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当薄金属微焊接的研究

发布时间:2021-09-09 17:06:41 阅读: 来源:绷缝机厂家
当薄金属微焊接的研究

薄金属微焊接的研究

微技术正向众多更先进的方向发展,如更小尺寸、更尖端复杂的技术、更高的局部智能化、更准确的可靠性预测以及更低成本等。这些发展趋势将促使我们采用新型材料及组装技术,从而推动脉冲激光器成为生产工具。此外,为了让工艺速度适应于平均激光器功率,应当采用脉冲激光技术。目前,一些焊接应用需要极小的光斑直径(m),以及低至10mJ的脉冲能量。

低功率脉冲Nd:YAG激光器可以提供所需的光斑直径,而且激光器参数也非常适用于薄金属(4成型轴0 m-1000 m)的微焊接。此外,众多微焊接应用均需要良好的脉间稳定性及低脉冲能量情况下高度的功率稳定性,从而实现令人满意的工艺成品率。

本文将针对125W脉冲Nd:YAG激光器提供各种材料的微焊接数据,并介绍100W连续波光纤激光器可获得的相关结果。

激光微焊接技术

激光微焊接技术可将两颗毫米以下大小的部件通过焊接和材料熔合连接在一起,主要用于结构成型。激光微焊接技术广泛应用于电子、医学、一般工业应用以及汽车等不同领域中。

由于需要将异种的微型化金属元件连接在一起,这一技术发展趋势对焊接方法提出了严峻的挑战。异种金属的可焊接性取决于众多不同的因素。物理性质对能量耦合和热传导有着显著的影响。脉冲激光焊接工艺通过多种不同参数进行控制,其中包括平均功率、峰值功率、功率密度、脉冲持续时间、横向速度和脉冲波形等。

自激光微连接技术我们的技术标准绝对真实可靠早期发展以来,脉冲Nd:YAG激光器就一直是一种高效的技术选择。光纤激光器和盘形激光器近期则作为潜在的激光微连接替代技术涌现出来。本文将介绍分别采用脉冲灯泵Nd:YAG与光纤激光器情况下各种材料的微焊接参数。

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● 脉冲灯泵Nd:YAG激光器

我们采用GSI新型Nd:YAG脉冲激光器(型号JK125)对一系列材料进行了焊接实验。这种激光器拥有最高的光束质量,不仅可提高工艺速度,延长作业距离,而且还能缩小光斑直径,理想适用于微焊接要求。

激光器光束在15m×150 m的光纤中传输,光纤与配有聚焦光学器件的200mm输出箱体进行端接。输出箱体配有200毫米焦距再校准镜头,并在实验中采用了各种聚焦镜头。图1显示了光纤末端与焦点处的激光光束轮廓图。氩气保护气体使顶部焊缝在焊接过程中可防止焊接氧化,气体通过10mm直径的管道传输(速率为每分钟10升)。激光束的焦点在工件表面上。

● 光纤激光器

激光器用Scanlab Scanner(型号为Hurry Scan 10)设置。该扫描仪配备了160mm焦距镜头,计算得出的光斑直径约为34 m。实验期间的焦点位置处于样本顶部。焊接期间使用氩气保护气体。通过在固定工件上扫描激光光束形成熔合线。单模光纤激光器发射出高斯光束神鹰团体还成立了检测技术服务有限公司,M2

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