专利名称：一种使线绕电位器局部短路的激光微细熔覆方法
技术领域：
本发明属于电位器制作领域和激光微细加工技术领域，具体涉及一种使线绕电位器局部短路的激光微细熔覆方法，它将激光微细熔覆技术用于线绕电位器的阻值调整。
背景技术：
电位器是在控制系统、仪器仪表、电子设备、电气测量装置、电子计算机等技术领域获得广泛应用的简单通用的机电元件。
任何电位器都具有五个基本部分电阻元件、引出端方式、触点或电刷、驱动机构或轴以及壳体或外罩。电位器的核心是电阻元件，它对电位器的所有电气参数都会有某种程度的影响。电阻元件通常分线绕的与非线绕的两大类。线绕电位器是将电阻合金丝绕在绝缘骨架上制成电阻元件的电位器。电阻合金丝的直径很细，一般为0.005～0.025mm，常用材料有镍络合金、铜镍合金和金铂合金。最常用的骨架是有一定长度的覆有绝缘漆的铜丝。用自动绕线机按照一定的设计规律，将电阻合金丝整齐地排绕在绝缘骨架上。
在实际工程应用中，需要将电阻器的某一部分短路，从而改变线绕电位器的阻值特性。一般的短路方法包括如下几种(1)采用钎焊方法将导电金属片(铜片或者银片)钎焊在指定位置，完成相应部位的钎焊。该技术的特点是工艺简单，设备成本低，不足之处在于需要短路的部位定位困难，尺寸精度无法有效保证；(2)采用脉冲激光穿透焊的方法，将导电金属片焊接在指定位置。该技术中金属片与电阻丝的结合强度高，缺点在于激光束容易穿透金属片并将电阻丝烧断，因此加工的成品率不高。
发明内容
为了克服以上制作方法的不足，本发明的目的是提供一种使线绕电位器局部短路的激光微细熔覆方法，该方法具有工艺简单、定位精确高、成品率高的特点，可以满足电位器精确短路的要求。
本发明提供的一种使线绕电位器局部短路的激光微细熔覆方法，其步骤包括(1)清洗线绕电位器绕阻需要短路的部位；(2)将导体浆料预置在绕组短路部位上，使该短路部位掩埋在导体浆料中，其中导体浆料中的金属粉末的粒径≤20μm；(3)将上述绕组烘干，使导体浆料中的有机溶剂挥发；(4)利用脉冲或者连续激光束按照预定轨迹对上述导体浆料涂层表面进行扫描，使导体浆料中的粘结相固化；使用连续激光器时，激光光束的光斑直径为20μm～100μm；激光功率为1W～50W；激光扫描速度为1mm/s～50mm/s；使用脉冲激光器时，激光功率为10-120瓦，脉宽为1-20毫秒，激光扫描速度为1mm/s～50mm/s；(5)清洗未经过激光辐照的多余导体浆料。
本发明首次利用激光微细熔覆技术来实现线绕电位器局部精确短路。其核心关键在于，短路位置及形状由数控软件精确控制，采用激光处理时，通过控制激光工艺参数，使得在激光作用过程中，导体浆料中的粘结相熔化或软化，激光束移开后，粘结相重新凝固或者固化，将各种成分粘结在一起形成一个致密的膜，该膜覆盖在电位器所需要短路的部位，使其短路，达到调节阻值的目的。与现有制备工艺相比，本发明方法具有如下特点(1)与钎焊方法相比，本发明方法短路定位精度高，受人为因素影响少，短路范围可精确控制；(2)与脉冲激光穿透焊相比，本发明方法不会烧断电阻丝，对骨架上的绝缘漆不会造成任何的损坏。
具体实施例方式
激光微细熔覆技术是以固体或者半固态的功能材料或者其前驱体作为熔覆材料，采用连续或脉冲激光辐照，使熔覆材料内部、熔覆材料与基材界面发生物理、化学作用，使得导体浆料与电位器绕组表面紧密结合的工艺过程。下面以实例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1电位器绕组骨架直径Φ14mm，电阻丝直径为Φ0.02mm，每匝间距为0.02mm。首先用酒精清洗线绕电位器绕阻需要短路的部位，再采用刮板或微型喷嘴，将导体浆料预置在绕组的两端。所采用的导体浆料中，选用5～8μm的片状Ag粉，含量为70％。将上述绕组烘干，使导体浆料中的有机溶剂挥发。利用激光束按照程序预定轨迹对上述导体浆料涂层表面进行扫描，加工弧度为40°，中间空隙为5°，使导体浆料中的粘结相固化；激光器为平均输出功率50W Nd:YAG，激光光斑直径为0.02mm，激光加工时的实际使用功率为30W。激光辐照以后，采用有机溶剂清洗掉未经激光处理的导体浆料，即获得所需要的短路。所制得的短路导电性能好，表面光泽、无气孔、裂纹等缺陷，强度适中，耐摩擦，能够很好地实现对电阻器的定区域短路功能。
实施例2导体浆料、电位器绕组和激光器如实施例1，利用激光束按照程序预定轨迹对上述导体浆料涂层表面进行扫描，加工弧度为6°，位于绕组的中间部位，所得到的微细熔覆层导电性能好，短路范围精确，表面光泽、无气孔等缺陷，耐摩擦，能够很好地实现对电阻器的定区域短路功能。
实施例3导体浆料和电位器绕组如实施例1，绕组位于激光焦点处，采用脉冲输出Nd:YAG灯泵浦固体激光器，激光器的最大平均功率120W。激光加工时，采用平均输出功率为65W，脉宽为10ms，工作台速度为50mm/s，所制得的短路，导电性能好，表面光泽、无气孔、裂纹等缺陷，耐摩擦，抗震能力好，能够很好地实现对电阻器的定区域短路功能。
实施例4导体浆料和电位器绕组如实施例1，绕组位于激光焦点处，采用Nd:YAG脉冲激光器，将激光器的平均输出功率调至45W，脉宽15ms，工作台速度为5mm/s，所制得的短路，表面光泽、无气孔、裂纹等缺陷，强度高，抗震能力好，能够很好地实现对电阻器的定区域短路功能。
实施例5导体浆料、电位器绕组如实施例1，激光器选用50W连续镱光纤激光器，波长为1071.33nm，激光功率输出8W，工作台速度为3mm/s，所制得的激光微细熔覆层，表面光泽、无气孔、裂纹等缺陷，能够很好地实现对电阻器的定区域短路功能。
实施例6导体浆料、电位器绕组如实施例1，激光器选用50W连续镱光纤激光器，波长为1071.33nm，激光功率输出25W，工作台速度为50mm/s，所制得的激光微细熔覆层，表面光泽、无气孔、裂纹等缺陷，耐磨，抗震，能够很好地实现对电阻器的定区域短路功能。
权利要求
1.一种使线绕电位器局部短路的激光微细熔覆方法，其步骤包括(1)清洗线绕电位器绕阻需要短路的部位；(2)将导体浆料预置在绕组短路部位上，使该短路部位掩埋在导体浆料中，其中导体浆料中的金属粉末的粒径≤20μm；(3)将上述绕组烘干，使导体浆料中的有机溶剂挥发；(4)利用脉冲或者连续激光束按照预定轨迹对上述导体浆料涂层表面进行扫描，使导体浆料中的粘结相固化；使用连续激光器时，激光光束的光斑直径为20μm～100μm；激光功率为1W～50W；激光扫描速度为1mm/s～50mm/s；使用脉冲激光器时，激光功率为10-120瓦，脉宽为1-20毫秒，激光扫描速度为1mm/s～50mm/s；(5)清洗未经过激光辐照的多余导体浆料。
全文摘要
本发明公开了一种使线绕电位器局部短路的激光微细熔覆方法，步骤包括①清洗线绕电位器绕阻需要短路的部位；②将导体浆料预置在绕组短路部位上，使该短路部位掩埋在导体浆料中，其中导体浆料中的金属粉末的粒径≤20μm；③将上述绕组烘干，使有机溶剂挥发；④利用激光束对导体浆料涂层表面进行扫描，使粘结相固化；使用连续激光器时，激光光束的光斑直径为20μm～100μm；激光功率为1W～50W；激光扫描速度为1mm/s～50mm/s；使用脉冲激光器时，激光功率为10－120瓦，脉宽为1－20毫秒，激光扫描速度为1mm/s～50mm/s；⑤清洗未经过激光辐照的多余导体浆料。本发明具有工艺简单、定位精确高、成品率高的特点，可以满足电位器精确短路的要求。
文档编号H01C17/04GK1913051SQ20061001976
公开日2007年2月14日 申请日期2006年7月31日 优先权日2006年7月31日
发明者曾晓雁, 李祥友, 蔡志祥 申请人:华中科技大学