激光軟釬焊及運用

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1、激光軟釬焊及其運用Lasersoftsolderingandapply劉良清王鋒韓小平（武漢凌云光電科技有限公司湖北武漢430205）LiuLiangqing,WangFeng,HanXiaoping(LingyunPhotoelectronSystemCo.,LtdHubeiWuhan430205)摘要：關(guān)鍵詞：Abstract:閘述一種將激光運川于軟釬焊的方法，以及運用實例。激光軟釬焊浸潤擴散金屬鍵DescribeamethodbyLasersoftsolderingandapplyKeywords:Lasersofts

2、olderingInfiltrationdiffusionmetallicbond早在公元前200年前的戰(zhàn)國時期，中國人就掌握了青銅器的釬焊技術(shù)，可謂是歷史久遠,從湖北棗陽九連墩古墓的出土文物就可發(fā)現(xiàn)：釬焊技術(shù)在這個時期已經(jīng)很成熟的得到了運用，特別是在青銅器的焊接上，這在現(xiàn)代的考古研究中，已得到了充分的證實，中此看來,釬焊技術(shù)己經(jīng)不是什么新興技術(shù)，只不過，在釬焊方法上，我們推出了更新的方式，例如:激光釬焊，特別是激光軟釬焊，為古老的釬焊技術(shù)開發(fā)了乂一個嶄新的工藝方法。術(shù)語解釋：【軟釬焊】指使川軟釬料進行的釬焊，釬焊接頭強度小

3、于70Mpa【軟釬料】即熔點低于450°C的釬料，有錫鉛基、鉛基、鎘基等合金，軟釬料主要用于焊接受力不大和工作溫度較低的工件，如各種電器導線的連接及儀器、儀表元件的釬焊，更多的是在各種電子線路的焊接中得到人量的運川。衣1是幾種不同釬料的性能比較錫鉛釬料鉛銀釬料鎘銀釬料金相共晶結(jié)構(gòu)共晶結(jié)構(gòu)共晶結(jié)構(gòu)熔點（°C）183221600工作溫度（°C）<100<150<250焊接對象銅及其銅合金銅合金、鋼表1錫鉛基、鉛基的釬料，工作溫度T<150°C,-?般用于釬焊銅及銅合金，耐熱性好，但耐蝕性較差、鎘基釬料是軟釬料中耐熱性故好的一種，

4、工作溫度T<250°C,在軟釬料中，尤以錫鉛焊料一起良好的工藝性能和導電性能，以及鮫為適宜的工作溫度（Tvl00°C）獲得了最為廣泛的運用。參見圖1,常用的釬焊方法有如下兒種:火焰釬焊、手工烙鐵焊、Hotbar自動焊、波峰焊、冋流焊（也稱：再流焊）、超聲釬焊、等離子釬焊等。等離子釬焊波峰焊一、激光軟釬焊原理圖2是激光軟釬焊的原理圖激光軟釬焊，是利用激光的精細高能量，對極細的精密對象進行準確的釬焊，CCD（工業(yè)攝像機）將穿透二維振鏡，對激光焊接進行精密的定位監(jiān)視，白動送錫絲機構(gòu)主要是在焊接中對焊點進行釬料的連續(xù)供給，在焊接過程

5、中，還少不了對焊點進行保護氣體的吹送，主要是保證在焊接屮對工件的保護，使線芯、焊盤、以及釬料不發(fā)生氧化，吹送氣體一般為氮氣或氮氣。圖2激光軟釬焊原理圖激光技術(shù)的發(fā)展在當今也不過白年，其運用領(lǐng)域也是在不斷的在探索之屮，在激光運用于軟釬焊的過程中，我們做了大量的技術(shù)性探索，也摸索出一些有益的經(jīng)驗，在此以饗讀者，歡迎大家共同探討和研究。將激光用于軟釬焊，是利用了激光較之其它焊接方法所不能比擬的一些特性，特別是激光的精細高能量,適合于做極為細小的精密精細焊接,對于極細同軸排線（圖2、圖7、圖8）的焊接，用激光軟釬焊就再恰當不過了，另

6、外，激光軟釬焊還便于實現(xiàn)自動化焊接系統(tǒng)。用激光進行軟釬焊，首先，其釬料要選擇熔點低于45CTC的釬料，女II：錫鉛基釬料，作為激光釬焊的釬料，硬釬料是不可用的，這將會造成極細同軸排線的線芯斷裂。激光軟釬焊機理：激光軟釬焊的機理包含了：激光加熱■液相釬料對母材的浸潤■分子擴散■金屬鍵結(jié)合等步驟，下而將依次加以描述。1、激光加熱用激光對釬料進行照射的時候，釬料會在激光的高能量作用下快速的升溫，當溫度達到釬料的熔點時候，釬料會快速的rh固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐涸驗榧す獾奶攸c就是精細高能量,但在系統(tǒng)的控制F，激光能量不會融化與釬料相鄰的母材（

7、即連接器中的銅質(zhì)導線和銅質(zhì)的焊盤）。緊接著，融化的釬料開始潤濕并填滿母材連接的間隙，當加溫停止時，液相的釬料乂會由液相逆變?yōu)楣滔?，從而讓母材與母材之間形成焊接。母材為母材Z間形成的釬焊連接，實際上是由釬料從中形成了橋接，焊接過程中，母材始終不發(fā)生相變，釬料在山【固相-液相-固相】物理變化中，最終將母材與母材固連于一體。2、液相釬料對母材的浸潤激光使得釬料經(jīng)山固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合鄷r，液相的釬料將會以液態(tài)性質(zhì)在母材表而進行漫流，這樣的漫流我們稱之為【浸潤】爬行?！窘櫋科鋵嵰彩且环N【潤濕】現(xiàn)象，這是釬焊必要的條件，當釬料由固相轉(zhuǎn)變?yōu)橐?/p>

8、相吋，釬料的【潤濕】能力將決定釬料對母材的是否足夠的包附能力。圖3是關(guān)于釬料【潤濕】原理的分析Bsv^^圖3釬焊的【潤濕】原理S固體母材L液相釬料V環(huán)境氣體8潤濕角(參見圖3),圖中：A*液相釬料與環(huán)境氣體Z間的界面張力。BSv：固體母材與環(huán)境氣體Z間的界面張力(Bsv可視為液相釬料在固體