氢氧微火焰自动锡焊机的工艺参数及焊接路径优化研究

发布时间：2020-08-22 04:28

【摘要】：氢氧气微火焰焊接机,是一种通过氢氧发生器电解水生成氢氧气,然后将氢气和氧气以2:1的比例混合,接着点燃气体形成火焰对工件进行切割、焊接作业的智能化焊接机,具有高效节能、使用方便、安全环保的特点。如今我国先进制造业走得绿色环保、低碳节能、数字化、智能化的路线,该设备的研发将产生很大的经济效益和良好的社会效益,具有重要的研究开发意义。现今,传统的手工焊接已不能满足电子电工行业微型化、精密化的发展方向,这样,自动锡焊技术将显得具有重要的研究价值。在PCB板插件的焊接中,氢氧微火焰锡焊机具有生产效率高、对元器件无损等独特的优势,具有很广的应用前景。但在目前相关领域中,在对焊接焊点的温度控制、焊接工艺参数的优化及选择、优化焊接路径、控制焊接精度等方面还存在许多空白的地方。本文在样机研发的基础上,对其机械结构及控制系统进行了微调,然后再根据课题要求的技术指标,结合常用焊点质量检测方法,对完成焊接的焊点分别进行了质量检测,记录保存好实验结果作为后续研究的基础。接着通过查阅相关焊接资料及结合前面实验结果,引出焊接参数的参考值,依据参考值设计正交实验表,进行了完整的实验,收集归纳出大量有参考性的实验数据。随后进行了焊点温度场的检测,将测试结果与焊接结果相结合,归纳出对应的焊接参数组合,通过调节焊接参数以达到准确控制焊接温度场的要求,这为后续焊接工艺参数的优化提供了理论上的支持和参考。依据正交实验结果,利用BP神经网络算法对其工艺参数进行了优化,总结出最优工艺参数组合来满足技术指标,最后利用改进的蚁群算法对焊接路径进行了优化,并应提高了焊接的精度和效率。本文主要的贡献是:1.设计正交实验,并相应进行了实验,对焊点进行了质量检测;2.在焊接过程中,对焊点的温度进行了测试;3.依据PCB板焊接技术指标,在实验的基础上,归纳总结出最佳工艺参数组合;4.在焊接路径的优化上进行了研究,制定出行之有效的优化方法。
【学位授予单位】：深圳大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG409
【图文】：

微火,氢氧,用场

(d)金属首饰 (e)牙具 (f)金属连接器图 1-1 氢氧微火焰焊接应用场合气微火焰自动焊接设备的研发，将实现国内该类型焊接设备很大的突火焰微小（最小到 0.2mm）、不需要使用助焊剂、加热均匀、升温快，并且能够有效解决人工焊锡中存在的人力成本高、产品一致性差、[8]。该设备的研发将产生很大的经济效益和良好的社会效益，具有重[9]。锡焊机的发展现状题采用成熟的氢氧焰焊接工艺，定位于各种 PCB（印刷电路板）的焊由于在领域应用中氢氧发生器产生的火焰微小、聚焦，固称其为“微。CB 中插件电子组件焊接为例，目前的电子产品，集成度越来越高，

红外线激光,光学检测

图 1-2 红外线激光检测仪（左），AOI 光学检测仪（右）焊接温度场的研究现状度场的研究始于 20 世纪 30 年代，美国和前苏联科学家采用解析法研究焊接热，建立了经典焊接传热学的理论基础 Rosenthal-Rykalin 公式。此后，Adames 实验记录数据的办法整理归纳出焊接传热公式，进一步提高了精度。随后有限有限元法相继被引入其中[15]。内到20 世纪80 年代才开始对焊接热过程进行数值分析已经取得了很多的研究玉成，仝维维等在计算焊接热过程时考虑到了熔滴的作用，建立了一种新型复型，并在后续通过试验验证了复合热源模型的可靠性[16]。前，处在此领域发展前沿的技术为红外线热成像测温仪，知名厂商有美国菲力FLIR）、雷泰公司、福禄克电子仪器仪表公司等。红外测温仪的测温原理是黑律，众所周知，自然界中一切高于绝对零度的物体都在不停向外辐射能量，物辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系，物体

测温,产品

图 1-3 菲力尔测温产品工艺参数优化的研究现状艺参数的选择决定着最终焊点的质量，同时选择过程的难度也比较发展迅猛，需要在技术上的不断创新，在优化焊接工艺参数的技术法，并取得了许多的研究成果[18]。近些年来，科学家们将数学方法入到其中，取得了很好的成绩，其原理主要是通过合理的安排实验学模型来进行分析，得出优化结果。使用的优化方法有人工神经网络算法、遗传算法等优化算法。相比经网络更具优势，因为当实验样本较少的情况时，其能够实现快速本数量充足时，神经网络的性能表现更加突出。接过程存在不确定性、复杂性、多变量耦合性，所以在对其建立数困难，这也焊接领域一大难题。近年来，随着对神经网络研究的展

【参考文献】