熔池深度(SMT加工中不可或缺的一种工艺)

Posted 2023-06-02

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熔池深度(SMT加工中不可或缺的一种工艺)

　　在航空工业以及其他许多应用中，激光焊接能够实现很多类型材料的连接，而且激光焊接通常具有许多其他熔焊工艺无法比拟的优越性，尤其是激光焊接能够连接航空与汽车工业中比较难焊的薄板合金材料，如铝合金等，并且构件的变形小，接头质量高。激光加工另一项具有吸引力的应用方面是利用了激光能够实现局部小范围加热特性，激光所具有的这种热点使其非常适合于印刷电路板一类的电子器件的焊接，激光能在电子器件上非常小的区域内产生很高的平均温度，而接头以外的区域则基本不受影响。

　　一、激光焊接的原理

　　激光焊接可以采用连续或脉冲激光束加以实现,激光焊接的原理可分为热传导型焊接和激光焊熔焊接。功率密度小于10^4~10^5w/cm^2为热传导焊，此时熔焊接速度慢;功率密度大于10^5~10^7w/cm^2时，金属表面受热作用下凹成“孔穴”，形成深熔焊，具有焊接速度快，深度比大的特点。

　　在SMT贴片加工中，焊接用激光一般有两种形式：CO2气体激光和掺钕钇铝石榴石激光(简称YAG-Nd)。此外,激光焊接也用于高密度SMT印制板组装件的维修、切断多余的印制连线、补焊添加的元器件而其它焊点不受热,保证维修的质量。

　　二、激光焊接的工艺参数

　　功率密度

　　1、功率密度是激光加工中最关键的参数之一。在一般传导型激光焊接中，功率密度在范围在10^4~10^6w/cm^2。

　　2、激光脉冲波形

　　激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题，尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面，金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉，且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内，金属反射率的变化很大。

　　3、激光脉冲宽度

　　脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一，它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数，也是决定加工设备造价及体积的关键参数。

　　4、离焦量对焊接质量的影响

　　激光焊接通常需要一定的离焦量，因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高，容易蒸发成孔。离焦方式有两种：正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦，反之为负离焦。在实际应用中，当要求熔深较大时，采用负离焦;焊接薄材料时，宜用正离焦。

　　5、焊接速度

　　焊接速度的快慢会影响单位时间内的热

　　输入量，焊接速度过慢，则热输入量过大，导致工件烧穿，焊接速度过快，则热输入量过小，造成工件焊不透。

　　三、增强激光焊接工艺技术的建议

　　为了消除或减少激光焊接的缺陷,更好地应用这一优秀的焊接方法,提出了一些用其它热源与激光进行复合焊接的工艺,主要有激光与电弧、激光与等离子弧、激光与感应热源复合焊接、双激光束焊接以及多光束激光焊接等。

　　此外还提出了各种辅助工艺措施，如激光填丝焊(可细分为冷丝焊和热丝焊)、外加磁场辅助增强激光焊、保护气控制熔池深度激光焊、激光辅助搅拌摩擦焊等。

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