在航空工業(yè)以及其他許多應(yīng)用中，激光焊接能夠?qū)崿F(xiàn)很多類型材料的連接，而且激光焊接通常具有許多其他熔焊工藝無(wú)法比擬的優(yōu)越性，尤其是激光焊接能夠連接航空與汽車工業(yè)中比較難焊的薄板合金材料，如鋁合金等，并且構(gòu)件的變形小，接頭質(zhì)量高。激光加工另一項(xiàng)具有吸引力的應(yīng)用方面是利用了激光能夠?qū)崿F(xiàn)局部小范圍加熱特性，激光所具有的這種熱點(diǎn)使其非常適合于印刷電路板一類的電子器件的焊接，激光能在電子器件上非常小的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生很高的平均溫度，而接頭以外的區(qū)域則基本不受影響。

一、激光焊接的原理

激光焊接可以采用連續(xù)或脈沖激光束加以實(shí)現(xiàn),激光焊接的原理可分為熱傳導(dǎo)型焊接和激光焊熔焊接。功率密度小于10^4~10^5w/cm^2為熱傳導(dǎo)焊，此時(shí)熔焊接速度慢;功率密度大于10^5~10^7w/cm^2時(shí)，金屬表面受熱作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快，深度比大的特點(diǎn)。

在SMT貼片加工中，焊接用激光一般有兩種形式：CO2氣體激光和摻釹釔鋁石榴石激光(簡(jiǎn)稱YAG-Nd)。此外,激光焊接也用于高密度SMT印制板組裝件的維修、切斷多余的印制連線、補(bǔ)焊添加的元器件而其它焊點(diǎn)不受熱,保證維修的質(zhì)量。

二、激光焊接的工藝參數(shù)

功率密度

1、功率密度是激光加工中最關(guān)鍵的參數(shù)之一。在一般傳導(dǎo)型激光焊接中，功率密度在范圍在10^4~10^6w/cm^2。

2、激光脈沖波形

激光脈沖波形在激光焊接中是一個(gè)重要問(wèn)題，尤其對(duì)于薄片焊接更為重要。當(dāng)高強(qiáng)度激光束射至材料表面，金屬表面將會(huì)有60~98%的激光能量反射而損失掉，且反射率隨表面溫度變化。在一個(gè)激光脈沖作用期間內(nèi)，金屬反射率的變化很大。

3、激光脈沖寬度

脈寬是脈沖激光焊接的重要參數(shù)之一，它既是區(qū)別于材料去除和材料熔化的重要參數(shù)，也是決定加工設(shè)備造價(jià)及體積的關(guān)鍵參數(shù)。

4、離焦量對(duì)焊接質(zhì)量的影響

激光焊接通常需要一定的離焦量，因?yàn)榧す饨裹c(diǎn)處光斑中心的功率密度過(guò)高，容易蒸發(fā)成孔。離焦方式有兩種：正離焦與負(fù)離焦。焦平面位于工件上方為正離焦，反之為負(fù)離焦。在實(shí)際應(yīng)用中，當(dāng)要求熔深較大時(shí)，采用負(fù)離焦;焊接薄材料時(shí)，宜用正離焦。

5、焊接速度

焊接速度的快慢會(huì)影響單位時(shí)間內(nèi)的熱

輸入量，焊接速度過(guò)慢，則熱輸入量過(guò)大，導(dǎo)致工件燒穿，焊接速度過(guò)快，則熱輸入量過(guò)小，造成工件焊不透。

三、增強(qiáng)激光焊接工藝技術(shù)的建議

為了消除或減少激光焊接的缺陷,更好地應(yīng)用這一優(yōu)秀的焊接方法,提出了一些用其它熱源與激光進(jìn)行復(fù)合焊接的工藝,主要有激光與電弧、激光與等離子弧、激光與感應(yīng)熱源復(fù)合焊接、雙激光束焊接以及多光束激光焊接等。

此外還提出了各種輔助工藝措施，如激光填絲焊(可細(xì)分為冷絲焊和熱絲焊)、外加磁場(chǎng)輔助增強(qiáng)激光焊、保護(hù)氣控制熔池深度激光焊、激光輔助攪拌摩擦焊等。

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審核編輯黃宇