调频感应式液态金属电磁泵

调频感应式液态金属电磁泵属于印制电路板的自动焊接设备中泵送液态金属软钎料的机电装置技术领域。

在电子元器件组装焊接中，由于电子元器件的集成化和小型化，电路板的安装密度越来越高，间距越来越小，传统的手工焊接已远不能适应，因而产生了波峰焊接工艺，但用单波峰和双波峰机械泵焊接贴片元件，其可靠性差。因而双波峰电磁泵就是实施这种工艺过程的必要的装置之一。目前国内已研制出这类电磁泵，如“一种新型液态金属软钎接电磁泵”（申请号：90216207.1，公告号CN2077921U），该泵属于单相感应泵，与其它泵相比较，具有无机械噪音、无电极、无磨损、波峰较平稳和焊接质量较好的优点。但是，还存在一些缺陷。如由于电磁耦合状态所致，效率只有25％，波峰高度低且不易调节。

本发明的目的是进一步的提高电磁泵的工效，即使电磁感应泵的推力体积比，推力质量比和推力功率比，在同等的性能价格比的条件下，做到体积下，重量轻和用料少；可通过调频电源和计算机系统，对焊接的波峰高度实现自动实时调整控制，以提高焊接工艺的可靠性。

要求保护的实用新型的技术方案如下：

调频感应式液态金属电磁泵由单边式直线电机初级定子铁芯及其绕组、液态金属容器、沟道和泵咀组成。液态金属容器为“T”型结构，“T”型的纵向部分内设有两条对称式的纵向沟道，沟道的截面呈矩形，沟道的一端与泵咀相连通，另一端与液态金属容器相连通。液态金属容器的纵向部分镶嵌于一个绕有绕组的单边道式直线电机的定子铁芯中，横向部分置于铁芯上，与铁芯的上平面相贴。电磁泵设有两个泵咀，它们分别与两个对称式的 纵向沟道相连。单边式直线电机初级定子铁芯的绕组可以是两相或三相的。沟道的结构可以是单沟道垂直配置；也可以单沟水平配置，有一个泵咀与沟道相连。

下面结合实施例并对照附图对技术方案再作进一步地描述。

图1是调频感应式液态金属电磁泵的正视方向结构示意图。图2是其顶视方向结构示意图。图3是图1中A－A方向的剖视图。图4是图1中B－B方向的剖视图。在以上各视图中，1——三相定子铁芯，其尺寸为218（长）×150（宽）×70（高）立方毫米。2——三相定子绕组，为三相两极双层整距绕组。3——沟道，设有两条与纵向平行的沟道，它们相当于直线电机的次级，位于“T”型结构液态金属容器的纵向部位中，沟道的一端与泵咀相连通，另一端与液态金属容器相连通，沟道的截面呈矩形，沟道的尺寸为：240（长）×250（宽）×10（高）立方毫米，用马氏体不锈钢2Cr13（即二铬十三）制成。4——液态金属容，为“T”型结构，其纵向部分内设有两条对称的纵向沟道，横向顶部内设有两个泵咀，容器的纵向左右两侧镶嵌于有三相两极双层整距绕组的单边式直线电机的定子铁芯中，横向部分置于铁芯上，与铁心的上平面相贴。可容焊料130公斤，由1Cr18构成。5——液态金属，可为铅锡焊料，置于液态金属容器之中。6——双向宽平面波泵咀，喷射双向非对称宽平面波，用不锈钢制成，其泵咀出口的横截面尺寸为250×30平方毫米。7——空心波（紊流波）泵咀，喷射紊流波，泵咀出口横截面为250×2.5平方毫米。8——档板，防止焊料喷出界外，由不锈钢制成。

调频感应式液态金属电磁泵的工作过程如下：当给三相定子铁芯绕组（2）通以三相对称的交流电时，则在定子铁心（1）附近的空间，特别是沟道（3）内的空间，产生三相行波磁场， 并以同步速度Vs=2 f（式中 为极距，f为电源频率）切割沟道（3）中的液态金属焊料（5），沟道焊料相当电许多同心矩形线圈，它在行波磁场的切割下感应出栅状电流，此电流与行波磁场相互作用，产生电磁推力，其方向由电动机左手定则确定。因而使得液态金属容器（4）中的铅锡焊料从沟道（3）的底部进入，在沟道（3）内由下至上运动，即形成垂直推力，以直接推动液态金属液体从泵咀中喷出，形成一定扬程的波峰用于焊接。由于本装置采用三相电源，电流负荷基本均匀地分布在铁芯表面等效气隙平面内，由于沟道与线圈、铁芯间紧贴，因此，初级和次级间实施紧密耦合，磁路很短，因此，效率和利用率较高。

该型号的调频感应式液态金属电磁泵的主要技术参数如下：

外形尺寸（包括加热装置）：350（长）×400（宽）×420（高）立方毫米

整机净重：150公斤

波峰数：双波峰

波峰高度：30毫米

焊接温度：200～260℃

电源：2×0.75千瓦，三相，调频

本实用新型与背景技术相比具有以下有益的效果：

1、无机械噪音、无电极、无磨损；

2、体积小，用料少，重量轻，推力体积比大；

3、工效高，推力输入功率比高；

4、焊料容量小，推力质量比大；

5、与调频电源、高度检测传感器配套使用，即可对波峰高度进行闭环实时控制；

6、自动化程度和可靠性高。