近年來(lái),隨著消費(fèi)電子市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈,電子產(chǎn)品制造業(yè)對(duì)產(chǎn)品也提出了更高的要求。傳統(tǒng)的加工方式容易導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、零件熔毀、難以形成正常熔核,成品率低。而激光加工技術(shù)的出現(xiàn),可以快速的為電子產(chǎn)品生產(chǎn)制造商們解決這些難題。高端電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中,激光加工在產(chǎn)品的體積優(yōu)化以及品質(zhì)提升方面起到了重大的作用,使產(chǎn)品更輕巧纖薄,穩(wěn)固性更好。據(jù)悉,約70%的電子產(chǎn)品加工制造環(huán)節(jié)都應(yīng)用到激光技術(shù)(超過(guò)20種不同的工藝)及相關(guān)的制造設(shè)備。
目前,激光精密點(diǎn)焊主要應(yīng)用于電子產(chǎn)品的殼體、屏蔽罩、USB接頭、導(dǎo)電貼片等,具有熱變形小、作用區(qū)域和位置精確可控、焊接品質(zhì)高、能實(shí)現(xiàn)異種材料焊接、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等優(yōu)勢(shì)。但焊接不同材料時(shí),需要采用的不同的焊接方式。
創(chuàng)鑫激光焊接工程師根據(jù)多次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,總結(jié)出了在消費(fèi)電子的生產(chǎn)制造過(guò)程中,高反材料、金屬薄板、異種材料等不同材料應(yīng)使用何種方式進(jìn)行激光精密點(diǎn)焊,方能得出最好的焊接效果。
高反材料的激光精密點(diǎn)焊方式
焊接鋁、銅等高反材料時(shí),不同的焊接波形對(duì)焊接質(zhì)量影響很大。利用帶有前置尖峰的激光波形,可突破高反射率屏障,瞬間的高峰值功率可以迅速改變金屬表面狀態(tài),使其溫度上升至熔點(diǎn),從而降低金屬表面的反射率,提高能量的利用率。另外,由于銅鋁等材料導(dǎo)熱速度快,故利用緩降波形,可以優(yōu)化焊點(diǎn)外觀。
另一方面,金、銀、銅、鋼等材料對(duì)激光吸收率隨波長(zhǎng)增大而減小,對(duì)于銅而言,當(dāng)激光波長(zhǎng)為532nm時(shí),銅的吸收率接近40%。對(duì)比分析紅外激光器和綠光激光器特征可知,紅外激光器光斑尺寸較大,焦深短,紫銅對(duì)其吸收率低;綠光激光器光斑尺寸小,焦深長(zhǎng),紫銅對(duì)其吸收率高。分別采用紅外激光器和綠光激光器對(duì)紫銅進(jìn)行脈沖點(diǎn)焊,可以發(fā)現(xiàn)紅外激光器焊后焊點(diǎn)大小不一致,而綠光激光器焊點(diǎn)大小更均勻,深度一致,表面光滑(圖1-2)。采用綠光激光器焊接效果更穩(wěn)定,所需峰值功率會(huì)比紅外激光器低一半以上。
尖峰波形
1064nm波長(zhǎng)的焊接效果▲(圖1-1)
532nm波長(zhǎng)的焊接效果▲(圖1-2)
金屬薄板材料的激光精密點(diǎn)焊方式
傳統(tǒng)毫秒級(jí)激光器在焊接金屬薄板材料時(shí),材料易被擊穿且焊點(diǎn)較大;而高反材料因其自身的不穩(wěn)定性以及在固態(tài)時(shí)對(duì)激光的吸收率低,焊接時(shí)常出現(xiàn)爆點(diǎn)、虛焊等現(xiàn)象。為了解決薄板及高反金屬焊接難點(diǎn),通過(guò)對(duì)光纖激光器QCW/CW模式分別進(jìn)行模擬量和數(shù)字調(diào)制,觸發(fā)一次可以實(shí)現(xiàn)N個(gè)脈沖輸出,以較小的功率實(shí)現(xiàn)單點(diǎn)多脈沖焊接。
調(diào)制方式
高頻脈沖點(diǎn)焊表面成型
焊縫截面
異種材料的激光精密點(diǎn)焊方式
激光焊接薄板異種材料時(shí),極易出現(xiàn)虛焊、裂紋、連接強(qiáng)度低等問(wèn)題,這是由于兩者的物理性能差異大,互溶度低,且極易生成脆性化合物,這些化合物使焊接頭的力學(xué)性能大大降低。選用高光束質(zhì)量的納秒級(jí)激光通過(guò)高速掃描方式,精準(zhǔn)的控制熱輸入抑制金屬間化合物的形成,實(shí)現(xiàn)異種金屬薄板搭接,改善焊縫成形及力學(xué)性能。
輸出波形
掃描方式
焊縫表面成型
焊縫截面
316L不銹鋼與6063鋁合金焊接強(qiáng)度測(cè)試
創(chuàng)鑫激光的準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器、MOPA脈寬可調(diào)脈沖光纖激光器因具有高光束質(zhì)量、高峰值功率、可調(diào)可控制等優(yōu)點(diǎn),成為激光精密點(diǎn)焊的理想光源。
150W/1500W準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器
該產(chǎn)品具有多樣兼容性與控制模式,可切換脈沖及連續(xù)模式,并同時(shí)處理以往兩個(gè)不同激光器的加工任務(wù),脈寬波形靈活可調(diào),散熱快,電光轉(zhuǎn)換率30%以上,是長(zhǎng)脈寬,高峰值功率應(yīng)用的又一選擇。
120W MOPA脈寬可調(diào)脈沖光纖激光器
脈寬可調(diào)脈沖光纖激光器采用MOPA構(gòu)造兩級(jí)放大,脈寬和頻率獨(dú)立可調(diào),使得更多激光應(yīng)用成為可能。脈寬在60~350ns靈活可調(diào),峰值功率高達(dá)10kW,重復(fù)頻率高達(dá)1000kHz,配備自主研發(fā)在線隔離器,是激光精細(xì)加工的理想激光源。
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