金屬殼體常被用于精密器件的封裝,為器件提供支撐和保護(hù)作用。銦材料由于其熔點(diǎn)低、延展性和浸潤(rùn)性好、性能穩(wěn)定等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于非匹配或不耐高溫材料間的真空氣密封接。金屬殼體銦封接處漏氣是精密器件失效的直接原因之一,因此研究銦封技術(shù)對(duì)于提高腔體密封性及封接強(qiáng)度至關(guān)重要。為保證精密器件金屬封接件的氣密性和可靠性、實(shí)現(xiàn)封接件的無(wú)損返修,本文對(duì)精密器件殼體壓封工藝進(jìn)行了優(yōu)化,研制了殼體自動(dòng)壓封設(shè)備及銦封件拆卸實(shí)驗(yàn)裝置。以原子擴(kuò)散理論為基礎(chǔ),分析了銦封效果與封接溫度、封接壓力、保溫時(shí)間的關(guān)系。采用ANSYS Workbench軟件模擬得到腔體內(nèi)部不同器件動(dòng)態(tài)溫度場(chǎng)變化趨勢(shì),并進(jìn)行銦環(huán)變形模擬,得到工藝溫度和工藝壓力對(duì)封接質(zhì)量的影響規(guī)律,從而通過(guò)優(yōu)化封接工藝參數(shù)提高封接頭的質(zhì)量。仿真結(jié)果顯示,適當(dāng)提高上加熱裝置施加溫度,降低下加熱裝置施加溫度,增大封接壓力可得到氣密性和可靠性更好的殼體封接件。研制了帶有溫度、壓封力等控制系統(tǒng)的殼體自動(dòng)壓封設(shè)備�；谀K化設(shè)計(jì)思想,殼體壓封設(shè)備可分為熱壓裝置、定位裝置、調(diào)平裝置、控制系統(tǒng)等部分。其中,熱壓裝置除包括實(shí)現(xiàn)壓力、位移控制的閉式框架、導(dǎo)向結(jié)構(gòu)外,還包括上、下兩個(gè)加熱(溫控)裝置,實(shí)現(xiàn)封接溫度、壓力的閉環(huán)控制;定位裝置和調(diào)平裝置用于保證殼體的裝配精度。設(shè)備通過(guò)工控機(jī)自動(dòng)控制壓封的工藝過(guò)程,并采集壓封過(guò)程中溫度、壓力和位移等數(shù)據(jù)來(lái)實(shí)現(xiàn)壓封過(guò)程的精確控制。根據(jù)仿真結(jié)果和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)擬定了一組工藝曲線對(duì)殼體進(jìn)行封接,結(jié)果表明殼體封接件密封性能和強(qiáng)度優(yōu)良,能夠滿足封接要求。研制了能夠自動(dòng)分離殼體的殼體拆卸實(shí)驗(yàn)裝置。殼體拆卸裝置采用感應(yīng)加熱法熔化封接銦材料,主要由直線導(dǎo)軌、氣動(dòng)手爪、Z向位移平臺(tái)、拉伸彈簧等組成。殼體拆卸實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,采用該拆卸裝置能夠在不影響腔體內(nèi)精密器件的前提下分離上殼體和底板,實(shí)現(xiàn)精密器件殼體的無(wú)損返修和維護(hù)。目前,本文研制的金屬殼體壓封設(shè)備已投入實(shí)際生產(chǎn)中。采用優(yōu)化后的工藝曲線對(duì)精密器件進(jìn)行封裝,金屬封接件裝配精度較高,氣密性、強(qiáng)度和一致性良好,提高了精密器件銦封的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。殼體拆卸實(shí)驗(yàn)裝置能夠穩(wěn)定、快速地分離殼體,為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化殼體拆卸奠定了基礎(chǔ)。
【學(xué)位單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TH136
【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 熱銦壓封技術(shù)概述
    1.3 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 自動(dòng)化熱壓設(shè)備
        1.3.2 基于數(shù)值模擬辦法的熱壓工藝研究
    1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 精密器件殼體熱銦壓封工藝優(yōu)化
    2.1 殼體熱銦壓封過(guò)程分析
        2.1.1 粘接理論
        2.1.2 原子擴(kuò)散理論
        2.1.3 熱銦壓封工藝分析
    2.2 殼體熱銦壓封結(jié)構(gòu)性能分析
    2.3 殼體熱銦壓封溫度優(yōu)化
        2.3.1 傳熱分析理論
        2.3.2 加熱塊溫度均勻性分析
        2.3.3 熱銦壓封溫度場(chǎng)分析
    2.4 殼體熱銦壓封壓力優(yōu)化
        2.4.1 非線性結(jié)構(gòu)分析理論
        2.4.2 熱銦壓封變形分析
    2.5 本章小結(jié)
3 精密器件殼體熱銦壓封設(shè)備
    3.1 設(shè)備總體結(jié)構(gòu)概述
        3.1.1 設(shè)備主要功能
        3.1.2 設(shè)備主要性能指標(biāo)
        3.1.3 設(shè)備總體結(jié)構(gòu)
    3.2 熱壓裝置設(shè)計(jì)
        3.2.1 機(jī)身框架
        3.2.2 壓力執(zhí)行與檢測(cè)機(jī)構(gòu)
        3.2.3 加熱裝置
    3.3 定位裝置設(shè)計(jì)
    3.4 調(diào)平裝置設(shè)計(jì)
    3.5 殼體壓封實(shí)驗(yàn)
        3.5.1 殼體壓封工藝曲線
        3.5.2 殼體壓封實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
    3.6 本章小結(jié)
4 精密器件殼體拆卸實(shí)驗(yàn)裝置
    4.1 殼體拆卸問(wèn)題分析
    4.2 殼體拆卸加熱方案
        4.2.1 電磁感應(yīng)加熱法概述
        4.2.2 加熱設(shè)備選型及感應(yīng)線圈設(shè)計(jì)
    4.3 殼體拆卸實(shí)驗(yàn)裝置
        4.3.1 殼體拆卸方案
        4.3.2 實(shí)驗(yàn)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    4.4 殼體拆卸實(shí)驗(yàn)
    4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
致謝

【相似文獻(xiàn)】

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