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    激光釬焊

    發布時間:2020-06-11

    激光焊接屬于熔融焊接,以激光束為能量源,沖擊在焊件接頭上。激光焊接屬非接觸式焊接,作業過程不需加壓,但需使用惰性氣體以防熔池氧化,填料金屬偶有使用。

    當今的汽車加工領域,激光焊接是必不可少的一項工藝。激光焊接屬于熔融焊接,以激光束為能量源,沖擊在焊件接頭上。激光焊接屬非接觸式焊接,作業過程不需加壓,但需使用惰性氣體以防熔池氧化,填料金屬偶有使用。與電子束焊接相比,它的穿透力略弱,但激光焊能進行精確的能量控制,因而可以實現精密微型器件的焊接,且它能應用于很多金屬,特別是能解決一些難焊金屬及異種金屬的焊接。

    激光釬焊是激光焊接技術中的一種,由于激光能量密度大,可以作為熱源,將焊絲材料熔化,激光光束經過聚焦后照射到焊絲表面,在機器人的牽引下,將熔化了的焊絲材料浸潤到被焊接的工業零件上,已經被激光熔化的焊絲填充到要焊接的生產工件之間,使生產工件間得到很好的結合,完成激光焊接工藝。

    激光釬焊的主要特點是利用激光的高能量密度實現局部或微小區域快速加熱完成釬焊過程,其關鍵點在于合理的控制激光功率分配。激光束匯聚在釬料上,釬料溫度過高導致融化過快,而母材溫度不足使釬料不能很好潤濕母材,影響填充效果,釬縫成形變差。激光束匯聚在母材上,釬料溫度有可能過低,導致釬料流動性或活躍性降低,母材可能過熱融化,導致釬料直接進入熔池形成熔化焊,形成的脆性相也影響釬縫性能。



    根據加熱溫度的不同,激光釬焊分為軟釬焊和硬釬焊。

    釬料液相線溫度低于450℃的稱為軟釬焊。主要用于印刷電路板電子元器件的連接。采用激光輻射加熱集成電路引線,通過釬劑或預置釬料向基板傳遞熱量。當溫度達到釬焊溫度時,釬劑和釬料融化,基板和引線潤濕形成連接。激光軟釬焊集成電路多采用YAG激光器。

    釬料液相線溫度高于450℃的稱為硬釬焊,主要用于結構鋼和鍍鋅鋼板的連接等。激光硬釬焊在有色金屬的連接上也有優勢。大多數有色金屬對激光的反射率較高,材料的熱導率較高,激光熔化焊需要較高的功率。激光硬釬焊銀、銅、鎳、金、鋁等有色金屬有良好的效果,釬縫組織細小,接頭性能良好。

    在激光釬焊工藝中,整個焊接系統的速度很快,而且焊縫比較狹窄,對外觀也有很高的要求,焊接系統對焊接參數要求精確,同時對送絲速度,平穩性方面的要求也很高。釬料的選擇也很重要。節約成本當然不用講,還要符合設計要求,結合母材的性能,達到激光釬焊的加熱條件。這就要求所選用的釬料要有合適的熔點,成分要均勻,穩定性好,與母材結合的要牢固。

    激光釬焊的優點:

    1. 進行激光釬焊的母體材料本身并不熔化,僅僅是使釬料熔化。這樣的好處就是生產工件的外形比較美觀,密封性也很好,安全性也不錯。

    2. 局部加熱,不易產生熱損傷,熱影響較小

    3. 加工過程釬料無飛濺,焊縫質量高,操作工程不需要經常更換焊炬和噴嘴,節約加工成本。

    4. 激光熱源能量密度大,對于熱輸入可以控制和調節,焊接效率高,容易實現自動化。

    激光釬焊的缺點:

    1.雖然理論上激光釬焊很好,但在實際生產中,工件間的焊縫質量缺陷依然會出現。

    2.激光釬焊容易出現氣孔。例如母材表面不夠清潔,釬焊絲雨激光束交點相對位置發生改變的時候,焊縫表面都容易出現氣孔

    3.有時會出現熔焊型焊縫和焊縫單邊焊,或者是釬料沒有填滿焊縫或釬料伸出焊縫表面,以及容易出現熔焊與釬焊共存的現象。不過這幾個缺陷其實不能算激光釬焊的缺點,它們都只是技術性問題。

    4.整套激光設備非常昂貴,如果投資到銷量非常好的車型上去成本分攤到每輛車還不算太貴,但如果銷量不好,單車成本就太高了。

    激光釬焊的主要工藝參數有以下幾點:

    1.激光功率。CO2激光器和YAG激光器都可以用于激光釬焊,釬焊時他們各自的特點與激光熔化焊相同。

    2.光斑直徑。激光釬焊通常采用散焦光斑,光斑大小取決于釬縫寬度。

    3.釬焊速度。根據實際釬焊的要求確定,取決于激光功率,激光功率越大,釬焊速度越快。

    4.送絲速度。送絲速度大小主要考慮釬縫填充和良好成形,送絲速度與釬焊速度應匹配,提高釬焊速度的同時應提高送絲速度。


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