激光錫焊有非常多的優(yōu)點,有越來越多的工藝采用激光錫焊的方式。但是采用激光錫焊難免也會遇到一些問題,如焊縫凹陷的問題。松盛光電從事激光錫焊行業(yè)十多年,來給大家解答一下,來了解了解吧,
產(chǎn)生焊縫凹陷的原因
(一)焊接參數(shù)方面
激光功率過大:當激光功率過高時,錫料會在短時間內(nèi)熔化并快速流動。由于液態(tài)錫的表面張力在高能量作用下難以維持平衡,過多的錫會被激光能量 “推開”,導致焊接區(qū)域的錫量減少,從而形成凹陷。例如,在焊接精細的電子元件引腳時,如果激光功率超出合適范圍,引腳周圍的錫會迅速熔化并流失,使焊縫處產(chǎn)生凹陷。
焊接時間過長:長時間的激光照射會使錫料持續(xù)處于液態(tài),在重力和表面張力的綜合作用下,液態(tài)錫會逐漸向周圍流動。隨著焊接時間的增加,焊接區(qū)域的錫量不斷減少,最終導致焊縫凹陷。就像把蠟燭火焰長時間對準一塊蠟,蠟會不斷熔化并流淌走,留下一個凹陷的坑。
送錫量不足:如果在焊接過程中送錫機構(gòu)不能提供足夠的錫料來填充焊縫,那么在激光熔化現(xiàn)有錫料后,由于沒有足夠的補充,就會出現(xiàn)焊縫凹陷。這可能是由于送錫電機轉(zhuǎn)速設(shè)置過低、送錫管堵塞或者錫絲直徑與設(shè)定不符等原因?qū)е碌摹?/p>
(二)焊件和材料特性方面
焊件表面不平整:如果焊件表面本身存在凹陷、劃痕或者氧化層等不平整因素,在焊接時,激光照射到這些區(qū)域會使錫料的熔化和分布不均勻。例如,當焊件表面有一個小坑時,熔化的錫會先填充這個小坑,導致其他焊接部位錫量不足,進而產(chǎn)生焊縫凹陷。
錫料特性差異:不同品牌或型號的錫料,其流動性、熔點等特性會有所不同。如果使用的錫料流動性過強,在激光焊接過程中,錫料容易在未完全填充焊縫之前就流淌開,從而造成焊縫凹陷。
(三)焊接工藝和設(shè)備方面
光斑尺寸和能量分布不合理:激光光斑的尺寸和能量分布對焊接效果有很大影響。如果光斑尺寸過大,能量分布過于分散,會導致錫料熔化區(qū)域過大,而錫料在較大范圍內(nèi)流動后難以集中填充焊縫,容易產(chǎn)生凹陷。相反,光斑尺寸過小,能量過于集中,可能會使局部錫料過度熔化并被吹散,同樣會造成凹陷。
焊接工作臺傾斜:如果焊接工作臺不水平,存在一定的傾斜角度,在重力作用下,熔化的錫料會向一側(cè)流動,導致焊縫一側(cè)出現(xiàn)凹陷。這就好比在一個傾斜的盤子里倒水,水會流向地勢較低的一側(cè)。
二、解決焊縫凹陷的方法
(一)優(yōu)化焊接參數(shù)
調(diào)整激光功率:通過試驗和工藝評定,確定合適的激光功率。對于不同的焊件材料、厚度和焊接要求,可以根據(jù)實際情況降低激光功率,使錫料能夠在合適的能量下熔化并填充焊縫,而不會因為能量過高而被推開。例如,可以從高功率開始逐漸降低,觀察焊縫成型情況,找到既能保證焊接質(zhì)量又不會產(chǎn)生凹陷的最佳功率。
控制焊接時間:精確控制激光照射時間,避免過長時間的焊接??梢岳煤附釉O(shè)備的定時器功能,根據(jù)焊件的大小和錫料的用量,設(shè)定合理的焊接時間。一般來說,在保證錫料充分熔化和焊接牢固的前提下,盡量縮短焊接時間,減少錫料的流動。
合理設(shè)置送錫量:檢查送錫機構(gòu),確保送錫量能夠滿足焊接需求。調(diào)整送錫電機的轉(zhuǎn)速,使其與焊接速度和焊縫大小相匹配。同時,要定期清理送錫管,防止堵塞,并且核對錫絲直徑是否與設(shè)備設(shè)定一致,保證送錫量的準確。
(二)改善焊件和材料
處理焊件表面:在焊接前,對焊件表面進行處理,如打磨、清潔去除氧化層等,使表面平整光滑??梢允褂蒙凹埢蛘邔S玫慕饘俦砻嫣幚韯﹣砬謇砗讣砻娴碾s質(zhì)和不平整部分,這樣在焊接時錫料就能均勻地分布在焊件表面,減少凹陷的產(chǎn)生。
選擇合適的錫料:根據(jù)焊接工藝要求和焊件特點,選擇流動性適中、熔點合適的錫料。在選擇錫料時,可以參考錫料的技術(shù)參數(shù)手冊,或者向錫料供應商咨詢,通過試驗對比不同錫料的焊接效果,找到最適合的錫料來避免焊縫凹陷。
(三)優(yōu)化焊接工藝和設(shè)備
調(diào)整光斑尺寸和能量分布:根據(jù)焊件的形狀和焊接要求,通過光學聚焦系統(tǒng)調(diào)整激光光斑的尺寸和能量分布。可以使用光斑整形技術(shù),使能量更加集中在焊縫區(qū)域,減少能量的浪費和錫料的過度流動。例如,對于細小的焊縫,可以將光斑調(diào)整為較小尺寸,并使能量呈高斯分布,以精確熔化錫料填充焊縫。
檢查和調(diào)整工作臺水平度:定期使用水平儀檢查焊接工作臺的水平度,確保工作臺處于水平狀態(tài)。如果發(fā)現(xiàn)工作臺傾斜,要及時調(diào)整工作臺的地腳螺栓或者使用墊片進行校準,保證在焊接過程中熔化的錫料能夠均勻分布,不會因重力作用而產(chǎn)生凹陷。
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