[发明专利]一种智能金属悬臂梁的制作方法

摘要

一种智能金属悬臂梁的制作方法，所述悬臂梁由梁臂、立柱、底座组成，光纤光栅经化学镀结合电镀进行金属化保护后嵌入到梁臂表面。所述的梁臂表面开一半圆形凹槽，光纤光栅的嵌入采用化学镀结合电镀的方法，在化学镀电镀前均分别将金属板无需镀层的表面粘上绝缘胶布，通过控制电镀时间和电流大小，使光纤光栅完全嵌入金属基体；对嵌入光纤光栅部分多余凸起的电镀层进行打磨，使其形成完整平面，金属板恢复加工半圆形凹槽之前的形貌。本发明操作过程简单；与胶粘传感器的悬臂梁相比，服役温度范围得到提升，而且由于光栅直接嵌入金属，不存在有机胶接，因而长期预期可靠性大幅提高。

主权项

一种智能金属悬臂梁的制作方法，其特征在于：(1)所述金属悬臂梁结构包括梁臂、立柱、底座和光纤光栅；(2)取一根光纤光栅，光栅成栅部分为裸光栅,表面无任何保护层；在25～35℃温度下对其在敏化液中敏化后再在活化液中活化，时间分别为10～20min；然后进行化学镀镍后进行电镀镍,使其镍镀层厚度为20‑50μm；(3)制备梁臂,在需要埋入光纤光栅的表面铣削一条直径为0.5‑2.0mm半圆形凹槽；(4)对加工有半圆形凹槽的梁臂进行镀前预处理，将金属化光纤光栅的光栅部位放入半圆形凹槽,并用胶布把光纤光栅的尾纤一侧靠近半圆形凹槽部分与梁臂紧密结合固定，再将梁臂水平置于化学镀镍液中,在85～90℃温度时进行化学镀镍，时间为3～6h，形成厚度为5～8μm的化学镀层，使光纤光栅与梁臂固定、连通导电；(5)将化学镀后的梁臂和光纤光栅取出，取下绝缘胶布，换新的绝缘胶布重新粘在梁臂无需镀层的表面，在18～45℃时进行电镀镍，电流大小为6～8mA，时间为20～30h，直到光纤光栅完全埋入梁臂半圆形凹槽内；对埋入光纤光栅部分凸起的电镀层进行打磨，使梁臂表面平整；(6)采用TIG焊将梁臂、立柱和底座结合在一起，形成完成的悬臂梁结构，焊缝形貌为角焊缝。