[發明專利]波紋管型自調式J-T制冷器、充氣焊接工裝和充氣焊接方法

在審

• 申請號: 202110861627.6
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113649693A
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 馬艷紅;徐慶松;韓蓬磊;李勉;賈學山;梁進智
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十一研究所
• 主分類號: B23K26/21
• 分類號: B23K26/21;B23K26/70
• 代理公司: 工業和信息化部電子專利中心 11010
• 代理人: 羅丹

本發明公開了一種波紋管型自調式J?T制冷器、充氣焊接工裝和充氣焊接方法。波紋管型自調式J?T制冷器充氣焊接工裝包括：充氣設備，具有適于容納波紋管型自調式J?T制冷器的充氣密封腔室，充氣密封腔室具有窗口；充氣設備還包括適于從充氣密封腔室抽氣的抽氣裝置以及適于往充氣密封腔室充氣的充氣裝置；激光器，位于充氣密封腔室外，激光器用于產生適于穿過窗口的激光，以焊接波紋管型自調式J?T制冷器的金屬充氣管。采用本發明，可有效解決錫焊在充氣壓力過高時無法焊接的缺陷；激光焊接方法焊接熔深可以有效的保證充氣腔充氣焊接的氣密性和可靠性，保證J?T自調式制冷器的一致性；同時大大提高所充氣體的純度降低水汽含量，減少冰凍的可能性。

技術領域

本發明涉及低溫制冷技術領域，尤其涉及一種波紋管型自調式J-T制冷器、充氣焊接工裝和充氣焊接方法。

背景技術

J-T制冷器作為紅外探測器杜瓦制冷組件(IDDCA組件)的重要組成部分，其主要作用是冷卻紅外探測器，為紅外探測器提供低溫工作環境，降低紅外探測器噪聲，提高紅外探測器的靈敏度和分辨率，進而提高紅外成像效果。

第二代焦平面探測器組件普遍采用自調式制冷器。自調式制冷器通常采用波紋管作為調節元件，根據被冷卻組件溫度的波動自動調節流量。波紋管型自調式J-T制冷器充氣腔內充有一定壓力的工質氣體，波紋管處于壓縮狀態。工作過程中，高壓氣體從管路進氣口進入制冷器內部，經過熱交換管到達節流孔，高壓氣體經過小孔后體積迅速膨脹，壓力急劇降低，根據焦耳-湯姆遜效應原理，壓降后的氣體大幅降溫，冷卻探測器芯片，然后通過熱交換器外部間隙排出。同時充氣腔中氣體被快速冷卻，甚至液化致使充氣腔的壓力降低，從而打破波紋管初始壓縮狀態的平衡，波紋管做伸長運動，帶動傳動機構向制冷器尾部移動，使閥針針尖伸入節流孔內，節流孔變小甚至關閉從而控制了氣體的消耗。當溫度升高后，充氣腔內的氣體壓力升高，使波紋管壓縮，閥針從節流孔處移出，打開節流孔。波紋管型自調式J-T制冷器是能夠實現制冷溫度、制冷流量和制冷功率自動調節的制冷器。

對充氣腔的充氣密封是實現制冷器自動調節的基礎。通常制冷器的充氣腔會留出一個細管作為充氣密封接口，稱為充氣管，制冷器通過充氣管向充氣腔內充滿一定壓力的工質氣體后，將充氣管管口密封。傳統的充氣管密封工藝采用錫焊，將焊料、助焊劑、電烙鐵、制冷器一同置于密封的充氣設備內，充氣設備完成抽真空后，根據設計的充氣壓力和充氣工質，將設備內充滿一定壓力的工質氣體，這時制冷器充氣腔也充滿了一定壓力的工質氣體，對制冷器充氣管焊接點涂抹助焊劑，使用電烙鐵進行封焊，焊接完成將制冷器從充氣設備中取出。這種充氣密封方式可以實現制冷器充氣腔的密封性，焊點可靠性較好，可以滿足制冷器的應用需求，但是由于助焊劑、焊料、電烙鐵同時置于充氣設備內，制冷器充氣腔內易混入水氣及雜質氣體，對制冷器性能及可靠性會產生一定影響；同時由于充氣設備內的工質氣體有一定壓力，電烙鐵功率有一定限制，當設計的充氣壓力過高時，焊料較難融化，無法實現錫焊焊接密封。

發明內容

本發明實施例提供一種波紋管型自調式J-T制冷器、充氣焊接工裝和充氣焊接方法，用以解決現有技術中充氣管密封工藝充氣密封性能差的問題。

根據本發明實施例的波紋管型自調式J-T制冷器充氣焊接工裝，包括：

充氣設備，具有適于容納所述波紋管型自調式J-T制冷器的充氣密封腔室，所述充氣密封腔室具有窗口；

所述充氣設備還包括適于從所述充氣密封腔室抽氣的抽氣裝置以及適于往所述充氣密封腔室充氣的充氣裝置；

激光器，位于所述充氣密封腔室外，所述激光器用于產生適于穿過所述窗口的激光，以焊接所述波紋管型自調式J-T制冷器的金屬充氣管。

根據本發明的一些實施例，所述窗口為玻璃件。

根據本發明的一些實施例，所述波紋管型自調式J-T制冷器充氣焊接工裝，還包括：

放大成像設備，用于輔助所述激光器焊接。