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技術(shù)文章
準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器精密焊接分析
閱讀：1563 發(fā)布時(shí)間：2018-12-17 隨著現(xiàn)代激光技術(shù)的發(fā)展，激光在不同行業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用也更加深入，不僅解決了傳統(tǒng)加工中存在的不足，同時(shí)也在工藝上面取得了眾多的突破。
目前，激光焊接技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于3C領(lǐng)域，手機(jī)各類模組、中板蓋板等各種工業(yè)制造中。近年來(lái)新能源汽車、3D打印等行業(yè)的快速發(fā)展，也讓激光精密焊接成為了市場(chǎng)的新需求。
近期，針對(duì)精密焊接的穩(wěn)定性，創(chuàng)鑫激光焊接工程師特做了相關(guān)實(shí)驗(yàn)分析。
實(shí)驗(yàn)方法
使用創(chuàng)鑫激光的MFQS-150W/1500W準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器對(duì)不銹鋼進(jìn)行精密點(diǎn)焊，激光點(diǎn)焊實(shí)驗(yàn)在掃描振鏡激光焊接平臺(tái)上進(jìn)行，采用旁軸輔助氣體保護(hù)。在不同激光峰值功率（300W、600W、900W、1200W、1500W）情況下，優(yōu)化出光波形及工藝參數(shù)，確保焊點(diǎn)成型質(zhì)量，分別在不銹鋼片上打出50個(gè)焊點(diǎn)，通過測(cè)量五組參數(shù)下的焊點(diǎn)尺寸，分析焊點(diǎn)均勻度及激光器出光穩(wěn)定性。
▲圖1不銹鋼片上50個(gè)焊點(diǎn)圖
▲圖2 焊點(diǎn)放大圖
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
1. 激光峰值功率300W時(shí)實(shí)驗(yàn)效果
1）測(cè)試波形
| 出光波形 | 脈寬(ms) | 功率(W) | 頻率(hz) |
| 1 | 1.5 | 300 | 1 |
| 2 | 3.5 | 300 | 1 |
| 3 | 3.8 | 0 | 1 |
2）不銹鋼上50個(gè)焊點(diǎn)尺寸（mm）數(shù)據(jù)如下：
| 1.24 | 1.239 | 1.245 | 1.236 | 1.214 | 1.222 | 1.211 | 1.218 | 1.228 | 1.236 |
| 1.217 | 1.258 | 1.222 | 1.233 | 1.221 | 1.225 | 1.212 | 1.222 | 1.19 | 1.238 |
| 1.225 | 1.269 | 1.25 | 1.171 | 1.23 | 1.238 | 1.233 | 1.249 | 1.269 | 1.213 |
| 1.174 | 1.224 | 1.213 | 1.248 | 1.218 | 1.249 | 1.23 | 1.234 | 1.209 | 1.22 |
| 1.25 | 1.241 | 1.217 | 1.22 | 1.255 | 1.224 | 1.19 | 1.253 | 1.266 | 1.177 |
3）圖表分析
4）結(jié)論：焊點(diǎn)尺寸范圍為1.1~1.3mm，平均焊點(diǎn)尺寸1.22mm，焊點(diǎn)波動(dòng)9.8%，焊點(diǎn)均勻、出光穩(wěn)定，能滿足精密焊接需求。
2. 激光峰值功率600W時(shí)實(shí)驗(yàn)效果
1）測(cè)試波形
| 出光波形 | 脈寬(ms) | 功率(W) | 頻率(hz) |
| 1 | 1.5 | 600 | 1 |
| 2 | 3.5 | 600 | 1 |
| 3 | 3.8 | 0 | 1 |
2）不銹鋼上50個(gè)焊點(diǎn)尺寸（mm）數(shù)據(jù)如下：
| 2.001 | 2.082 | 1.992 | 2.065 | 1.973 | 1.967 | 1.914 | 2.060 | 1.832 | 1.962 |
| 1.974 | 2.051 | 1.869 | 2.030 | 1.856 | 1.800 | 2.091 | 1.821 | 1.947 | 1.941 |
| 2.069 | 1.960 | 1.936 | 1.892 | 2.000 | 1.783 | 1.891 | 2.038 | 1.841 | 1.788 |
| 2.083 | 1.902 | 1.968 | 1.860 | 2.031 | 1.935 | 1.888 | 1.890 | 1.854 | 2.001 |
| 1.920 | 2.068 | 1.980 | 1.900 | 2.043 | 1.808 | 1.808 | 1.860 | 1.800 | 1.912 |
3）圖表分析
4）結(jié)論：焊點(diǎn)尺寸范圍為1.79~2.1mm，平均焊點(diǎn)尺寸1.94mm，焊點(diǎn)波動(dòng)8.2%，焊點(diǎn)均勻、出光穩(wěn)定，能滿足精密焊接需求。
3. 激光峰值功率900W時(shí)實(shí)驗(yàn)效果
1）測(cè)試波形
| 出光波形 | 脈寬(ms) | 功率(W) | 頻率(hz) |
| 1 | 1.5 | 900 | 1 |
| 2 | 3.5 | 900 | 1 |
| 3 | 3.8 | 0 | 1 |
2）不銹鋼上50個(gè)焊點(diǎn)尺寸（mm）數(shù)據(jù)如下：
| 2.548 | 2.538 | 2.462 | 2.5 | 2.544 | 2.496 | 2.466 | 2.464 | 2.573 | 2.543 |
| 2.53 | 2.522 | 2.454 | 2.419 | 2.534 | 2.543 | 2.561 | 2.518 | 2.425 | 2.433 |
| 2.464 | 2.551 | 2.531 | 2.424 | 2.539 | 2.318 | 2.518 | 2.538 | 2.448 | 2.517 |
| 2.551 | 2.302 | 2.469 | 2.465 | 2.497 | 2.49 | 2.438 | 2.343 | 2.572 | 2.27 |
| 2.449 | 2.381 | 2.448 | 2.453 | 2.527 | 2.459 | 2.498 | 2.545 | 2.472 | 2.528 |
3）圖表分析
4）結(jié)論：焊點(diǎn)尺寸范圍為2.3~2.57mm，平均焊點(diǎn)尺寸2.48mm，焊點(diǎn)波動(dòng)7.2%，焊點(diǎn)均勻、出光穩(wěn)定，能滿足精密焊接需求。
4. 激光峰值功率1200W時(shí)實(shí)驗(yàn)效果
1）測(cè)試波形：
| 出光波形 | 脈寬(ms) | 功率(W) | 頻率(hz) |
| 1 | 1.5 | 1200 | 1 |
| 2 | 3.5 | 1200 | 1 |
| 3 | 3.8 | 0 | 1 |
2）不銹鋼上50個(gè)焊點(diǎn)尺寸（mm）數(shù)據(jù)如下：
| 2.679 | 2.75 | 2.762 | 2.718 | 2.725 | 2.818 | 2.828 | 2.612 | 2.882 | 2.86 |
| 2.656 | 2.891 | 2.658 | 2.805 | 2.753 | 2.69 | 2.832 | 2.708 | 2.821 | 2.837 |
| 2.569 | 2.87 | 2.811 | 2.841 | 2.69 | 2.764 | 2.83 | 2.714 | 2.802 | 2.712 |
| 2.827 | 2.834 | 2.782 | 2.716 | 2.826 | 2.689 | 2.802 | 2.856 | 2.964 | 2.718 |
| 2.747 | 2.732 | 2.433 | 2.75 | 2.781 | 2.758 | 2.831 | 2.831 | 2.904 | 2.595 |
3) 圖表分析
4）結(jié)論：焊點(diǎn)尺寸范圍為2.43~2.97mm，平均焊點(diǎn)尺寸2.76mm，焊點(diǎn)波動(dòng)7.6%，焊點(diǎn)均勻、出光穩(wěn)定，能滿足精密焊接需求。
5、激光峰值功率1500W時(shí)實(shí)驗(yàn)效果
1）測(cè)試波形
| 出光波形 | 脈寬(ms) | 功率(W) | 頻率(hz) |
| 1 | 1.5 | 1500 | 1 |
| 2 | 3.5 | 1500 | 1 |
| 3 | 3.8 | 0 | 1 |
2）不銹鋼上50個(gè)焊點(diǎn)尺寸（mm）數(shù)據(jù)如下：
2.747 2.801 2.962 2.715 2.88 3.091 3.055 2.719 2.956 2.916 2.882 2.974 2.734 2.772 2.869 2.944 2.665 2.845 3.006 2.878 3.015 2.889 2.933 2.786 2.878 2.975 2.806 2.99 2.955 2.912 2.963 2.834 2.931 3.005 2.861 2.835 2.851 3.106 3.036 2.818 2.849 2.88 2.942 2.828 2.858 2.783 3.052 2.942 2.855 2.979
3）圖表分析
4）結(jié)論：焊點(diǎn)尺寸范圍為2.67~3.12mm，平均焊點(diǎn)尺寸2.89mm，焊點(diǎn)波動(dòng)7.6%，焊點(diǎn)均勻、出光穩(wěn)定，能滿足精密焊接需求。
總結(jié)
通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析可見，激光峰值功率分別為300W、600W、900W、1200W、1500W時(shí)，焊點(diǎn)尺寸波動(dòng)保持在8%范圍內(nèi)，能量集中且穩(wěn)定，焊點(diǎn)均勻，能夠很好的滿足消費(fèi)類電子產(chǎn)品精密點(diǎn)焊及金銀首飾的修補(bǔ)焊接，如電子產(chǎn)品的殼體、屏蔽罩、USB接頭、導(dǎo)電貼片、金銀首飾等。
▲精密點(diǎn)焊樣品
準(zhǔn)連續(xù)光纖激光器的優(yōu)勢(shì)：
1：整機(jī)方式，無(wú)需客戶進(jìn)行2次整合集成；
2：風(fēng)冷冷卻方式，減少水冷機(jī)；
3：自帶波形軟件編輯功能；
4：兼容模擬信號(hào)控制；
5：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，輕便；
6：光束質(zhì)量好，能量穩(wěn)定性高；
7：光纖結(jié)構(gòu)，壽命超長(zhǎng)。