激光钎焊是以激光为热源加热钎料融化的钎焊技术,属于软钎焊、硬钎焊分类。
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过程。激光钎焊的关键在于合理的控制激光功率分配。激光束汇聚在钎料上,钎料温度过高导致融化过快,而母材温度不足使钎料不能很好润湿母材,影响填充效果,钎缝成形变差。激光束汇聚在母材上,钎料温度有可能过低,导致钎料流动性或活跃性降低,母材可能过热融化,导致钎料直接进入熔池形成熔化焊,形成的脆性相也影响钎缝性能。
钎料
液相线温度低于450℃的称为软钎焊。主要用于
印刷电路板电子元器件的连接。采用激光辐射加热集成电路引线,通过钎剂或预置钎料向基板传递热量。当温度达到钎焊温度时,钎剂和钎料融化,基板和引线润湿形成连接。激光软钎焊集成电路多采用YAG激光器。
钎料液相线温度高于450℃的称为硬钎焊,主要用于结构钢和
镀锌钢板的连接等。激光硬钎焊在有色金属的连接上也有优势。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、铝等有色金属有良好的效果,钎缝组织细小,接头性能良好。
激光钎焊时的钎料可以采用预置方式,也可以采用送丝方式。钎焊加热温度较低,对激光功率木渎的要求较低,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,也可以根据钎缝尺寸调节光斑大小和形状。激光钎焊接头通常采用卷边对接和搭接两种方式。卷边对接情况下,钎料从激光前端送入有利于钎焊过程稳定;搭接情况下,钎料从侧下方水平送入有利于钎焊过程稳定。
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,也可以通过激光分光镜分光获得。双光束钎焊可以更加灵活方便的控制辐照时间和位置,更好的控制钎焊过程。
双光束激光搭接情况下,一激光束加热融化焊丝,另一激光束加热填充间隙使母材温度升高,促进钎料的润湿铺展,提高接头强度。对接情况下,两书激光重叠照射加热,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,从而促进了钎料的润湿皮展和均匀分布。
1、激光功率。
CO2激光器和YAG激光器都可以用于激光钎焊,钎焊时他们各自的特点与激光熔化焊相同。