射頻電纜接頭激光焊接技術研究

張巍 白鶴立 李婧祎

摘? 要：在大多數通信系統中，射頻電纜接頭被廣泛地使用，而同軸電纜作為通信系統中的重要基礎材料，它的通過外導體實現屏蔽的作用，采用焊接帶有薄帶卷管組成其結構，為了從質量上提高焊接工藝，所以對其進行了研究。該文設計了一種基于脈沖激光焊接射頻電纜接頭的系統，實現了對射頻電纜接頭的可視化界面全程自動控制同軸電纜與射頻電纜接頭的焊接，焊接時間小于20s，成型率大于95%。

關鍵詞：射頻電纜接頭? 可視化? 激光焊接

中圖分類號：TG44 ? ?文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2020）06（a）-0053-02

由于目前傳統的焊接方式存在影響范圍大，容易變形和焊縫較大的問題，而激光焊接可以從根本上解決這些問題，所以其成為一種新興的焊接工藝。脈沖激光焊接一般用于點焊和中小功率的焊接，焊接厚度一般不大于1mm。智能化射頻電纜接頭激光焊接系統需要實現射頻電纜接頭與同軸電纜的焊接功能，其主要原理是：激光作用在焊錫線時，激光作用目標后產生的熱量采用熱傳導的方式使焊錫線內熱量進行積累和傳導，此時，激光的能量密度/功率密度、脈沖寬度、頻率等激光參數會對焊錫熔化時間和狀態進行影響，當短時間內激光使焊錫線在工件結合部位產生融化并結合的時候，激光焊接過程就完成了。

1? 激光焊接理論研究

當激光作用焊錫線的時候，焊錫線吸收到激光的能量后，將此能量轉化為了熱能并存儲，從而使得焊錫線表面和內部產生溫升現象，而不同的激光參數會對溫升有不同的影響，此狀態下焊錫線自身的溫度場分布和溫升的速度會有很大變化，所以激發參數的影響在理論研究中是非常重要的影響因素，通過研究激光參數的變化可以得到不同溫度分布和溫升速度的變化規律，從而對于分析激光焊接的結果，有重要的指導作用。

當激光為1ms脈寬條件時，g（t）的表達式為：

當目標溫度超過熔點時，發生熔融相變，熱傳導方程如下：

對中心插頭固定結構以及焊接固定結構進行了熱學仿真，其結構圖、溫度分布圖、等溫線分布圖如圖1所示。

2? 激光焊接實驗

系統實驗過程中采用的激光器為Nd：YAG激光器激光器，在激光器出口處放置焦距為300mm的聚焦凸透鏡，通過自動二維平移臺作為目標控制臺，采用點溫儀對激光作用過程中焊錫絲的溫度變化進行測量，其中激光器的參數為：能量1～2J、脈寬1ms和頻率10Hz等。通過實驗，采用50J/cm2的能量密度時，焊接效果最好，采用金象顯微鏡對焊接效果進行觀測如圖2（a）所示，圖2（b）為焊接后效果圖。

3? 結語

經過多次試驗實驗，該系統實現了對射頻電纜接頭的可視化界面全程自動控制同軸電纜與射頻電纜接頭的焊接，且焊接時間小于20s，成型率大于95%。

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