采用5层10μm 厚的0Cr18Ni9不锈钢箔进行实验, 制 备 一 组 高 度 尺 寸 为50μm 的 微 型 腔。首先的 工 艺 路 线 初 步 叠层出一组三维微型腔试样, 然后进行高度测量。初步叠层的三维微型腔的最大高度为93.33μm, 最小高度为65.79μm, 远大于设计高度。造成上述误差的原因是: 在飞秒激光切割之前仅对微型腔的各层钢箔点焊了8个稳控点, 其目的是防止钢箔的水平窜动, 以保证切割精度, 但这8个稳控点不可能实现整个微型腔实体区域范围内、 不锈钢箔之间的完全连接, 因此各层不锈钢箔之间不可避免地会存在间隙, 而这种间隙是造成上述误差的主要原因 。
为了保证微型腔高度方向上的尺寸精度,需要继续依工艺路线将初步叠层的微型腔再次移至电阻焊工位,通过电阻滑焊的方式消除不锈钢箔之间的间隙。采用的滑焊工艺与传统的电阻焊工艺中的缝焊类似,缝焊工艺通过圆盘形电极的滚动以及数千安培的焊接电流作用下完成较厚钢板的焊接,而滑焊则是通过细微棒电极的滑动完成钢箔的连接。在滑焊过程中,当焊接电流过大时,焊接件之间会形成熔核,并且在熔核的周围会产生严重变形,这种变形会大大地影响焊接件高度方向上的尺寸精度。所以,在Micro-DLOM工艺中,为了保证微型腔高度方向上的尺寸精度,要避免熔核的产生。通过上述分析,所采用的焊接方式为:在尽量小的焊接电流作用下,通过细微棒电极的多次放电滑焊、以热扩散的方式完成不锈钢箔之间连接 。
滑焊工艺参数包括焊接电压、焊接压强、预压时间、放电时间、冷却时间以及放电次数。焊接电压是指在焊接过程中,棒电极和铜板电极之间所施加的电压,焊接电压越大,焊接电流就越大,也就越容易形成熔核。因此,焊接电压应越小越好,并将该值设为0.21V(低于这一电压很难形成牢固连接);焊接压强是棒电极压紧微型腔时的压强,过小的焊接压强会使焊接过程产生打火现象,而过大的焊接压强则会导致微型腔变形,通过实验将焊接压强确定为0.2MPa;放电时间为棒电极放电一次的时间,放电时间越大,越容易形成熔核,通过实验将其确定为10ms;预压时间是指从棒电极压紧微型腔到棒电极开始放电的时间,而冷却时间则是棒电极放电的间隔时间,这两个参数对滑焊工艺的影响不大,因此分别将其设为100ms和10ms;放电次数是棒电极焊接一次电阻焊机施加的电脉冲的个数,在上述参数设定的情况下,该值对滑焊的影响最大 。