焊接技術在現代工業(yè)生產中一直發(fā)揮著至關重要的作用。近年來，備受關注的激光錫焊已成為焊接技術領域的一股新力量。今天，松盛光電將深入了解激光錫焊的工藝原理、方法和參數設置，并探索其在各個領域的應用場景。

激光錫焊的工藝原理

同軸測溫視覺單聚焦激光錫焊頭圖示

激光錫焊的工藝原理主要是利用激光作為加熱光源，通過傳輸光纖與激光焊接頭的配合，將激光聚焦于焊接區(qū)域。焊接區(qū)域吸收激光能量迅速加熱熔化焊料，然后停止激光冷卻焊接區(qū)域，焊料凝固，形成焊點，因為只局部加熱焊接區(qū)域，整個部件的其他部分幾乎不受加熱影響，焊接激光照射時間通常只有數百毫秒。非接觸焊接對焊盤沒有機械應力影響，空間利用率較高。在這個過程中，激光輻射能轉換成熱能，使錫材迅速熔化，從而完成焊接。

激光錫焊工藝方法及參數設置

各種金屬吸收率圖示

激光焊錫的工藝方法和參數設置對焊接質量至關重要。在選擇激光錫焊系統(tǒng)時，應考慮激光功率、波長、焦距、焊接速度/時長、溫度模式還是功率模式等參數，并根據具體的焊接材料進行相應的調整。在實際焊接中，還需要考慮焊接材料的涂層、表面狀態(tài)、導熱性、透過率和吸收率等因素，以確保焊接點質量的穩(wěn)定性和可靠性。

1、激光功率

光纖激光自出現以來具有獨特的技術特點：光波導傳輸，靈活與機器人合作，適合大規(guī)模生產;使用壽命長，半導體激光經過5萬小時循環(huán)試驗，適合長期連續(xù)生產;結構簡單，易于生產、組裝和維護，與硬光路專業(yè)精密組裝調試相比，光纖激光生產一般普通人員，生產組裝要求低，易于大規(guī)模生產;光電轉換效率高，普通光纖激光轉換效率一般為25-30%(976nm泵浦技術方案光電轉化率為40%以上)，是CO2的3倍以上，使得運營成本低。

2、光斑大小

光束斑點的大小是激光焊接中最重要的變量之一，因為它決定了功率密度。光束焦點衍射極限光斑的大小可以根據光衍射理論計算，但由于聚焦透鏡像差的存在，實際光斑大于計算值。最簡單的測量方法是等溫度輪廓，即用相紙燒焦，穿透聚丙烯板，測量焦點和穿孔直徑。通過測量實踐，掌握激光功率和光束作用的時間。

3、料吸收值

激光材料的吸收取決于材料的一些重要性能，如吸收率、反射率、導熱率、熔化溫度、蒸發(fā)溫度等，其中最重要的是吸收率。

影響激光束吸收率的因素包括兩個方面：一是材料的電阻系數。通過對材料拋光表面吸收率的測量，發(fā)現材料吸收率與電阻系數的平方根成正比，電阻系數隨溫度而變化;其次，材料的表面狀態(tài)(或光潔度)對光束吸收率有重要影響，對焊接效果有明顯影響。

松盛光電激光恒溫錫焊系統(tǒng)特點

激光焊與烙鐵焊對比圖示

1.激光加工精度較高，光斑點徑最小0.1mm，可實現微間距貼裝器件，Chip部品的焊接。

2.短時間的局部加熱，對基板與周邊部件的熱影響最少，可根據元器件引線的類型實施不同的加熱規(guī)范獲得一致的焊接質量。

3.無烙鐵頭的消耗，不需要更換加熱器，實現高效率連續(xù)作業(yè)。

4.激光加工精度高，激光光斑可以達到微米級別，加工時間/功率程序控制，加工精度遠高于傳統(tǒng)烙鐵�？梢栽�1mm以下的空間進行焊接。

5.多種光路同軸，CCD定位，所見即所得，不需要反復矯正視覺定位。

6.非接觸性加工，不存在接觸焊接導致的應力，無靜電。

7.激光為綠色能源，最潔凈的加工方式，無耗品，維護簡單，操作方便;

8.進行無鉛焊接時，無焊點裂紋。

激光錫焊應用案例分析

1.激光錫焊在汽車電子領域的應用

在汽車電子領域，激光錫焊廣泛應用于電子線束、傳感器、控制模塊等部件的焊接。激光焊接可實現高精度焊接，提高汽車電子產品的可靠性和耐久性。

2.激光錫焊在電流傳感器中的應用

在電流傳感器領域，激光錫焊接用于連接傳感器電極和電路板之間的焊點。激光焊接不僅可以提高焊接接頭的可靠性和精度，還可以減少焊接熱對傳感器的影響，從而提高傳感器的性能和穩(wěn)定性。

3.激光錫焊在光伏新能源領域的應用

在光伏新能源領域，激光錫焊廣泛應用于太陽能傳感器和逆變器儲能單板的制造中。激光焊接可提高逆變器電源管的焊接轉換效率和穩(wěn)定性，減少材料浪費和能耗，優(yōu)化逆變器尺寸，提高生產效率和經濟效益。

總結

激光錫焊作為一種新型焊接技術，具有高效、準確、無損的優(yōu)點，已廣泛應用于許多領域。未來，隨著激光技術的不斷發(fā)展，我相信激光焊接將在更多領域發(fā)揮更重要的作用，為工業(yè)生產帶來更多的便利和貢獻。為工業(yè)制造業(yè)提供更準確、高效、節(jié)能的焊接技術。

轉自：松盛光電

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