釬焊采用熔點(diǎn)比母材低的釬料,將連接部位加熱到介于釬料和母材熔點(diǎn)之間的溫度,借助釬料熔化潤(rùn)濕和鋪展填充母材間隙,然后冷卻凝固形成釬焊焊接頭。 激光釬焊是以激光為熱源加熱釬料熔化的釬焊技術(shù)。激光釬焊的主要特點(diǎn)是利用激光的高能量密度實(shí)現(xiàn)局部或微小區(qū)域快速加熱完成釬焊。 根據(jù)加熱溫度的不同,激光釬焊分為軟釬焊和硬釬焊技術(shù)。激光液相線溫度低于450℃的,稱為軟釬焊;釬焊液相線溫度高于450℃而低于母材金屬熔點(diǎn)的,稱為硬釬焊。激光軟釬焊主要用于印制電路板電子元器件的焊接。激光硬釬焊主要用于高強(qiáng)度鋼和鍍鋅鋼板的焊接。 激光硬釬焊在有色金屬的連接上也具有較大的優(yōu)越性。大多數(shù)有色金屬對(duì)激光的反射率較高,材料的熱導(dǎo)率較高,激光熔化焊需要較高的功率。激光硬釬焊銀、銅、鎳、金和鋁有良好的效果,焊縫金屬組織晶粒更細(xì),硬度更高。 激光釬焊時(shí),釬料可以采用置頂方式,也可以采用送絲方式。釬焊加熱溫度較低,對(duì)激光功率密度的要求較低,因此一般采用散焦的方式進(jìn)行加熱。這樣既可以降低功率密度,有可以根據(jù)釬縫尺寸靈活調(diào)節(jié)光斑大小和形狀。激光釬焊接頭通常采用卷對(duì)接和搭接兩種方式。卷對(duì)接情況下,釬焊絲從激光前端送入有利于焊接過程穩(wěn)定;搭接情況下,釬焊絲從側(cè)下方水平送入有利于焊接過程穩(wěn)定。 激光釬焊可以采用單光束,也可以采用雙光束。雙光束既可以通過兩個(gè)獨(dú)立的激光器獲得,也可以通過分光鏡分光獲得。雙光束釬焊可以更加靈活方便地控制輻照時(shí)間和位置,從而更好地控制釬焊過程和針對(duì)具體的釬焊材料。雙光束激光釬焊搭接和卷塔接、對(duì)接和卷對(duì)接接頭的激光輻射方式。搭接情況下,一束光加熱熔化焊絲,另一束光加熱填充間隙使母材溫度升高,促使釬料的潤(rùn)濕鋪展,提高接頭強(qiáng)度。對(duì)接情況下,兩束光重疊輻照加熱,除了能使加熱釬料的效果得到改善,接頭附近區(qū)域也同時(shí)被加熱升溫,從而促使釬料的潤(rùn)濕鋪展和分布均勻。 激光釬焊焊接效果主要影響因素有: 激光功率 光斑直徑 釬焊速度 送絲速度 激光釬焊時(shí),釬料、釬劑、保護(hù)氣的選擇與常規(guī)釬焊基本相同。在許多情況下,激光釬焊可以不用釬劑和保護(hù)氣。 激光釬焊關(guān)鍵在于合理控制激光功率分配。光束聚在釬料上,釬料溫度過高導(dǎo)致熔化過快,而母材溫度不足使釬料不能很好的潤(rùn)濕母材,影響填充效果,焊縫成形變差。光束聚在母材上,則釬料溫度有可能過低導(dǎo)致釬料流動(dòng)性或活性降低,母材可能過熱熔化導(dǎo)致釬料直接進(jìn)入熔池形成熔化焊,形成脆性想影響焊縫性能。 激光軟釬焊主要用于印制電路板集成電路的焊接。采用激光輻射加熱集成電路引線,通過焊膏或預(yù)制焊料向基板傳熱,當(dāng)溫度達(dá)到釬焊溫度時(shí),焊膏或焊料熔化,基板和引線潤(rùn)濕形成連接。激光軟釬焊多采用YAG激光器。 半導(dǎo)體激光器是直接的電子-光子轉(zhuǎn)換器,具有直接的調(diào)制能力,通過調(diào)節(jié)電源輸出就可以實(shí)現(xiàn)脈沖和連續(xù)的轉(zhuǎn)變。半導(dǎo)體激光器的輸出波長(zhǎng)為808NM,比YAG激光器的波長(zhǎng)還短,更加有利于釬料對(duì)激光的吸收,提高加熱效率。 半導(dǎo)體激光釬焊的突出特點(diǎn)是不會(huì)對(duì)元器件產(chǎn)生熱影響,激光溫度場(chǎng)完全限定在引線范圍內(nèi)。釬料流動(dòng)性得到有效控制,避免了細(xì)間距引線間的釬料橋接。