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光纤传感器超声波焊接嵌入1100铝箔

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-03-11  来源:中国电镀网  浏览次数:2316   关注:加关注
核心提示:光纤传感器超声波焊接嵌入1100铝箔李玉龙1,2,李伟3,王非凡1,刘富平1(1.南昌大学机电工程学院机器人与

光纤传感器超声波焊接嵌入1100铝箔

李玉龙1,2,李伟3,王非凡1,刘富平1

(1.南昌大学机电工程学院机器人与焊接自动化重点试验室,南昌330031;2.哈尔滨工业大学现代焊接生产技术国家重点实验室,哈尔滨1500013.中国特种设备检测研究院,北京100013)

摘要:为了对光纤进行金属嵌入式封装,对T2紫铜与1100(L4)纯铝进行了超声波焊接试验,在焊接过程中进行了光纤传感器的嵌入试验.嵌入的光纤传感器分别选用裸光纤、化学镀层保护光纤、化学镀+电镀层保护光纤,对嵌入效果进行了比较.采用拉伸试验的方法对嵌入强度进行了测试;采用光检测计检测了嵌入后的光强损失.结果表明,纯铝箔可以做为光纤传感器金属封装的基体材料;化学镀加电镀的方法可以作为光纤保护方法;电镀光纤超声嵌入铝箔后光强损失0.22dB;金属化光纤嵌入铝箔拉伸力达到45N.

关键词:超声波金属焊;光纤光栅;电镀;化学镀;光纤智能金属结构

中图分类号:TG453+.9;TN253文献标识码:A文章编号:0253-360X(2011)03-0009-04

0序言

光纤光栅传感器(FGB)具有不受电磁干扰、信号带宽大、灵敏度高、容易实现复用、质轻、结构紧密、适合在高温、腐蚀或危险性环境使用等优点,在航空航天、战车、核反应堆、大型建筑、矿山以及油井等特殊场合的安全检测方面具有广泛应用前景[1-3].

将光纤光栅集成在基体材料中获得智能结构具有感知外界和内部状态与特性变化,并能根据变化的具体特征对引起变化的原因进行辩识,从而采取相应的最优或近优控制策略以作出合理响应.具体地说该结构具有检测、通信、动作等功能[4,5].

超声波焊接是利用超声波高频振动,在静压力作用下将弹性振动能转变为工件间摩擦功、变形能,为焊件进行局部清理和加热焊接的一种焊接方法[6-8].超声波焊接不存在热传导与电阻率问题,因此对于有色金属箔片、带材及细丝都能有效进行焊接,在电子、电器、包装、航空航天及核能等各种工业领域,超声波焊有着广泛的应用.在前面工作中发展了光纤传感器的金属化保护方法、建立了光纤光栅温度传感模型[9,10],并采用钎焊方法将传感器嵌入了42CrMo钢中[11].由于超声波焊的方法具有速度快、热输入小等优点,文中提出采用超声波金属焊的方法,在焊接过程中将光纤传感器嵌入金属中,使金属材料具有自我监测温度、应变的能力.为此进行了金属铜、铝的超声波焊试验;在焊接过程中嵌入了表面裸露、化学镀保护、电镀保护的光纤传感器;测试了光纤嵌入纯铝的强度,检测了嵌入前后的光强变化.

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