本發(fā)明屬于激光焊接領(lǐng)域，尤其涉及于一種錫球焊接機構(gòu)及其焊接工藝。

背景技術(shù)：

錫焊在工業(yè)生產(chǎn)中非常普及，主要采用的手工烙鐵焊雖然焊接工藝簡單、建立生產(chǎn)線成本較低。但是手工烙鐵焊操作不當(dāng)容易引起漏焊、虛焊等焊接不良，特別在較精密的電子部件的焊接過程中，操作不良時可能會因烙鐵距離過近、溫度過高而引起焊件受熱變形、材質(zhì)劣化，人手觸碰等還可能會導(dǎo)致電子元器件的污染。因此，傳統(tǒng)的手工烙鐵焊一方面對操作人員的焊接技能有較高的要求，另一方面其焊接品質(zhì)過多依賴操作人員的技能而使得焊接品質(zhì)不穩(wěn)定，不能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)的生產(chǎn)需求。

因此，需要一種新型的焊接裝置替代傳統(tǒng)的手工烙鐵焊，以滿足尺寸較小的精密電子元器件的焊接。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種新型的焊接裝置替代傳統(tǒng)的手工烙鐵焊，以滿足尺寸較小的精密電子元器件的焊接。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種接觸式錫球焊接裝置，包括焊頭、氣壓檢測機構(gòu)、激光機構(gòu)、及動力機構(gòu)，所述焊頭具有焊腔，所述焊腔連通有壓縮氣體供應(yīng)機構(gòu)以對所述焊腔內(nèi)提供加壓氣體，所述焊腔還連通有錫球供應(yīng)機構(gòu)以使單一錫球進入所述焊腔，所述氣壓檢測機構(gòu)用于檢測所述焊腔內(nèi)的氣壓，所述動力機構(gòu)用于控制焊頭上下移動，所述焊頭的下端開設(shè)有錫球出口，且所述激光機構(gòu)的激光射出方向正對所述錫球出口，所述錫球出口的內(nèi)徑大于所述錫球的直徑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的接觸式錫球焊接裝置，在應(yīng)用過程中，依靠動力機構(gòu)驅(qū)動焊頭向下移動至工件待焊接部位后，錫球在重力作用下移動至錫球出口內(nèi)，并為工件所限無法脫離錫球出口，在此過程中，錫球?qū)﹀a球出口有一定的封堵作用，引起持續(xù)通入加壓氣體的焊腔內(nèi)的氣壓增大，檢測到氣壓增大的氣壓檢測機構(gòu)觸發(fā)激光機構(gòu)，使得在被工件和錫球出口所限位的錫球被命中而迅速液化，熔融的錫液脫離錫球出口并直接來到與之抵接的工件待焊接部位處，從而實現(xiàn)焊接。根據(jù)本發(fā)明提供的接觸式錫球焊接裝置，焊錫過程中錫球和待焊接的工件相抵接，一方面使得錫球封堵錫球出口進而出發(fā)激光機構(gòu)發(fā)生激光熔錫，另一方面錫球和工件待焊接部位直接接觸使得焊錫位置準(zhǔn)確可靠、錫液不會發(fā)生濺射。

較佳的，所述錫球出口的內(nèi)徑和所述錫球的直徑之比大于等于1.05且小于等于1.2；該尺寸范圍，使得錫球?qū)﹀a球出口有明顯的封堵作用，同時不影響錫球脫離焊頭。

較佳的，所述焊腔下側(cè)呈自上向下內(nèi)徑逐漸減小的錐形結(jié)構(gòu)，且所述錫球出口連通于所述錐形結(jié)構(gòu)的下端；焊腔下側(cè)的錐形結(jié)構(gòu)的設(shè)置，使得進入焊腔內(nèi)的錫球在重力作用下順利進入錫球出口內(nèi)。

較佳的，所述焊頭還包括可拆卸地連接于焊頭主體的焊嘴，所述錫球出口開設(shè)于所述焊嘴內(nèi)；可拆卸的焊嘴的設(shè)置，可以當(dāng)錫球出口處發(fā)生堵塞時方便地將焊嘴拆下以對焊頭進行維修或直接置換新的焊嘴，以使得本發(fā)明接觸式錫球焊接裝置快速恢復(fù)作業(yè)。

較佳的，所述加壓氣體為氮氣。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種用于接觸式錫球焊接裝置的焊頭，所述焊頭包括焊腔、及分別連通所述焊腔的錫球進入通道和氣體通道，所述焊腔的下端豎向設(shè)置有連通所述焊腔的錫球出口，所述錫球出口的內(nèi)壁呈圓柱狀，所述錫球出口的內(nèi)徑大于所述錫球的直徑。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的接觸式錫球焊接裝置的焊頭，在應(yīng)用過程中，依靠動力機構(gòu)驅(qū)動焊頭向下移動至工件待焊接部位后，錫球在重力作用下移動至錫球出口內(nèi)，并為工件所限無法脫離錫球出口，在此過程中，錫球?qū)﹀a球出口有一定的封堵作用，引起持續(xù)通入加壓氣體的焊腔內(nèi)的氣壓增大，檢測到氣壓增大的氣壓檢測機構(gòu)觸發(fā)激光機構(gòu)，使得在被工件和錫球出口所限位的錫球被命中而迅速液化，熔融的錫液脫離錫球出口并直接來到與之抵接的工件待焊接部位處，從而實現(xiàn)焊接。

較佳的，所述錫球出口的內(nèi)徑和所述錫球的直徑之比大于等于1.05且小于等于1.2。

具體的，所述焊腔下側(cè)呈自上向下內(nèi)徑逐漸減小的錐形結(jié)構(gòu)，且所述錫球出口連通于所述錐形結(jié)構(gòu)的下端。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供了一種接觸式錫球焊接工藝，包括步驟：a、動力機構(gòu)驅(qū)動焊頭向下移動至工件上方，且焊頭和工件待焊接部位的距離小于錫球直徑；b、錫球供應(yīng)機構(gòu)驅(qū)使單一錫球進入焊頭的焊腔內(nèi)，直徑小于錫球出口的內(nèi)徑的錫球在重力作用下進入錫球出口，并為錫球出口和工件所限位，使得焊腔內(nèi)因加壓氣體供應(yīng)機構(gòu)提供的加壓氣體而發(fā)生氣壓變化；c、檢測到焊腔內(nèi)氣壓變化的氣壓檢測機構(gòu)觸發(fā)激光機構(gòu)，激光機構(gòu)對錫球出口射出激光融化錫球；d、融化的錫球脫離錫球出口，動力機構(gòu)驅(qū)動焊頭向上移動遠離工件。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的接觸式錫球焊接工藝，依靠動力機構(gòu)驅(qū)動焊頭向下移動至工件待焊接部位后，錫球在重力作用下移動至錫球出口內(nèi)，并為工件所限無法脫離錫球出口，在此過程中，錫球?qū)﹀a球出口有一定的封堵作用，引起持續(xù)通入加壓氣體的焊腔內(nèi)的氣壓增大，檢測到氣壓增大的氣壓檢測機構(gòu)觸發(fā)激光機構(gòu)，使得在被工件和錫球出口所限位的錫球被命中而迅速液化，熔融的錫液脫離錫球出口并直接來到與之抵接的工件待焊接部位處，從而實現(xiàn)焊接。根據(jù)本發(fā)明提供的接觸式錫球焊接焊接工藝，焊錫過程中錫球和待焊接的工件相抵接，一方面使得錫球封堵錫球出口進而出發(fā)激光機構(gòu)發(fā)生激光熔錫，另一方面錫球和工件待焊接部位直接接觸使得焊錫位置準(zhǔn)確可靠、錫液不會發(fā)生濺射。

較佳的，步驟a中，焊頭和工件待焊接部位的距離和錫球直徑之比為0.4～0.6；該位置限定，使得錫球在被錫球出口和工件所限位的過程中，錫球能夠封堵錫球出口較多的出口面積，同時亦不會因錫球出口和工件距離過近而導(dǎo)致工件對錫球出口產(chǎn)生封堵作用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明接觸式錫球焊接裝置的立體圖。

圖2為本發(fā)明接觸式錫球焊接裝置的正視圖。

圖3為圖1中A-A方向的剖視圖。

圖4為圖3中B部的放大圖。

具體實施方式

為詳細(xì)說明本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實施方式并配合附圖詳予說明。

如圖1所示，本發(fā)明提供的接觸式錫球焊接裝置100，包括焊頭110、氣壓檢測機構(gòu)(圖中未示)、激光機構(gòu)(圖中未示)、及動力機構(gòu)(圖中未示)，焊頭110具有焊腔111，焊腔111連通有壓縮氣體供應(yīng)機構(gòu)以對焊腔111內(nèi)提供加壓氣體、焊腔111還連通有錫球供應(yīng)機構(gòu)以使單一錫球200進入焊腔111，氣壓檢測機構(gòu)用于檢測焊腔111內(nèi)的氣壓，動力機構(gòu)用于控制焊頭110上下移動。焊頭110的下端開設(shè)有錫球出口114，且激光機構(gòu)的激光S射出方向正對錫球出口114，錫球出口114的內(nèi)徑大于錫球200的直徑。結(jié)合圖2-圖4所示，更具體的：

如圖1和圖2所示，焊頭110設(shè)置于接觸式錫球焊接裝置100的相對下端，且焊頭110在接觸式錫球焊接裝置100的驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下，可以上下移動，以使得焊頭110向下移動靠近待焊接工件300，或向上移動遠離焊接完成的工件300。

請參閱圖3所示，焊頭110具有豎向設(shè)置的焊腔111，且加壓氣體供應(yīng)機構(gòu)和錫球供應(yīng)機構(gòu)分別連通于焊腔111，以便對焊腔111內(nèi)供以加壓氣體和單一錫球200。具體的：焊頭110內(nèi)還分別設(shè)置有連通焊腔111的錫球進入通道112和氣體通道(圖中未示)，其中，錫球進入通道112用于連通錫球供應(yīng)機構(gòu)，而氣體通道用于連通加壓氣體供應(yīng)機構(gòu)。可以理解的，焊腔111內(nèi)大致為一封閉環(huán)境，僅錫球出口通道114構(gòu)成焊腔111與外界的氣體交換口，氣體通道用于對焊腔111內(nèi)供給加壓氣體，而用于供給錫球200的錫球進入通道112亦不會造成焊腔111內(nèi)的大量氣體泄漏。因此，在焊腔111內(nèi)，加壓氣體供應(yīng)機構(gòu)對焊腔111內(nèi)通入加壓氣體，使得焊腔111內(nèi)的氣壓常時亦大于大氣壓，錫球進入通道112應(yīng)呈略微向下地傾斜設(shè)置，以便脫離錫球供應(yīng)機構(gòu)的錫球200能夠在重力作用下抵抗焊腔111內(nèi)的氣壓自動進入焊腔111內(nèi)，當(dāng)然，亦可以由錫球供應(yīng)機構(gòu)對錫球200提供以較大的初速度，以將錫球200彈射進入焊腔111內(nèi)。另一方面，與錫球進入通道112不同的，氣體通道的角度和部位均無限制，只要能夠?qū)盖?11內(nèi)通入加壓氣體即可。

再請參閱圖3和圖4所示，焊頭110的出口，應(yīng)當(dāng)相對焊腔111呈直線型地設(shè)置，以便激光機構(gòu)能夠?qū)割^110的出口方向射出激光S。具體的：錫球出口114設(shè)置于焊腔111的下端，且錫球出口114和焊腔111呈同心地設(shè)置；激光機構(gòu)設(shè)置于焊腔111的上側(cè)，且激光機構(gòu)的激光S射出方向正對錫球出口114。優(yōu)選的，焊腔111下側(cè)呈自上向下內(nèi)徑逐漸減小的錐形結(jié)構(gòu)111a，且錫球出口114連通于錐形結(jié)構(gòu)111a的下端；焊腔111下側(cè)的錐形結(jié)構(gòu)111a的設(shè)置，使得進入焊腔111內(nèi)的錫球200在重力作用下順利進入錫球出口114內(nèi)。

進一步的，本發(fā)明提供的接觸式錫球焊接裝置100，其核心點在于：錫球200進入焊腔111后，在重力作用下移動至錫球出口114內(nèi)，并為錫球出口114下方的待焊接工件300所限而無法脫離錫球出口114。如此，使得在此過程中，錫球200對錫球出口114有一定的封堵作用，引起持續(xù)通入加壓氣體的焊腔111內(nèi)的氣壓增大，檢測到氣壓增大的氣壓檢測機構(gòu)觸發(fā)激光機構(gòu)，使得在被工件300和錫球出口114所限位的錫球200被命中而迅速液化，熔融的錫液脫離錫球出口114并直接來到與之抵接的工件300待焊接部位處，從而實現(xiàn)焊接。

本發(fā)明接觸式錫球焊接裝置100，由于錫球200被錫球出口114和正對錫球出口114的工件300所定位，直至錫球200被激光機構(gòu)射出的激光S命中而融化。因此，錫球200的落下時間不會影響到本發(fā)明接觸式錫球焊接裝置100的性能，而錫球200對錫球出口114的封堵作用，以及焊腔111內(nèi)在焊接過程中的氣壓變化量才是決定本發(fā)明接觸式錫球焊接裝置100性能的核心要素。

可以理解的，錫球出口114的內(nèi)徑大于錫球200，以使得錫球200能夠由錫球出口114中順利脫離。而為使得錫球200對錫球出口114起到封堵作用、以使得焊腔111內(nèi)因錫球200而產(chǎn)生氣壓變化，錫球出口114的尺寸亦不宜過大，優(yōu)選的，錫球出口114的內(nèi)徑和錫球200的直徑之比大于等于1.05且小于等于1.2。

在一實施例中，焊腔111下側(cè)呈自上向下內(nèi)徑逐漸減小的錐形結(jié)構(gòu)111a，且錫球出口通道114連通于錐形結(jié)構(gòu)111a的下端；焊腔111下側(cè)的錐形結(jié)構(gòu)111a的設(shè)置，使得進入焊腔111內(nèi)的錫球200在重力作用下順利進入錫球出口通道114內(nèi)。

較佳的，如圖3和圖4所示，焊頭110還包括可拆卸地連接于焊頭110本體的焊嘴115，錫球出口通道114開設(shè)于焊嘴115內(nèi)；可拆卸的焊嘴115的設(shè)置，使得當(dāng)焊頭110內(nèi)發(fā)生如錫球200堵塞、焊錫封堵錫球出口通道114等故障時，可以方面的將焊嘴115拆下以對焊頭110進行維修，并當(dāng)焊嘴115處不敷使用時，更可以通過置換焊嘴115而使得焊頭110的本體得以重復(fù)使用。優(yōu)選的，焊嘴115內(nèi)包括呈自上向下內(nèi)徑逐漸減小的錐形結(jié)構(gòu)115a和設(shè)置于錐形結(jié)構(gòu)111a下端的錫球出口通道114。

可以理解的，本發(fā)明對壓縮氣體供應(yīng)機構(gòu)供給的加壓氣體，只是利用其壓力變化，而沒有應(yīng)用到加壓氣體的性能，故加壓氣體可以為任意氣體，只要其性能穩(wěn)定、無污染、不影響焊接過程即可。優(yōu)選的，加壓氣體為性能穩(wěn)定且價格低廉的氮氣。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的接觸式錫球焊接裝置100，在應(yīng)用過程中，依靠動力機構(gòu)驅(qū)動焊頭110向下移動至工件300待焊接部位后，錫球200在重力作用下移動至錫球出口114內(nèi)，并為工件300所限無法脫離錫球出口114，在此過程中，錫球200對錫球出口114的封堵引起持續(xù)通入加壓氣體的焊腔111內(nèi)的氣壓增大，檢測到氣壓增大的氣壓檢測機構(gòu)觸發(fā)激光機構(gòu)，使得在被工件和錫球出口所限位的錫球200被激光S命中而迅速液化，熔融的錫液脫離錫球出口114并直接來到與之抵接的工件待焊接部位處，從而實現(xiàn)焊接。根據(jù)本發(fā)明提供的接觸式錫球焊接裝置，焊錫過程中錫球200和待焊接的工件300相抵接，一方面使得錫球200封堵錫球出口114進而出發(fā)激光機構(gòu)發(fā)生激光S熔錫，另一方面錫球200和工件300待焊接部位直接接觸使得焊錫位置準(zhǔn)確可靠、錫液不會發(fā)生濺射。

結(jié)合圖1-圖4所示，本發(fā)明提供的接觸式錫球焊接工藝，包括步驟：

a、動力機構(gòu)驅(qū)動焊頭110向下移動至工件300上方，且焊頭110和工件300待焊接部位的距離小于錫球直徑；具體的，焊頭110設(shè)置于接觸式錫球焊接裝置100的相對下端，且焊頭110在接觸式錫球焊接裝置100的驅(qū)動機構(gòu)的驅(qū)動下，向下移動靠近待焊接工件300，并使得焊頭110和工件300待焊接部之間距離和錫球200直徑之比為0.4～0.6，使得錫球200在被錫球出口114和工件300所限位的過程中，錫球200能夠封堵錫球出口114較多的出口面積，同時亦不會因錫球出114口和工件300距離過近而導(dǎo)致工件300對錫球出口114產(chǎn)生封堵作用。

b、錫球供應(yīng)機構(gòu)驅(qū)使單一錫球200進入焊頭110的焊腔111內(nèi)，直徑小于錫球出口114的內(nèi)徑的錫球200在重力作用下向下移動并沿錐形結(jié)構(gòu)111a的導(dǎo)向作用下來到錫球出口114內(nèi)，使得焊腔111內(nèi)因加壓氣體供應(yīng)機構(gòu)提供的加壓氣體而發(fā)生氣壓變化；此時，錫球200的下側(cè)面被工件300所限，錫球200的周緣被錫球出口114所限制，錫球200雖然能夠在錫球出口114的內(nèi)徑范圍內(nèi)些微移動，但是錫球出口114的內(nèi)徑和錫球200的直徑之比大于等于1.05且小于等于1.2的設(shè)置，亦使得錫球200無論如何移動亦不會離開錫球出口114的中心處；

c、檢測到焊腔內(nèi)氣壓變化的氣壓檢測機構(gòu)觸發(fā)激光機構(gòu)，激光機構(gòu)對錫球出口射出激光S融化錫球200；

d、融化的錫球200脫離錫球出口，動力機構(gòu)驅(qū)動焊頭110向上移動遠離工件300；具體的，錫球200被激光S命中而熔融形成的錫液脫離錫球出口114，并直接來到與之抵接的工件300待焊接部位處，從而實現(xiàn)焊接，而動力機構(gòu)驅(qū)動焊頭110向上移動遠離工件300，以便對下一工件進行焊接。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的接觸式錫球焊接工藝，依靠動力機構(gòu)驅(qū)動焊頭110向下移動靠近工件300待焊接部位，且焊頭110下端的錫球出口114錫球出口114和工件300的距離為0.4～0.6個錫球200的直徑；錫球200在重力作用和錐形結(jié)構(gòu)111a的作用下迅速移動至錫球出口114內(nèi)，并被正對錫球出口114的工件300所限制，錫球出口114的內(nèi)徑和錫球200的直徑之比處于1.05～1.2之間，使得錫球200不能脫離錫球出口114的中心線；在此過程中，錫球200對錫球出口114有一定的封堵作用，引起持續(xù)通入加壓氣體的焊腔111內(nèi)的氣壓增大，檢測到氣壓增大的氣壓檢測機構(gòu)觸發(fā)激光機構(gòu)，使得在被工件300和錫球出口114所限位的錫球200被命中而迅速液化，熔融的錫液脫離錫球出口114并直接來到與之抵接的工件300待焊接部位處，從而實現(xiàn)焊接。根據(jù)本發(fā)明提供的接觸式錫球焊接工藝，焊錫過程中錫球200和待焊接的工件300相抵接，一方面使得錫球200封堵錫球出口114進而出發(fā)激光機構(gòu)發(fā)生激光熔錫，另一方面錫球200和工件300待焊接部位直接接觸使得焊錫位置準(zhǔn)確可靠、錫液不會發(fā)生濺射。此外，本發(fā)明提供的接觸式錫球焊接工藝，雖然錫球200在熔融前與待焊接工件300有接觸，但焊頭110和待焊接工件300并無直接接觸，從而避免焊接過程中對待焊接工件300造成污染。

以上所揭露的僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，當(dāng)然不能以此來限定本發(fā)明之權(quán)利范圍，因此依本發(fā)明申請專利范圍所作的等同變化，仍屬本發(fā)明所涵蓋的范圍。