淺談激光焊接頭的模式及性能

激光焊接頭是利用激光頭的輻射能量實現有效焊接的過程。其工作原理是以特定的方式激發激光頭活性介質(如CO2和其他氣體的混合氣體，YAG釔鋁石榴石晶體等)，使其在諧振腔中來回振蕩，從而形成激發輻射束。當梁接觸工件時，其能量被工件吸收，并且當溫度達到材料的熔點時可以進行焊接。

1.激光焊接頭焊接模式

激光焊接頭可分為導熱焊接頭和深熔焊接頭。前者的熱量通過熱傳遞擴散到工件內部，并且僅在焊接表面上產生熔化現象。工件內部未完全穿透，基本上不會發生汽化現象。主要用于焊接低速薄壁材料。后者不僅完全熔化材料，而且蒸發材料以形成大量的等離子體。由于大量的熱量，熔池的前端會出現鑰匙孔。

深熔焊頭是目前應用最廣泛的激光焊接頭焊接方法，因為它可以完全焊接具有大輸入能量和快速焊接速度的工件。

2.激光焊接頭焊縫的形狀，結構和性能

由于激光頭產生的聚焦光斑面積小，焊縫周圍的熱影響區比普通焊接頭技術的熱影響區小得多。通常，激光焊接頭不需要用金屬填充。焊縫表面連續均勻，外觀美觀，無毛孔，裂縫等表面缺陷。非常適用于對焊縫外觀有嚴格要求的場合。盡管聚焦區域相對較小，但激光束的能量密度非常高(通常高達103-108W / cm2)。

在焊接過程中，金屬被加熱和冷卻得非常快，熔池周圍的溫度梯度相對較大，這使得接頭強度高于母材，而接頭塑性相對較低。目前，通過雙焦點技術或復合焊接頭技術可以提高接頭質量。

松盛光電同軸測溫視覺單聚焦激光焊接頭利用系統同軸CCD攝像頭與監視裝置，對被焊接工件進行定位。激光控制單元接收定位完成信號，激光對焊接區域進行設定時間內的局部照射。激光焊接系統是以激光二極管為熱源，通過激光實行局部非接觸 加熱，它具有非接觸性，無需更換烙鐵頭，激光光束直徑小等優點。特別是有部分不適用波峰，回流的部品，只能通過后裝工序，利用局部加熱方法來完成整個產品的組裝。

同軸測溫視覺單聚焦激光焊接頭主要特點：

(1)微細的點直徑(Spor):激光形成的點徑最小可以到0.1mm,送錫裝置最小可以到0.2mm,可實現微間距貼裝器件,Chip 部品的焊接。

(2)因為是短時間的局部加熱，對基板與周邊部品的熱影響很少，焊點品質良好。

(3)無烙鐵頭消耗，不需更換加熱器，連續作業時，具有很高的作業效率。

(4)進行無鉛焊接時，不易發生焊點裂紋。

3.激光焊接頭的獨特優勢

(1)激光焊接頭可以獲得高質量的接合強度和更大的縱橫比，焊接速度更快。

(2)由于激光焊接頭不需要真空環境，因此可以通過透鏡和光纖實現遠程控制和自動生產。

(3)激光頭對鈦和石英等難焊材料具有高功率密度和良好的焊接效果，可以焊接不同性能的材料。

隨著激光焊接頭的普及和應用以及激光頭的商業化生產，激光頭設備的價格急劇下降。然而，高功率激光頭的發展以及新型復合焊接頭焊接方法的開發和應用也改善了激光焊接轉換效率低的缺點。我相信在不久的將來，激光焊接頭將逐步取代傳統的焊接工藝(如電弧焊和電阻焊)，成為工業焊接的主要方法。