精密制造行業(yè)應(yīng)用解決方案

方案概述：

近年來，隨著消費電子市場競爭愈發(fā)激烈，電子產(chǎn)品制造業(yè)對產(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。電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，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20種不同的工藝)及相關(guān)的制造設(shè)備。

目前，激光精密點焊主要應(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、能實現(xiàn)異種材料焊接、易于實現(xiàn)自動化等優(yōu)勢。但焊接不同材料時，需要采用的不同的焊接方式。

楚域光電激光焊接工程師根據(jù)多次的實驗結(jié)果，總結(jié)出了在消費電子的生產(chǎn)制造過程中，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)行激光精密點焊，方能得出焊接效果。
 

高反材料的激光精密點焊方式：

焊接鋁、銅等高反材料時，不同的焊接波形對焊接質(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，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)化焊點外觀。

另一方面，金、銀、銅、鋼等材料對激光吸收率隨波長增大而減小，對于銅而言，當(dāng)激光波長為532nm時，銅的吸收率接近40%。對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，紫銅對其吸收率低;綠光激光器光斑尺寸小，焦深長，紫銅對其吸收率高。分別采用紅外激光器和綠光激光器對紫銅進(jìn)行脈沖點焊，可以發(fā)現(xiàn)紅外激光器焊后焊點大小不一致，而綠光激光器焊點大小更均勻，深度一致，表面光滑。采用綠光激光器焊接效果更穩(wěn)定，所需峰值功率會比紅外激光器低一半以上。

金屬薄板材料的激光精密點焊方式：

傳統(tǒng)毫秒級激光器在焊接金屬薄板材料時，材料易被擊穿且焊點較大;而高反材料因其自身的不穩(wěn)定性以及在固態(tài)時對激光的吸收率低，焊接時常出現(xiàn)爆點、虛焊等現(xiàn)象。為了解決薄板及高反金屬焊接難點，通過對光纖激光器QCW/CW模式分別進(jìn)行模擬量和數(shù)字調(diào)制，觸發(fā)一次可以實現(xiàn)N個脈沖輸出，以較小的功率實現(xiàn)單點多脈沖焊接。

異種材料的激光精密點焊方式:

激光焊接薄板異種材料時，極易出現(xiàn)虛焊、裂紋、連接強度低等問題，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)量的納秒級激光通過高速掃描方式，精準(zhǔn)的控制熱輸入抑制金屬間化合物的形成，實現(xiàn)異種金屬薄板搭接，改善焊縫成形及力學(xué)性能。

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，成為激光精密點焊的理想光源。

行業(yè)案例: