淺談激光焊接技術(shù)之激光釬焊

當(dāng)今的汽車加工領(lǐng)域，激光焊接是必不可少的一項(xiàng)工藝。激光焊接屬于熔融焊接，以激光束為能量源，沖擊在焊件接頭上。激光焊接屬非接觸式焊接，作業(yè)過(guò)程不需加壓，但需使用惰性氣體以防熔池氧化，填料金屬偶有使用。與電子束焊接相比，它的穿透力略弱，但激光焊能進(jìn)行精確的能量控制，因而可以實(shí)現(xiàn)精密微型器件的焊接，且它能應(yīng)用于很多金屬，特別是能解決一些難焊金屬及異種金屬的焊接。

激光釬焊是激光焊接技術(shù)中的一種，由于激光能量密度大，可以作為熱源，將焊絲材料熔化，激光光束經(jīng)過(guò)聚焦后照射到焊絲表面，在機(jī)器人的牽引下，將熔化了的焊絲材料浸潤(rùn)到被焊接的工業(yè)零件上，已經(jīng)被激光熔化的焊絲填充到要焊接的生產(chǎn)工件之間，使生產(chǎn)工件間得到很好的結(jié)合，完成激光焊接工藝。

激光釬焊的主要特點(diǎn)是利用激光的高能量密度實(shí)現(xiàn)局部或微小區(qū)域快速加熱完成釬焊過(guò)程，其關(guān)鍵點(diǎn)在于合理的控制激光功率分配。激光束匯聚在釬料上，釬料溫度過(guò)高導(dǎo)致融化過(guò)快，而母材溫度不足使釬料不能很好潤(rùn)濕母材，影響填充效果，釬縫成形變差。激光束匯聚在母材上，釬料溫度有可能過(guò)低，導(dǎo)致釬料流動(dòng)性或活躍性降低，母材可能過(guò)熱融化，導(dǎo)致釬料直接進(jìn)入熔池形成熔化焊，形成的脆性相也影響釬縫性能。

根據(jù)加熱溫度的不同，激光釬焊分為軟釬焊和硬釬焊。

釬料液相線溫度低于450℃的稱為軟釬焊。主要用于印刷電路板電子元器件的連接。采用激光輻射加熱集成電路引線，通過(guò)釬劑或預(yù)置釬料向基板傳遞熱量。當(dāng)溫度達(dá)到釬焊溫度時(shí)，釬劑和釬料融化，基板和引線潤(rùn)濕形成連接。激光軟釬焊集成電路多采用YAG激光器。

釬料液相線溫度高于450℃的稱為硬釬焊，主要用于結(jié)構(gòu)鋼和鍍鋅鋼板的連接等。激光硬釬焊在有色金屬的連接上也有優(yōu)勢(shì)。大多數(shù)有色金屬對(duì)激光的反射率較高，材料的熱導(dǎo)率較高，激光熔化焊需要較高的功率。激光硬釬焊銀、銅、鎳、金、鋁等有色金屬有良好的效果，釬縫組織細(xì)小，接頭性能良好。

在激光釬焊工藝中，整個(gè)焊接系統(tǒng)的速度很快，而且焊縫比較狹窄，對(duì)外觀也有很高的要求，焊接系統(tǒng)對(duì)焊接參數(shù)要求精確，同時(shí)對(duì)送絲速度，平穩(wěn)性方面的要求也很高。釬料的選擇也很重要。節(jié)約成本當(dāng)然不用講，還要符合設(shè)計(jì)要求，結(jié)合母材的性能，達(dá)到激光釬焊的加熱條件。這就要求所選用的釬料要有合適的熔點(diǎn)，成分要均勻，穩(wěn)定性好，與母材結(jié)合的要牢固。

激光釬焊的優(yōu)點(diǎn)：

1. 進(jìn)行激光釬焊的母體材料本身并不熔化，僅僅是使釬料熔化。這樣的好處就是生產(chǎn)工件的外形比較美觀，密封性也很好，安全性也不錯(cuò)。

2. 局部加熱，不易產(chǎn)生熱損傷，熱影響較小

3. 加工過(guò)程釬料無(wú)飛濺，焊縫質(zhì)量高，操作工程不需要經(jīng)常更換焊炬和噴嘴，節(jié)約加工成本。

4. 激光熱源能量密度大，對(duì)于熱輸入可以控制和調(diào)節(jié)，焊接效率高，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

激光釬焊的缺點(diǎn)：

1.雖然理論上激光釬焊很好，但在實(shí)際生產(chǎn)中，工件間的焊縫質(zhì)量缺陷依然會(huì)出現(xiàn)。

2.激光釬焊容易出現(xiàn)氣孔。例如母材表面不夠清潔，釬焊絲雨激光束交點(diǎn)相對(duì)位置發(fā)生改變的時(shí)候，焊縫表面都容易出現(xiàn)氣孔

3.有時(shí)會(huì)出現(xiàn)熔焊型焊縫和焊縫單邊焊，或者是釬料沒(méi)有填滿焊縫或釬料伸出焊縫表面，以及容易出現(xiàn)熔焊與釬焊共存的現(xiàn)象。不過(guò)這幾個(gè)缺陷其實(shí)不能算激光釬焊的缺點(diǎn)，它們都只是技術(shù)性問(wèn)題。

4.整套激光設(shè)備非常昂貴，如果投資到銷量非常好的車型上去成本分?jǐn)偟矫枯v車還不算太貴，但如果銷量不好，單車成本就太高了。

激光釬焊的主要工藝參數(shù)有以下幾點(diǎn)：

1.激光功率。CO2激光器和YAG激光器都可以用于激光釬焊，釬焊時(shí)他們各自的特點(diǎn)與激光熔化焊相同。

2.光斑直徑。激光釬焊通常采用散焦光斑，光斑大小取決于釬縫寬度。

3.釬焊速度。根據(jù)實(shí)際釬焊的要求確定，取決于激光功率，激光功率越大，釬焊速度越快。

4.送絲速度。送絲速度大小主要考慮釬縫填充和良好成形，送絲速度與釬焊速度應(yīng)匹配，提高釬焊速度的同時(shí)應(yīng)提高送絲速度。

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