焊接技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中一直發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。近年來，備受關(guān)注的激光錫焊已成為焊接技術(shù)領(lǐng)域的一股新力量。今天，松盛光電將深入了解激光錫焊的工藝原理、方法和參數(shù)設(shè)置，并探索其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用場(chǎng)景。

激光錫焊的工藝原理

同軸測(cè)溫視覺單聚焦激光錫焊頭圖示

激光錫焊的工藝原理主要是利用激光作為加熱光源，通過傳輸光纖與激光焊接頭的配合，將激光聚焦于焊接區(qū)域。焊接區(qū)域吸收激光能量迅速加熱熔化焊料，然后停止激光冷卻焊接區(qū)域，焊料凝固，形成焊點(diǎn)，因?yàn)橹痪植考訜岷附訁^(qū)域，整個(gè)部件的其他部分幾乎不受加熱影響，焊接激光照射時(shí)間通常只有數(shù)百毫秒。非接觸焊接對(duì)焊盤沒有機(jī)械應(yīng)力影響，空間利用率較高。在這個(gè)過程中，激光輻射能轉(zhuǎn)換成熱能，使錫材迅速熔化，從而完成焊接。

激光錫焊工藝方法及參數(shù)設(shè)置

各種金屬吸收率圖示

激光焊錫的工藝方法和參數(shù)設(shè)置對(duì)焊接質(zhì)量至關(guān)重要。在選擇激光錫焊系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮激光功率、波長(zhǎng)、焦距、焊接速度/時(shí)長(zhǎng)、溫度模式還是功率模式等參數(shù)，并根據(jù)具體的焊接材料進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。在實(shí)際焊接中，還需要考慮焊接材料的涂層、表面狀態(tài)、導(dǎo)熱性、透過率和吸收率等因素，以確保焊接點(diǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性和可靠性。

1、激光功率

光纖激光自出現(xiàn)以來具有獨(dú)特的技術(shù)特點(diǎn)：光波導(dǎo)傳輸，靈活與機(jī)器人合作，適合大規(guī)模生產(chǎn);使用壽命長(zhǎng)，半導(dǎo)體激光經(jīng)過5萬小時(shí)循環(huán)試驗(yàn)，適合長(zhǎng)期連續(xù)生產(chǎn);結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于生產(chǎn)、組裝和維護(hù)，與硬光路專業(yè)精密組裝調(diào)試相比，光纖激光生產(chǎn)一般普通人員，生產(chǎn)組裝要求低，易于大規(guī)模生產(chǎn);光電轉(zhuǎn)換效率高，普通光纖激光轉(zhuǎn)換效率一般為25-30%(976nm泵浦技術(shù)方案光電轉(zhuǎn)化率為40%以上)，是CO2的3倍以上，使得運(yùn)營(yíng)成本低。

2、光斑大小

光束斑點(diǎn)的大小是激光焊接中最重要的變量之一，因?yàn)樗鼪Q定了功率密度。光束焦點(diǎn)衍射極限光斑的大小可以根據(jù)光衍射理論計(jì)算，但由于聚焦透鏡像差的存在，實(shí)際光斑大于計(jì)算值。最簡(jiǎn)單的測(cè)量方法是等溫度輪廓，即用相紙燒焦，穿透聚丙烯板，測(cè)量焦點(diǎn)和穿孔直徑。通過測(cè)量實(shí)踐，掌握激光功率和光束作用的時(shí)間。

3、料吸收值

激光材料的吸收取決于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、導(dǎo)熱率、熔化溫度、蒸發(fā)溫度等，其中最重要的是吸收率。

影響激光束吸收率的因素包括兩個(gè)方面：一是材料的電阻系數(shù)。通過對(duì)材料拋光表面吸收率的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)材料吸收率與電阻系數(shù)的平方根成正比，電阻系數(shù)隨溫度而變化;其次，材料的表面狀態(tài)(或光潔度)對(duì)光束吸收率有重要影響，對(duì)焊接效果有明顯影響。

松盛光電激光恒溫錫焊系統(tǒng)特點(diǎn)

激光焊與烙鐵焊對(duì)比圖示

1.激光加工精度較高，光斑點(diǎn)徑最小0.1mm，可實(shí)現(xiàn)微間距貼裝器件，Chip部品的焊接。

2.短時(shí)間的局部加熱，對(duì)基板與周邊部件的熱影響最少，可根據(jù)元器件引線的類型實(shí)施不同的加熱規(guī)范獲得一致的焊接質(zhì)量。

3.無烙鐵頭的消耗，不需要更換加熱器，實(shí)現(xiàn)高效率連續(xù)作業(yè)。

4.激光加工精度高，激光光斑可以達(dá)到微米級(jí)別，加工時(shí)間/功率程序控制，加工精度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)烙鐵�？梢栽�1mm以下的空間進(jìn)行焊接。

5.多種光路同軸，CCD定位，所見即所得，不需要反復(fù)矯正視覺定位。

6.非接觸性加工，不存在接觸焊接導(dǎo)致的應(yīng)力，無靜電。

7.激光為綠色能源，最潔凈的加工方式，無耗品，維護(hù)簡(jiǎn)單，操作方便;

8.進(jìn)行無鉛焊接時(shí)，無焊點(diǎn)裂紋。

激光錫焊應(yīng)用案例分析

1.激光錫焊在汽車電子領(lǐng)域的應(yīng)用

在汽車電子領(lǐng)域，激光錫焊廣泛應(yīng)用于電子線束、傳感器、控制模塊等部件的焊接。激光焊接可實(shí)現(xiàn)高精度焊接，提高汽車電子產(chǎn)品的可靠性和耐久性。

2.激光錫焊在電流傳感器中的應(yīng)用

在電流傳感器領(lǐng)域，激光錫焊接用于連接傳感器電極和電路板之間的焊點(diǎn)。激光焊接不僅可以提高焊接接頭的可靠性和精度，還可以減少焊接熱對(duì)傳感器的影響，從而提高傳感器的性能和穩(wěn)定性。

3.激光錫焊在光伏新能源領(lǐng)域的應(yīng)用

在光伏新能源領(lǐng)域，激光錫焊廣泛應(yīng)用于太陽能傳感器和逆變器儲(chǔ)能單板的制造中。激光焊接可提高逆變器電源管的焊接轉(zhuǎn)換效率和穩(wěn)定性，減少材料浪費(fèi)和能耗，優(yōu)化逆變器尺寸，提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。

總結(jié)

激光錫焊作為一種新型焊接技術(shù)，具有高效、準(zhǔn)確、無損的優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。未來，隨著激光技術(shù)的不斷發(fā)展，我相信激光焊接將在更多領(lǐng)域發(fā)揮更重要的作用，為工業(yè)生產(chǎn)帶來更多的便利和貢獻(xiàn)。為工業(yè)制造業(yè)提供更準(zhǔn)確、高效、節(jié)能的焊接技術(shù)。

轉(zhuǎn)自：松盛光電

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