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高端电子产品的生产历程中 ,激光加工在产品的体积优化以及品质提升方面起到了重大的作用 ,使产品更轻巧纤薄 ,稳固性更好。

目前 ,激光精密焊接主要应用于电子产品的壳体、屏蔽罩、USB接头、导电贴片等 ,具有热变形小、作用区域和位置精确可控、焊接品质高、能实现异种质料焊接、易于实现自动化等优势。但焊接差别质料时 ,需要接纳的差别的焊接方法。

创鑫激光焊接工程师凭据多次的实验结果 ,总结出了在消费电子的生产制造历程中 ,高反质料、金属薄板、异种质料等差别质料应使用何种方法进行激光精密点焊 ,方能得出最好的焊接效果。

高反质料的激光精密点焊方法

焊接铝、铜等高反质料时 ,差别的焊接波形对焊接质量影响很大。利用带有前置尖峰的激光波形 ,可突破高反射率屏障 ,瞬间的岑岭值功率可以迅速改变金属外貌状态 ,使其温度上升至熔点 ,从而降低金属外貌的反射率 ,提高能量的利用率。另外 ,由于铜铝等质料导热速度快 ,故利用缓降波形 ,可以优化焊点外观。

另一方面 ,金、银、铜、钢等质料对激光吸收率随波长增大而减小 ,关于铜而言 ,当激光波长为532nm时 ,铜的吸收率接近40%。别的 ,通太过别接纳红外激光器和绿光激光器对紫铜进行脉冲点焊 ,可以发明红外激光器焊后焊点巨细纷歧致(图1) ,而绿光激光器焊点巨细更均匀 ,深度一致 ,外貌平滑(图2)。因此接纳绿光激光器焊接效果更稳定 ,所需峰值功率会比红外激光器低一半以上。

激光精密焊接中,差别质料如何焊出最佳效果
尖峰波形
激光精密焊接中,差别质料如何焊出最佳效果
1064nm波长的焊接效果(图1)
激光精密焊接中,差别质料如何焊出最佳效果
532nm波长的焊接效果(图2)

金属薄板质料的激光精密点焊方法

古板脉冲激光器在焊接金属薄板质料时 ,质料易被击穿且焊点较大;而高反质料因其自身的不稳定性以及在固态时对激光的吸收率低 ,焊接时常泛起爆点、虚焊等现象。为了解决薄板及高反金属焊接难点 ,通过对光纤激光器QCW/CW模式划分进行模拟量和数字调制 ,触发一次可以实现N个脉冲输出 ,以较小的功率实现单点多脉冲焊接。

调制方法
调制方法
高频脉冲点焊外貌成型
高频脉冲点焊外貌成型
焊缝截面
焊缝截面

异种质料的激光精密点焊方法

激光焊接薄板异种质料时 ,极易泛起虚焊、裂纹、连接强度低等问题 ,这是由于两者的物理性能差别大 ,互溶度低 ,且极易生成脆性化合物 ,这些化合物使焊接头的力学性能大大降低。选用高光束质量的纳秒级激光通过高速扫描方法 ,精准的控制热输入抑制金属间化合物的形成 ,实现异种金属薄板搭接 ,改善焊缝成形及力学性能。

扫描方法焊缝外貌成型
焊缝截面 316L不锈钢与6063铝合金焊接强度测试

创鑫激光的准连续光纤激光器、MOPA 脉宽可调脉冲光纤激光器因具有高光束质量、岑岭值功率、可调可控制等优点 ,成为激光精密点焊的理想光源。

所用激光器

120W MOPA 脉宽可调脉冲光纤激光器
150W/1500W准连续光纤激光器

该产品具有多样兼容性与控制模式 ,可切换脉冲及连续模式 ,并同时处理以往两个差别激光器的加工任务 ,脉宽波形灵活可调 ,风冷散热 ,电光转换率30% 以上 ,是长脉宽 ,岑岭值功率应用的又一选择。

120W MOPA 脉宽可调脉冲光纤激光器
120W MOPA 脉宽可调脉冲光纤激光器

脉宽可调脉冲光纤激光器接纳MOPA 结构两级放大 ,脉宽和频率独立可调 ,使得更多激光应用成为可能。脉宽在60~350ns 灵活可调 ,峰值功率高达10kW ,重复频率高达1000kHz ,配备自主研发在线隔离器 ,是激光精细加工的理想激光源。

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