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激光錫焊

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激光錫焊中焊縫凹陷是什么原因?怎么解決?

激光錫焊有非常多的優(yōu)點(diǎn),有越來(lái)越多的工藝采用激光錫焊的方式。但是采用激光錫焊難免也會(huì)遇到一些問(wèn)題,如焊縫凹陷的問(wèn)題。松盛光電從事激光錫焊行業(yè)十多年,來(lái)給大家解答一下,來(lái)了解了解吧,

產(chǎn)生焊縫凹陷的原因

 (一)焊接參數(shù)方面

激光功率過(guò)大:當(dāng)激光功率過(guò)高時(shí),錫料會(huì)在短時(shí)間內(nèi)熔化并快速流動(dòng)。由于液態(tài)錫的表面張力在高能量作用下難以維持平衡,過(guò)多的錫會(huì)被激光能量 “推開(kāi)”,導(dǎo)致焊接區(qū)域的錫量減少,從而形成凹陷。例如,在焊接精細(xì)的電子元件引腳時(shí),如果激光功率超出合適范圍,引腳周?chē)腻a會(huì)迅速熔化并流失,使焊縫處產(chǎn)生凹陷。

焊接時(shí)間過(guò)長(zhǎng):長(zhǎng)時(shí)間的激光照射會(huì)使錫料持續(xù)處于液態(tài),在重力和表面張力的綜合作用下,液態(tài)錫會(huì)逐漸向周?chē)鲃?dòng)。隨著焊接時(shí)間的增加,焊接區(qū)域的錫量不斷減少,最終導(dǎo)致焊縫凹陷。就像把蠟燭火焰長(zhǎng)時(shí)間對(duì)準(zhǔn)一塊蠟,蠟會(huì)不斷熔化并流淌走,留下一個(gè)凹陷的坑。

送錫量不足:如果在焊接過(guò)程中送錫機(jī)構(gòu)不能提供足夠的錫料來(lái)填充焊縫,那么在激光熔化現(xiàn)有錫料后,由于沒(méi)有足夠的補(bǔ)充,就會(huì)出現(xiàn)焊縫凹陷。這可能是由于送錫電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置過(guò)低、送錫管堵塞或者錫絲直徑與設(shè)定不符等原因?qū)е碌摹?/p>

 (二)焊件和材料特性方面

焊件表面不平整:如果焊件表面本身存在凹陷、劃痕或者氧化層等不平整因素,在焊接時(shí),激光照射到這些區(qū)域會(huì)使錫料的熔化和分布不均勻。例如,當(dāng)焊件表面有一個(gè)小坑時(shí),熔化的錫會(huì)先填充這個(gè)小坑,導(dǎo)致其他焊接部位錫量不足,進(jìn)而產(chǎn)生焊縫凹陷。

錫料特性差異:不同品牌或型號(hào)的錫料,其流動(dòng)性、熔點(diǎn)等特性會(huì)有所不同。如果使用的錫料流動(dòng)性過(guò)強(qiáng),在激光焊接過(guò)程中,錫料容易在未完全填充焊縫之前就流淌開(kāi),從而造成焊縫凹陷。

(三)焊接工藝和設(shè)備方面

光斑尺寸和能量分布不合理:激光光斑的尺寸和能量分布對(duì)焊接效果有很大影響。如果光斑尺寸過(guò)大,能量分布過(guò)于分散,會(huì)導(dǎo)致錫料熔化區(qū)域過(guò)大,而錫料在較大范圍內(nèi)流動(dòng)后難以集中填充焊縫,容易產(chǎn)生凹陷。相反,光斑尺寸過(guò)小,能量過(guò)于集中,可能會(huì)使局部錫料過(guò)度熔化并被吹散,同樣會(huì)造成凹陷。

焊接工作臺(tái)傾斜:如果焊接工作臺(tái)不水平,存在一定的傾斜角度,在重力作用下,熔化的錫料會(huì)向一側(cè)流動(dòng),導(dǎo)致焊縫一側(cè)出現(xiàn)凹陷。這就好比在一個(gè)傾斜的盤(pán)子里倒水,水會(huì)流向地勢(shì)較低的一側(cè)。

二、解決焊縫凹陷的方法

  (一)優(yōu)化焊接參數(shù)

調(diào)整激光功率:通過(guò)試驗(yàn)和工藝評(píng)定,確定合適的激光功率。對(duì)于不同的焊件材料、厚度和焊接要求,可以根據(jù)實(shí)際情況降低激光功率,使錫料能夠在合適的能量下熔化并填充焊縫,而不會(huì)因?yàn)槟芰窟^(guò)高而被推開(kāi)。例如,可以從高功率開(kāi)始逐漸降低,觀察焊縫成型情況,找到既能保證焊接質(zhì)量又不會(huì)產(chǎn)生凹陷的最佳功率。

控制焊接時(shí)間:精確控制激光照射時(shí)間,避免過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的焊接??梢岳煤附釉O(shè)備的定時(shí)器功能,根據(jù)焊件的大小和錫料的用量,設(shè)定合理的焊接時(shí)間。一般來(lái)說(shuō),在保證錫料充分熔化和焊接牢固的前提下,盡量縮短焊接時(shí)間,減少錫料的流動(dòng)。

合理設(shè)置送錫量:檢查送錫機(jī)構(gòu),確保送錫量能夠滿足焊接需求。調(diào)整送錫電機(jī)的轉(zhuǎn)速,使其與焊接速度和焊縫大小相匹配。同時(shí),要定期清理送錫管,防止堵塞,并且核對(duì)錫絲直徑是否與設(shè)備設(shè)定一致,保證送錫量的準(zhǔn)確。

 (二)改善焊件和材料

處理焊件表面:在焊接前,對(duì)焊件表面進(jìn)行處理,如打磨、清潔去除氧化層等,使表面平整光滑??梢允褂蒙凹埢蛘邔S玫慕饘俦砻嫣幚韯﹣?lái)清理焊件表面的雜質(zhì)和不平整部分,這樣在焊接時(shí)錫料就能均勻地分布在焊件表面,減少凹陷的產(chǎn)生。

選擇合適的錫料:根據(jù)焊接工藝要求和焊件特點(diǎn),選擇流動(dòng)性適中、熔點(diǎn)合適的錫料。在選擇錫料時(shí),可以參考錫料的技術(shù)參數(shù)手冊(cè),或者向錫料供應(yīng)商咨詢,通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比不同錫料的焊接效果,找到最適合的錫料來(lái)避免焊縫凹陷。

 (三)優(yōu)化焊接工藝和設(shè)備

調(diào)整光斑尺寸和能量分布:根據(jù)焊件的形狀和焊接要求,通過(guò)光學(xué)聚焦系統(tǒng)調(diào)整激光光斑的尺寸和能量分布??梢允褂霉獍哒渭夹g(shù),使能量更加集中在焊縫區(qū)域,減少能量的浪費(fèi)和錫料的過(guò)度流動(dòng)。例如,對(duì)于細(xì)小的焊縫,可以將光斑調(diào)整為較小尺寸,并使能量呈高斯分布,以精確熔化錫料填充焊縫。

檢查和調(diào)整工作臺(tái)水平度:定期使用水平儀檢查焊接工作臺(tái)的水平度,確保工作臺(tái)處于水平狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)傾斜,要及時(shí)調(diào)整工作臺(tái)的地腳螺栓或者使用墊片進(jìn)行校準(zhǔn),保證在焊接過(guò)程中熔化的錫料能夠均勻分布,不會(huì)因重力作用而產(chǎn)生凹陷。


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