众所周知航空航天类产品对空间的要求非常苛刻,与许多行业一样,航空航天产品电子化的趋势也是未来的发展方向,这样就要求电子化产品的设计需要在越来越小的空间里进行,同时电子化产品上的焊点密度也越来越高。另外,例如军事装备、飞机航天器等产品需要能够承受最苛刻的环境条件,并且产品质量必须符合最高的工程标准、需要使用最高等级的安全保护元件和电子组件。很多情况下,传统焊接工艺已经无法来满足,而需要一种能够适应更小空间的新型焊接工艺。
对于航天器的通讯、导航、记录和安全系统中的高精度飞行控制是首要考虑的,在机舱环境方面,例如加压和HVAC系统、娱乐和餐饮服务系统都增加越来越多的电子设备,而这些设备都需要保持稳定可靠的工作达数十年,更高要求的先进焊接工艺正是激光可以来实现的。
那么应该如何有效的应用激光锡焊工艺?
为了在自动化焊接中采用激光锡焊技术,我们应该准备好以下三项
1.了解激光加热原理
2. 了解焊接的相关知识
3. 了解自动化的集成与控制
传统电烙铁和激光锡焊属于不同的热转移原理,电烙铁是通过传导来传递热量,但激光是通过辐射物体表面来产生热量。
烙铁焊接属于接触式焊接,通过电热转换,使烙铁头发热,然后通过烙铁头与被焊接对象的接触,将热量传导给被焊接对象,熔化焊料形成合金层。
激光焊接属于非接触式焊接,其以激光为热源,利用激光束优良的方向性和高功率密度的特点,通过光学系统将激光束聚集在很小的区域,利用激光束直接照射焊接部位,焊接部位(元器件引线和钎料)吸收光能并转化为热能,温度急剧上升到焊接温度,导致钎料熔化,浸润,激光加热停止后,焊接部位迅速冷却,钎料凝固,形成合金层,从而达到电器连接的目的。
激光锡焊的光源采用半导体二极管,其通过光学系统可以精确聚焦在焊点上。并通过温度闭环反馈精确控制和优化焊接所需要的能量。激光发生器输出的激光通过光学系统整形、聚焦后,输出能量密度大,热传递效率高,焊料可为锡膏或锡丝,特别适合焊接狭小空间内焊点或小焊点。
激光锡焊技术的优势有哪些?
1、激光焊接只对连接部位局部加热,对元器件本体没有任何的热影响。
2、加热速度和冷却速度快,接头组织细密,可靠性高。
3、非接触加工,不存在传统焊接产生的应力,无静电。
4、可根据焊点类型设置不同工艺参数以获得一致的焊接质量。
5、激光加工精度高,激光光斑可以达到微米级别,加工时间/功率通过程序控制,加工精度远高于传统电烙铁锡焊与HOT BAR锡焊。
6、细小激光束替代烙铁头,在狭小空间同样可以操作。
激光锡焊VS电烙铁锡焊工艺流程对比
激光锡焊VS电烙铁锡焊加热方式对比
激光锡焊工艺热力图过程
原文标题:【焊接技术前沿】激光锡焊技术如何满足航空航天工业严格的焊接质量要求