电阻应变式传感器的贴片及焊接技术

电阻应变式传感器的贴片及焊接技术

焊接技术指的是在高温或者高压的条件下，将需要连接的材料连接成一个整体。目前，焊接技术逐渐朝着自动化、数字化、智能化的方向发展，并在各行各业均有广泛的应用。其中，其在传感器的制造中便发挥着至关重要的作用。传感器在实现信息的自动化检测和控制中的用途极为突出，但是随着科学及信息技术的发展，传统的焊接技术已经不能满足其对于传感器质量、准确性、灵敏性的需求。因此，笔者对焊接技术在传感器制造中的应用展开了较为系统的论述，以期促进传感器制造中焊接技术的创新与完善。

1 焊接技术与传感器制造的关系概述焊接技术是一项将两种或多种母料连接在一起的工艺，其具有效率高、花费低、连接稳固可靠、适于批量生产等优势，从而逐渐取代了传统的螺纹连接、黏结等连接工艺，广泛应用于工业、建筑业、机械制造业等领域。同时，传感器作为一种精密的检测装置，也使用了焊接技术进行制造，且随着焊接技术的发展进步，其在传感器制造中也得到了越来越迅速的发展应用。由于焊机类型各不相同，其焊接原理也存在差异，因此，为了更加高效便捷的完成传感器的制造，并保证其达到具体应用条件对其性能的要求，就要选择恰当的焊机。此外，还要在掌握焊接工艺基本要求与操作规范的基础上，不断改进创新工艺，以进一步提高传感器制造的效率，降低生产成本，避免安全隐患，为企业和社会创造更大的综合效益。

2 焊接技术在传感器制造中的具体应用

2.1传感器壳体间的焊接

在传感器的制造过程中，对焊技术是普遍使用的焊接工艺之一。对焊指的是将两个外径相同的母料焊接在一起。传感器种需要对焊的壳体的内部装有线缆、芯片、电路等零部件，因此，为了避免或者减小焊接对零部件的损坏，就需要在保证焊接强度足够使壳体牢固连接为一体的条件下，使焊接电流尽量维持在较小的范围内。此外，还要求在焊接结构上进行特殊的工艺设计，例如常用的焊唇结构，在焊接时，其不仅有利于热量的集中，还能在电流较小的条件下，使得需要对焊的壳体牢固的焊接为一体，并且在微束等离子焊接、氩弧焊中还能够有效减少焊弧偏移的程度。如果需要对较为复杂的壳体或者相贯面进行焊接，可以采用钎焊技术。在进行钎焊之前，要先按规范装配待焊接的零部件，然后在需要实施焊接的部位灌以焊料。在焊接前，需要把上述已灌注焊料的零部件放入高温炉中，焊料熔点较低，在高温作用下会逐渐熔化，从而达到焊接的目的。

2.2 波纹膜片的焊接传感器用于各种测量，并将检测到的信息以所需的形式输出。其中，用于测量压力的传感器要求把敏感芯片和被测介质分离开来，因此需要在制造传感器时焊接波纹膜片以起到分隔作用。通常来说，波纹膜片与需要与其相焊接的传感器部分的质量、厚度是不同的，因此，这类焊接技术以采用激光焊接、电子束等离子焊接等焊接工艺为宜。这些焊接技术具有美观、热影响较小、

焊接深宽比大等显著优势。最常用的焊接方法是激光焊接，操作时，首先要将电流和频率调节到最适值。一般情况下，应该在保证焊接面能够熔化的基础上，尽量减小电流值，同时增大频率。这样做的目的是保证焊接面焊接质量的良好，还能避免发生瞬间击穿波纹膜片的情况。从焊接结构方面考虑，最常选择的是夹持焊接技术，具体做法是：在焊接时把波纹膜片夹置于中间部位，其一侧采用的压环或者接头的质量和厚度都要相对大一些，并需要将其另外一侧与传感器壳体相焊接在一起。这样能够确保焊接的稳固可靠性，还可以更好的发挥波纹膜片的隔离作用。

2.3 管帽、管壳与传感器基座的焊接随着科学技术的发展进步，传感器逐渐具备了微型化、数字化、集成化、智能化、自动化等现代化设备的特点。为了与其上述性质相适应，管帽、管壳与传感器基座相互连接更多的采用了焊接技术，其焊接最常见的方式是电阻焊。电阻焊技术效率高，焊接质量及安全性更加可靠。在电阻焊的过程中，最值得注意的是，要尽量使两焊接面之间的接触电阻值保持较大值，这样可以有效减小焊接所产生的热影响。管帽、管壳与传感器基座的焊接结构采用的是增加焊接筋和焊接凸台的方式，这也有利于增大焊接面之间的接触电阻。此外，在工装方面，采用具有较好导热性能的材料（例如，铜和铝）；如果焊接面之间存有难以处理的油污、氧化物等杂质，或者待焊接的材料的导热率都比较高，可以选择使用电阻焊中的双波焊技术。在双波焊的操作过程中，首先释放出脉冲相对较小的电流，产生一部分热量加热零部件并清理

焊接面的油污、氧化物等，然后再放出脉冲相对较大的电流，使管帽、管壳和传感器基座牢固焊接在一起。

3.传感器在机电一体化系统中应用

3.1机器人用传感器工业机器人之所以能够准确操作，是因为它能够通过各种传感器来准确感知自身、操作对象及作业环境的状态，包括其自身状态信息的获取通过内部传感器（位置、位移、速度、加速度等）来完成，操作对象与外部环境的感知通过外部传感器来实现，这个过程非常重要，足以为机器人控制提供反馈信息。

3.2机械加工过程的传感检测技术

3.2.1 切削过程和机床运行过程的传感技术。切削过程传感检测的目的在于优化切削过程的生产率、制造成本或（金属）材料的切除率等。对于机床的运行来讲，主要的传感检测目标有驱动系统、轴承与回转系统、温度的监测与控制及安全性等，其传感参数有机床的故障停机时间、被加工件的表面粗糙度和加工精度、功率、机床状态与冷却润滑液的流量等。

3.2.2工件的过程传感。与刀具和机床的过程监视技术相比，工件的过程监视是研究和应用最早、最多的，多数以工件加工质量控制为目标。20 世纪80 年代以来，工件识别和工件安装位姿监视要求也提到日程上来。粗略地讲，工序识别是为辨识所执行的加工工序是否是工（零）件加工要求的工序；工件识别是辨识送入机床待加工的工件或者毛坯是否是要求加工的工件或毛坯，还要求辨

识工件安装的位姿是否是工艺规程要求的位姿。

3.2.3刀具（砂轮的检测传感。切削与磨削过程是重要的材料切除过程。刀具与砂轮磨损到一定限度（按磨钝标准判定）或出现破损（破损、崩刃、烧伤、塑变或卷刀的总称），使它们失去切（磨削能力或无法保证加工精度和加工表面完整性时，称为刀具

／砂轮失效。工业统计证明，刀具失效是引起机床故障停机的首要因素，由其引起的停机时间占NC类机床的总停机时间的1/ 5 1 ／3. 此外，它还可能引发设备或人身安全事故，甚至是重大事故。

3.3汽车自动控制系统中的传感技术。随着传感器技术和其它新技术的应用，现代化汽车工业进入了全新时期。汽车的机电一体化要求用自动控制系统取代纯机械式控制部件，这不仅体现在发动机上，为更全面地改善汽车性能，增加人性化服务功能，降低油耗，减少排气污染，提高行驶安全性、可靠性、操作方便和舒适性，先进的检测和控制技术已扩大到汽车全身。在其所有重点控制系统中，必不可少地使用曲轴位置传感器、吸气及冷却水温度传感器、压力传感器、气敏传感器等各种传感器。

4 结论

综上所述，由于焊接技术逐渐朝着自动化、数字化、智能化的

方向发展，并且其具有高效、环保、成本低、生产快捷等显著优势，由此，在传感器的制造行业中获得了越来越广泛的应用。焊接技术工人应该系统掌握不同焊接方法的操作规范、技术要领

和适用条件，使得焊接技术更好的应用于传感器的制造工艺中，创造