浅谈激光焊接头的模式及性能

激光焊接头是利用激光头的辐射能量实现有效焊接的过程。其工作原理是以特定的方式激发激光头活性介质(如CO2和其他气体的混合气体，YAG钇铝石榴石晶体等)，使其在谐振腔中来回振荡，从而形成激发辐射束。当梁接触工件时，其能量被工件吸收，并且当温度达到材料的熔点时可以进行焊接。

1.激光焊接头焊接模式

激光焊接头可分为导热焊接头和深熔焊接头。前者的热量通过热传递扩散到工件内部，并且仅在焊接表面上产生熔化现象。工件内部未完全穿透，基本上不会发生汽化现象。主要用于焊接低速薄壁材料。后者不仅完全熔化材料，而且蒸发材料以形成大量的等离子体。由于大量的热量，熔池的前端会出现钥匙孔。

深熔焊头是目前应用最广泛的激光焊接头焊接方法，因为它可以完全焊接具有大输入能量和快速焊接速度的工件。

2.激光焊接头焊缝的形状，结构和性能

由于激光头产生的聚焦光斑面积小，焊缝周围的热影响区比普通焊接头技术的热影响区小得多。通常，激光焊接头不需要用金属填充。焊缝表面连续均匀，外观美观，无毛孔，裂缝等表面缺陷。非常适用于对焊缝外观有严格要求的场合。尽管聚焦区域相对较小，但激光束的能量密度非常高(通常高达103-108W / cm2)。

在焊接过程中，金属被加热和冷却得非常快，熔池周围的温度梯度相对较大，这使得接头强度高于母材，而接头塑性相对较低。目前，通过双焦点技术或复合焊接头技术可以提高接头质量。

松盛光电同轴测温视觉单聚焦激光焊接头利用系统同轴CCD摄像头与监视装置，对被焊接工件进行定位。激光控制单元接收定位完成信号，激光对焊接区域进行设定时间内的局部照射。激光焊接系统是以激光二极管为热源，通过激光实行局部非接触 加热，它具有非接触性，无需更换烙铁头，激光光束直径小等优点。特别是有部分不适用波峰，回流的部品，只能通过后装工序，利用局部加热方法来完成整个产品的组装。

同轴测温视觉单聚焦激光焊接头主要特点：

(1)微细的点直径(Spor):激光形成的点径最小可以到0.1mm,送锡装置最小可以到0.2mm,可实现微间距贴装器件,Chip 部品的焊接。

(2)因为是短时间的局部加热，对基板与周边部品的热影响很少，焊点品质良好。

(3)无烙铁头消耗，不需更换加热器，连续作业时，具有很高的作业效率。

(4)进行无铅焊接时，不易发生焊点裂纹。

3.激光焊接头的独特优势

(1)激光焊接头可以获得高质量的接合强度和更大的纵横比，焊接速度更快。

(2)由于激光焊接头不需要真空环境，因此可以通过透镜和光纤实现远程控制和自动生产。

(3)激光头对钛和石英等难焊材料具有高功率密度和良好的焊接效果，可以焊接不同性能的材料。

随着激光焊接头的普及和应用以及激光头的商业化生产，激光头设备的价格急剧下降。然而，高功率激光头的发展以及新型复合焊接头焊接方法的开发和应用也改善了激光焊接转换效率低的缺点。我相信在不久的将来，激光焊接头将逐步取代传统的焊接工艺(如电弧焊和电阻焊)，成为工业焊接的主要方法。