波峰焊用感应式电磁泵的设计与研究

摘要

当前，电子微连接技术已成为当代科学技术研究的前沿领域之一，其中波峰焊连接技术为当前电子微连接的主流技术。研究表明，波峰焊焊接缺陷的形成多与液态金属钎料的性质和钎料波峰发生器的性能有关。机械式钎料波峰发生器结构复杂，易磨损，钎料被污染可能性大，波峰不稳；传导泵式钎料波峰发生器易污染钎料，波峰大起大落。波峰焊接过程中，波峰稳定性与最终的焊接质量直接相关。因此，为获得最优焊接质量，有必要对钎料波峰发生器的设计进行研究并优化设计。
　　论文针对以上情况，总结前人的理论和工作经验，对感应电磁泵式波峰焊机进行了详细的分析和研究。在电磁学理论的基础上对钎料波峰发生系统中所使用的感应式电磁泵进行了设计研究并对计算公式进行了总结，形成了一套完整的设计方案。同时，根据设计模型开发了一套感应式电磁泵的设计软件。应用此设计完成了电磁泵实验样机的装配制造，其尺寸为550mm×350mm×350mm。其中感应式电磁泵尺寸为550(350)mm×150mm×160mm。
　　应用上述电磁泵实验装置，以感应式电磁泵的工作原理为基础，对实验装置进行了性能测试和分析。实验结果显示：绕组电流的增加引起磁感应强度B的增加，绕组电流每增加5A，磁感应强度B增加约50%。当绕组电流增加至15A时，窄波峰管道液态金属升高约89.6mm，宽波峰液态金属升高约115.3mm。此时，两波峰出口处产生的钎料波峰高度达6mm，满足波峰焊技术要求，波峰稳定。绕组频率的增加会在一定范围内使钎料波峰高度增加。但绕组频率的增加会引起钎料波峰液面的波动，造成钎料波峰不稳定。
　　论文利用电磁学理论研究完成了波峰焊用感应式电磁泵的设计方案及软件开发工作，装配制造完了一台能够实现对钎料波峰的形状、传送角、高度和宽度及稳定性等技术要求的波峰焊实验样机。