一种用于光学组件激光间接辐射热传导钎焊的焊接结构及其使用方法

本发明涉及激光钎焊，具体涉及一种用于光学组件激光间接辐射热传导钎焊的焊接结构及其使用方法。

背景技术：

1、随着光学技术的发展，各种光学设备的设计趋向于高精度化、结构紧凑化，这必然要求其内部光学系统逐渐朝着高精度化、微小化的方向发展，进而对光学系统中光学组件的装配固定提出了更高的要求。

2、现有的光学组件装配固定的方法主要包括胶粘剂粘接、机械固定以及融化焊接等。申请号为202311056444.2的专利公开了一种粘接固定工艺，采用光固化胶对光学元件和电路板之间进行多点粘接后进行光照固化。这种固定方法简单有效，但胶水长时间容易老化导致光学元件脱落。申请号为201711066593.1的专利公开了一种光学元件固定结构及光学设备，利用三个受力方向不同的弹性延伸部件施加的压力固定光学元件。但对于微小尺寸的光学元件来说，机械装置结构复杂，体积较大，难以有效利用。申请号为202310844247.0的专利公开了一种基于飞秒激光焊接的光学元件固定装置，利用飞秒激光焊接光学元件支架进行固定。融化焊接方法焊接速度快，焊接效果好，但其热影响区较大，对光学元件支架造成损伤，难以重复利用。

3、激光钎焊工艺方法简单，操作难度低，利用激光钎焊工艺连接的组件性能好、可靠性高、产品一致性好，因此广泛应用于各种产品的装配固定中。激光间接辐射热传导钎焊技术是在激光加热后通过热传导的方式使钎料受热融化焊接，具有能量密度高、焊接速度快、几乎没有焊接变形等优点，可极大提高焊接质量。如何将激光间接辐射热传导钎焊技术应用于光学组件的装配固定上，是研究的一项新课题。

技术实现思路

1、鉴于上述的分析，本发明提出了一种结构简单、适应性强的用于光学组件激光间接辐射热传导钎焊的焊接结构。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种用于光学组件激光间接辐射热传导钎焊的焊接结构，包括光学组件安装板1、钎料2、导热片、连接螺钉、光学组件7；

3、所述导热片呈腰圆形，连接在光学组件安装板1上，导热片的连接位置与光学组件7安装位置相对应；光学组件7包括光学元件8和光学元件调整座11；

4、所述光学组件安装板1沿着导热片边缘进行部分切割，保留一个半圆弧与光学组件安装板1连接，形成宽度均匀的切缝；

5、所述光学元件调整座11的四周螺纹孔安装连接螺钉；所述连接螺钉上部为标准螺纹，下部为半球结构，与导热片点接触；光学元件调整座11上表面设有定位凸台，光学元件8于定位凸台上定位，通过调节连接螺钉上部旋入螺纹孔的深度，调整光学元件8的高度和角度；

6、所述光学元件调整座11底面四周加工有凹槽结构，用于容纳钎料2，以及避免在安装时与导热片产生位置干涉。

7、所述导热片通过电镀或真空钎焊方式连接在光学组件安装板1上；所述光学元件8通过胶粘剂进一步粘接于光学元件调整座11上。

8、采用用于光学组件激光间接辐射热传导钎焊的焊接结构的使用方法，具体包括步骤如下：

9、步骤1、首先在光学组件安装板1上表面附着4片大小一致的腰圆形导热片，导热片与光学组件安装板1之间保证连接强度，附着位置与光学组件7的安装位置相对应；

10、步骤2、沿着导热片的边缘对光学组件安装板1进行部分切割，保留一个半圆弧与光学组件安装板1连接，形成宽度均匀的切缝；

11、步骤3、在光学元件调整座11上表面涂抹胶粘剂，通过其上表面的定位凸台对光学元件8进行定位，光学元件8与光学元件调整座11通过胶粘剂粘接构成光学组件7；

12、步骤4、将光学组件7放置在光学组件安装板1预定位置，将连接螺钉旋入光学元件调整座11四周螺纹孔内，使得连接螺钉下部半球结构与导热片接触；

13、步骤5、调节四个连接螺钉旋入螺纹孔的深度，对光学组件7的高度和角度进行调整；

14、步骤6、高度和角度调节完成后，将钎料2放置在凹槽内部的连接螺钉与导热片接触处，将焊接激光依次对准导热片外侧，远离钎料位置处进行加热，依靠导热片传热融化钎料2，完成光学元件调整座11四周连接螺钉与导热片的焊接，最终将光学组件7固定在光学组件安装板1上。

15、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

16、(1)本发明采用激光间接辐射热传导钎焊技术，在光学组件安装板表面预先附着导热片，激光加热导热片的一侧，通过热传导方式使得另一侧的钎料受热融化，具有加热速度快，焊接应力小等优点。

17、(2)本发明使用线切割加工技术沿导热片边缘对光学组件安装板进行部分切割，形成切缝，在保证光学组件安装板强度的基础上，降低了热量向光学组件安装板的传导速度，并且有效降低热影响区的大小。

18、(3)本发明所述的用于光学组件激光间接辐射热传导钎焊的焊接结构具有结构简单，适应性强等优点，对光学元件的形状没有要求，可实现不同材质的光学元件调整座与光学组件安装板之间的连接固定。

技术特征：

1.一种用于光学组件激光间接辐射热传导钎焊的焊接结构，其特征在于，所述用于光学组件激光间接辐射热传导钎焊的焊接结构包括光学组件安装板(1)、钎料(2)、导热片、连接螺钉、光学组件(7)；

2.根据权利要求1所述的用于光学组件激光间接辐射热传导钎焊的焊接结构，其特征在于，所述导热片通过电镀或真空钎焊方式连接在光学组件安装板(1)上；所述光学元件(8)通过胶粘剂进一步粘接于光学元件调整座(11)上。

3.一种采用权利要求1-2任一所述的用于光学组件激光间接辐射热传导钎焊的焊接结构的使用方法，其特征在于，具体包括步骤如下：

技术总结
本发明属于激光钎焊技术领域，公开了一种用于光学组件激光间接辐射热传导钎焊的焊接结构及其使用方法，包括光学组件安装板、光学组件、光学元件调整座、连接螺钉、导热片。导热片连接在光学组件安装板上，与光学组件安装位置对应，沿导热片边缘对光学组件安装板部分切割，保留一个半圆弧相连，形成切缝。使用时，光学组件放置在光学组件安装板预定位置，将连接螺钉旋入四周螺纹孔中，通过调整连接螺钉旋入螺纹孔的深度调节光学组件高度和角度，最后将焊接激光依次对准导热片远离钎料覆盖处加热，依靠导热片传热融化钎料，完成光学组件的焊接固定。本发明结构简单，适应性强，采用激光间接辐射热传导钎焊技术，具有加热速度快，焊接应力小等优点。

技术研发人员：王晓东,乔晓旭,罗怡,尚康
受保护的技术使用者：大连理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/8/15