激光钎焊应用领域(激光钎焊应用范围)

激光钎焊应用

钎焊采用熔点比母材低的钎料，将连接部位加热到介于钎料和母材熔点之间的温度，借助钎料熔化润湿和铺展填充母材间隙，然后冷却凝固形成钎焊焊接头。

激光钎焊是以激光为热源加热钎料熔化的钎焊技术。激光钎焊的主要特点是利用激光的高能量密度实现局部或微小区域快速加热完成钎焊。

根据加热温度的不同，激光钎焊分为软钎焊和硬钎焊技术。激光液相线温度低于450℃的，称为软钎焊；钎焊液相线温度高于450℃而低于母材金属熔点的，称为硬钎焊。激光软钎焊主要用于印制电路板电子元器件的焊接。激光硬钎焊主要用于高强度钢和镀锌钢板的焊接。

激光硬钎焊在有色金属的连接上也具有较大的优越性。大多数有色金属对激光的反射率较高，材料的热导率较高，激光熔化焊需要较高的功率。激光硬钎焊银、铜、镍、金和铝有良好的效果，焊缝金属组织晶粒更细，硬度更高。

激光钎焊时，钎料可以采用置顶方式，也可以采用送丝方式。钎焊加热温度较低，对激光功率密度的要求较低，因此一般采用散焦的方式进行加热。这样既可以降低功率密度，有可以根据钎缝尺寸灵活调节光斑大小和形状。激光钎焊接头通常采用卷对接和搭接两种方式。卷对接情况下，钎焊丝从激光前端送入有利于焊接过程稳定；搭接情况下，钎焊丝从侧下方水平送入有利于焊接过程稳定。

激光钎焊可以采用单光束，也可以采用双光束。双光束既可以通过两个独立的激光器获得，也可以通过分光镜分光获得。双光束钎焊可以更加灵活方便地控制辐照时间和位置，从而更好地控制钎焊过程和针对具体的钎焊材料。双光束激光钎焊搭接和卷塔接、对接和卷对接接头的激光辐射方式。搭接情况下，一束光加热熔化焊丝，另一束光加热填充间隙使母材温度升高，促使钎料的润湿铺展，提高接头强度。对接情况下，两束光重叠辐照加热，除了能使加热钎料的效果得到改善，接头附近区域也同时被加热升温，从而促使钎料的润湿铺展和分布均匀。

激光钎焊焊接效果主要影响因素有：

1、激光功率;2、光斑直径;3、钎焊速度;4、送丝速度

激光钎焊时，钎料、钎剂、保护气的选择与常规钎焊基本相同。在许多情况下，激光钎焊可以不用钎剂和保护气。

激光钎焊关键在于合理控制激光功率分配。光束聚在钎料上，钎料温度过高导致熔化过快，而母材温度不足使钎料不能很好的润湿母材，影响填充效果，焊缝成形变差。光束聚在母材上，则钎料温度有可能过低导致钎料流动性或活性降低，母材可能过热熔化导致钎料直接进入熔池形成熔化焊，形成脆性想影响焊缝性能。

激光软钎焊主要用于印制电路板集成电路的焊接。采用激光辐射加热集成电路引线，通过焊膏或预制焊料向基板传热，当温度达到钎焊温度时，焊膏或焊料熔化，基板和引线润湿形成连接。激光软钎焊多采用YAG激光器。

半导体激光器是直接的电子-光子转换器，具有直接的调制能力，通过调节电源输出就可以实现脉冲和连续的转变。半导体激光器的输出波长为808nm，比YAG激光器的波长还短，更加有利于钎料对激光的吸收，提高加热效率。

半导体激光钎焊的突出特点是不会对元器件产生热影响，激光温度场完全限定在引线范围内。钎料流动性得到有效控制，避免了细间距引线间的钎料桥接。

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