一种用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承及其制备方法，包括：轴承基座，所述轴承基座具有呈弧形的轴承配合面，所述轴承配合面上形成多个液滴限位区，所述液滴限位区内布置有液滴；轴承环，所述轴承环的外表面与所述轴承配合面相匹配，所述轴承环的外表面为PDMS超疏水表面。本发明专利技术能够通过水凝胶表面微织构对超薄壁件进行抓取，以及通过液珠起到支撑、润滑和定位作用以实现准确焊接。润滑和定位作用以实现准确焊接。润滑和定位作用以实现准确焊接。

【技术实现步骤摘要】
一种用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承及其制备方法


[0001]本专利技术涉及激光焊接的
，尤其涉及一种用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承及其制备方法。

技术介绍

[0002]冷指气缸由于杜瓦导热速率的需求，需要将其壁厚制备为100
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300微米。近年来，由于杜瓦轻量化与快速制冷的高速发展，冷指气缸壁厚甚至有发展至一百微米以下的趋势。然而，薄壁冷指气缸与冷指底座位置精度非常高，目前很难实现精准焊接。
[0003]目前对于薄壁件的焊接方法主要有钎焊、接触焊和熔焊，但仍然难以对10微米左右壁厚的超薄壁件进行精准焊接。此外，很少有对于10
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100微米的超薄壁件激光焊接的相关论文、专利或报道。
[0004]相较于以上的传统加工方式，激光焊接具有输入热量小、非接触、冷却速率块等优点，对于超薄壁件的加工具有很大的潜力。
[0005]对于超薄壁件，传统焊接方式的大量放热会导致材料发生明显形变。激光焊接虽然具有输入热量量小、非接触、冷却速率块等优点，但对于超薄壁件的加工仍然极具挑战性。
[0006]超薄壁件在装夹过程中维持自身形状的能力较差。由于重力甚至激光焊吹气气压的影响，超薄壁件将会产生一个较大的挠度，这将严重影响激光焊接加工精度。
[0007]真空激光焊接虽然能够防止焊缝在加工过程中发生氧化，但热累积导致的加工部件畸变以及加工时产生的等离子体反向冲击力仍然使得其加工精度很差。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0010]一种用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，包括：
[0011]轴承基座，所述轴承基座具有呈弧形的轴承配合面，所述轴承配合面上形成多个液滴限位区，所述液滴限位区内布置有液滴；
[0012]轴承环，所述轴承环的外表面与所述轴承配合面相匹配，所述轴承环的外表面形成PDMS超疏水表面。
[0013]上述用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，还包括：多个水凝胶抓取片，每一所述水凝胶抓取片的内表面均具有仿生微织构。
[0014]上述用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，所述仿生微织构为正六边形仿生微织构，所述正六边形仿生微织构的边长为50微米至200微米。
[0015]上述用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，所述轴承环为PDMS环，所述PDMS环的外表面由飞秒激光以80
‑
90％光斑重叠率、10
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50J/cm2激光能量密度扫描后呈现多孔表面微织构。
[0016]上述用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，所述轴承环包括外环和与所述外环相连接的内环，其中，所述外环为PDMS环，所述PDMS环的外表面呈现多孔表面微织构，所述内环为水凝胶环；
[0017]其中，所述水凝胶环为一体式结构或分体式结构。
[0018]上述用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，所述水凝胶环的内表面和外表面均具有仿生微织构，进一步的，所述PDMS环的内表面和外表面均具有间距为5
‑
50微米的十字沟槽结构；
[0019]或所述水凝胶环的内表面具有仿生微织构，所述水凝胶环的外表面与所述PDMS环的内表面机械互锁，进一步的，所述PDMS环外表面均具有间距为5
‑
50微米的十字沟槽结构。
[0020]上述用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，所述轴承基座包括基座部和支撑部，所述基座部与所述支撑部的下端相连接，所述支撑部的上表面形成所述轴承配合面；
[0021]其中，所述基座部处设有与所述轴承配合面相连通的导管。
[0022]上述用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，还包括：图像识别装置，所述图像识别装置对液滴的轮廓进行捕捉分析，于液滴的轮廓减小时，对液滴实施补充。
[0023]上述用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，还包括：微控液体补充装置，所述图像识别装置对液滴的轮廓进行捕捉分析，于液滴的轮廓减小时，向所述微控液体补充装置发送补液指令，所述微控液体补充装置通过与所述轴承配合面相连通的导管对液滴实施补充。
[0024]上述用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，所述轴承基座采用金属材质。
[0025]上述用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，所述轴承配合面包括多个超亲水表面和环绕于每个所述超亲水表面外的超疏水表面，其中，所述超亲水表面形成所述液滴限位区。
[0026]上述用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，所述轴承配合面包括多个液槽，且所述轴承配合面上形成超疏水表面，其中，所述液槽形成所述液滴限位区。
[0027]一种用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承的制备方法，其中，适用于上述任意一项所述的用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，所述制备方法包括：
[0028]提供一轴承基座原料，所述轴承基座原料的上表面为弧形表面，于所述弧形表面上制备超疏水表面，对所述超疏水表面按照液滴分布设计进行选择性二次激光刻蚀，以得到多个被超疏水表面环绕的超亲水表面；
[0029]其中，所述超亲水表面的区域的大小根据轴承基座原料的材质
‑
液珠吸附力、液珠
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PDMS界面摩擦力进行调整，液滴的大小根据所述超亲水表面的区域的大小进行调整，以保持液滴接近球状。
[0030]一种用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承的制备方法，其中，适用于上述任意一项所述的用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，所述制备方法包括：
[0031]提供一轴承基座原料，所述轴承基座原料的上表面为弧形表面，于所述弧形表面上形成多个液槽，每一所述液槽均至少具有相对于所述弧形表面的切线方向倾斜布置的侧壁，于所述弧形表面上、以及所述侧壁上制备超疏水表面。
[0032]一种用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承的制备方法，其中，适用于上述任意
一项所述的用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其中，所述制备方法包括：
[0033]提供一轴承基座原料，所述轴承基座原料的上表面为弧形表面，于所述弧形表面上形成多个液槽，每一所述液槽均具有一底面和相对于所述底面倾斜布置的侧壁，其中，所述底面与所述侧壁之间的夹角为钝角，于所述弧形表面上、所述底面上以及所述侧壁上制备超疏水表面。
[0034]上述用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承的制备方法，其中，制备超疏水表面的方法包括：在所述轴承基座原料的弧形表面上刻蚀十字沟槽；
[0035]对所述轴承基座原料的弧形表面进行超声波清洗，去除喷溅熔融物；
[0036]待所述轴承基座原料的弧形表面风干后，将超疏水试剂喷涂到刻蚀有十字沟槽的表面直至固化稳定、或将所述轴承基座原料的弧形表面浸泡至超疏水试剂中再取出烘烤。
[0037]一种用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其特征在于，包括：轴承基座，所述轴承基座具有呈弧形的轴承配合面，所述轴承配合面上形成多个液滴限位区，所述液滴限位区内布置有液滴；轴承环，所述轴承环的外表面与所述轴承配合面相匹配，所述轴承环的外表面为PDMS超疏水表面。2.根据权利要求1所述的用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其特征在于，还包括：多个水凝胶抓取片，每一所述水凝胶抓取片的内表面均具有仿生微织构。3.根据权利要求1所述的用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其特征在于，所述仿生微织构为正六边形仿生微织构，所述正六边形仿生微织构的边长为50微米至200微米。4.根据权利要求1所述的用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其特征在于，所述轴承环为PDMS环，所述PDMS环的外表面为多孔表面微织构。5.根据权利要求1所述的用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其特征在于，所述轴承环包括外环和与所述外环相连接的内环，其中，所述外环为PDMS环，所述PDMS环的外表面形成多孔表面微织构，所述内环为水凝胶环；其中，所述水凝胶环为一体式结构或分体式结构。6.根据权利要求5所述的用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其特征在于，所述水凝胶环的内表面和外表面均具有仿生微织构；或所述水凝胶环的内表面具有仿生微织构，所述水凝胶环的外表面与所述PDMS环的内表面机械互锁。7.根据权利要求1所述的用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其特征在于，所述轴承基座包括基座部和支撑部，所述基座部与所述支撑部的下端相连接，所述支撑部的上表面形成所述轴承配合面；其中，所述基座部处设有与所述轴承配合面相连通的导管。8.根据权利要求1所述的用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其特征在于，还包括：图像识别装置，所述图像识别装置对液滴的轮廓进行捕捉分析，于液滴的轮廓减小时，对液滴实施补充。9.根据权利要求8所述的用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其特征在于，还包括：微控液体补充装置，所述图像识别装置对液滴的轮廓进行捕捉分析，于液滴的轮廓减小时，向所述微控液体补充装置发送补液指令，所述微控液体补充装置通过与所述轴承配合面相连通的导管对液滴实施补充。10.根据权利要求1所述的用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其特征在于，所述轴承基座采用金属材质。11.根据权利要求1所述的用于杜瓦超薄壁件焊接的液体滚珠轴承，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周小棚，熊雄，李锐平，程明亮，刘欢，
申请(专利权)人：浙江珏芯微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：