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激光焊接技術在傳感器生產中的應用(2)

454398 ? 來源:羅姆半導體社區 ? 作者:羅姆半導體社區 ? 2022-11-30 17:21 ? 次閱讀

來源:羅姆半導體社區

3. 激光焊接在傳感器生產中的工藝特點。

激光用來封焊傳感器金屬外殼是目前一種最先進的加工工藝方法,主要基于激光焊接有以下特點:

(1) 高的深寬比。焊縫深而窄,焊縫光亮美觀。

(2) 最小熱輸入 。由于功率密度高,熔化過程極快,輸入工件熱量很低,焊接速度快,熱變形小,熱影響區小。

(3) 高致密性。焊縫生成過程中,熔池不斷攪拌,氣體易出,導致生成無氣孔熔透焊縫。焊后高的冷卻速度又易使焊縫組織微細化,焊縫強度、韌性和綜合性能高。

(4) 強固焊縫。高溫熱源和對非金屬組份的充分吸收產生純化作用,降低了雜質含量,改變夾雜尺寸和其在熔池中的分布,焊接過程中無需電極或填充焊絲,熔化區受污染小,使焊縫強度、韌性至少相當于甚至超過母體金屬。

(5) 精確控制。因為聚焦光斑很小,焊縫可以高精度定位,光束容易傳輸與控制,不需要經常更換焊炬、噴咀,顯著減少停機輔助時間,生產效率高,光無慣性,還可以在高速下急停和重新啟始。用自控光束移動技術則可焊復雜構件。

(6) 非接觸、大氣環境焊接過程。因為能量來自激光,工件無物理接觸,因此沒有力施加于工件。另磁和空氣對激光都無影響。

(7) 由于平均熱輸入低,加工精度高,可減少再加工費用,另外,激光焊接運轉費用較低,從而可降低工件成本。

(8) 容易實現自動化,對光束強度與精細定位能進行有效控制。

三、激光焊接與現有焊接方法的比較

目前傳感器密封焊接采用的方法有:電阻焊、氬弧焊、電了束焊、等離子焊等。

1. 電阻焊:它用來焊接薄金屬件,在兩個電極間夾緊被焊工件通過大的電流熔化電極接觸的表面,即通過工件電阻發熱來實施焊接。工件易變形,電阻焊通過接頭兩邊焊合,而激光焊只從單邊進行,電阻焊所用電極需經常維護以清除氧化物和從工件粘連著的金屬,激光焊接薄金屬搭接接頭時并不接觸工件,再者,光束還可進入常規焊難以焊及的區域,焊接速度快。

2. 氬弧焊:使用非消耗電極與保護氣體,常用來焊接薄工件,但焊接速度較慢,且熱輸入比激光焊大很多,易產生變形。

3. 等離子弧焊:與氬弧類似,但其焊炬會產生壓縮電弧,以提高弧溫和能量密度,它比氬弧焊速度快、熔深大,但遜于激光焊。

4.電子束焊:它靠一束加速高能密度電子流撞擊工件,在工件表面很小密積內產生巨大的熱,形成"小孔"效應,從而實施深熔焊接。電子束焊的主要缺點是需要高真空環境以防止電子散射,設備復雜,焊件尺寸和形狀受到真空室的限制,對韓件裝配質量要求嚴格,非真空電子束焊也可實施,但由于電子散射而聚焦不好影響效果。電子束焊還有磁偏移和X射線問題,由于電子帶電,會受磁場偏轉影響,故要求電子束焊工件焊前去磁處理。X射線在高壓下特別強,需對操作人員實施保護。激光焊則不需 真空室和對工件焊前進行去磁處理,它可在大氣中進行,也沒有防X射線問題,所以可在生產線內聯機操作,也可焊接磁性材料。

四、激光焊接在傳感器生產的應用前景

激光焊接技術是一種高新技術,由于其獨有的特點,特別適合在傳感器密封焊中使用,目前國外許多生產傳感器的廠家均利用激光焊接工藝生產傳感器,而國內采用此工藝的廠家不多,主要是一些生產軍用傳感器產品的廠家和部分科研機構在采用此種工藝,且采用國外激光焊接機的較多。目前國內激光焊接機在性能上已和國外產品相差不遠,完全可以勝任國內生產傳感器的工藝要求,但價格是國外同類產品的1/3-1/5。為提高國內傳感器整體水平以及發展民族激光產業,我國的傳感器生產廠家應盡快采用國產激光焊接機來生產加工傳感器,以增加產品競爭力,開拓國際市場。

審核編輯黃昊宇

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