接不均
匀等问题，同时克服了胶连接难以长时间保持真空度的问题，从而可降低对谐振子Q值的不利影响。
[0018]2、谐振子与基座在焊接之前需要精确定位，而定位工装的刚度不能太大，由于焊接时会产生相应的焊接应力，若刚度太大后期会对谐振子的Q值产生较大影响，因此在谐振子与基座完成精确定位后不希望有额外的干扰，本专利技术在两者精确定位前，将预先涂覆助焊剂的焊锡片装配至谐振子与基座焊接间隙处，这样对焊接完成后的谐振子Q值影响小；
[0019]3、本专利技术采用锡银铜焊片作为焊料，锡银铜焊片熔点高，可以在谐振陀螺真空排气时提高排气温度，有利于封装后谐振陀螺真空度保持，还具有抗热循环疲劳等优点。
[0020]4、本专利技术在真空环境下完成加热焊接，真空下焊接具备以下几个优点：一是可以避免焊锡在融化时发生氧化；二是可以提高焊接均匀性，降低焊缝孔隙度，从而降低了对谐振子Q值的不利影响。
附图说明
[0021]图1是本专利技术谐振子与基座装配示意图；
[0022]图2是本专利技术电磁感应加热器加热焊接示意图。
具体实施方式
[0023]以下结合附图并通过实施例对本专利技术的结构作进一步说明。需要说明的是本实施例是叙述性的，而不是限定性的。
[0024]一种用于石英半球谐振陀螺仪谐振子与基座焊接方法，请参见图1
‑
2，其专利技术点为：包括如下步骤：
[0025]步骤1、在谐振子3与基座1粗装配到位后，选取预先涂覆助焊剂的锡银铜焊片2，卷成圆筒状后插入到谐振子与基座的配合间隙之间，然后将谐振子与基座精装配到位。焊片上预先涂覆的助焊剂为松香，其作用为提高焊锡流动性；锡银铜焊片的厚度优先选用0.1mm，而谐振子与基座的单边配合间隙一般为0.2
‑
0.3mm。
[0026]步骤2、将步骤1的组装结构放置在电磁感应加热器4的加热线圈5下方，加热线圈与锡银铜焊片对正，具体的，加热线圈与锡银铜焊片不接触，锡银铜焊片位于加热线圈中心线位置，锡银铜焊片顶部距离线圈底部约3mm。
[0027]步骤3、在真空焊接作业环境下，开启电磁感应加热器电源并调整其输出功率至设定值，待焊片完全熔融后继续保持一段时间。真空度优选为：10pa；输出功率设定值优选为6.5Kw，保持时间为10s。
[0028]步骤4、关闭电磁感应加热器电源，去真空，待融化后的焊片冷却至室温后，移走谐振子及基座，完成谐振子及基座焊接。
[0029]上述谐振子与基座装配时需要用定位工装，定位工装采用现有工装结构即可，定位工装不是本文的专利技术点，在此不在赘述。
[0030]综上，本专利技术的主要技术点包括以下几方面：
[0031]技术点一：焊接方式的选择
[0032]本专利技术采用电磁感应加热器进行加热焊接，该种焊接方式的特点为：焊接效率高(此焊接为小间隙大纵深式焊接，利用普通钎焊很难将谐振子与基座间隙内的焊锡全部融
化)、非接触式(有利于保证谐振子与基座的定位精度)、焊缝均匀孔隙率低(在高真空下熔融焊锡内部的气体会进一步排出)，该种焊接方式应用到谐振子与基座焊接，可以保证谐振子Q值几乎无损伤、Q值稳定性高。
[0033]技术点二：焊片材料的选择，见表一：)
[0034]表一不同焊料对Q值的影响
[0035]焊料名称谐振子Q值变化锡银铜2％
‑
5％铟基焊料10％铅锡焊料15％
[0036]从表一中可以看出，采用锡银铜焊片，焊接后谐振子Q值损失最小，因此本专利技术优选采用锡银铜焊片。
[0037]技术点三：电磁感应加热器电源输出功率的选择，见表二
[0038]表二不同输出功率下焊料融化情况
[0039]功率大小焊料融化情况4kw不融6.5kw焊锡呈现熔融状态，此时流动性较好8kw焊片从重叠位置迅速轴向打断，后续焊片无法融化
[0040]从表二中可以看出，在输出功率为6.5Kw时，锡银铜焊片呈现出熔融状态，其流动性达到最优，此时焊锡可充分填满谐振子与基座之间的缝隙，因此，本专利技术中电磁感应加热器电源输出功率设定值优选为6.5Kw。
[0041]尽管为说明目的公开了本专利技术的实施例和附图，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本专利技术及所附权利要求的精神范围内，各种替换、变化和修改都是可以的，因此，本专利技术的范围不局限于实施例和附图所公开的内容。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于石英半球谐振陀螺仪谐振子与基座焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、在谐振子与基座粗装配到位后，选取预先涂覆助焊剂的锡银铜焊片，卷成圆筒状后插入到谐振子与基座的配合间隙之间，然后将谐振子与基座精装配到位；步骤2、将步骤1的组装结构放置在电磁感应加热器的加热线圈下方，加热线圈与锡银铜焊片对正；步骤3、在真空焊接作业环境下，开启电磁感应加热器电源并调整其输出功率至设定值，待焊片完全熔融后继续保持一段时间；步骤4、关闭电磁感应加热器电源，去真空，待融化后的焊片冷却至室温后，移走谐振子及基座，完成谐振子及基...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯文超，韦路锋，刘仁龙，赵小明，赵丙权，王跃强，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七零七研究所，
类型：发明
国别省市：