【焊接技术前沿】激光锡焊技术如何满足航空航天工业严格的焊接质量要求

2023-11-01 16:37

众所周知航空航天类产品对空间的要求非常苛刻，与许多行业一样，航空航天产品电子化的趋势也是未来的发展方向，这样就要求电子化产品的设计需要在越来越小的空间里进行，同时电子化产品上的焊点密度也越来越高。另外，例如军事装备、飞机航天器等产品需要能够承受最苛刻的环境条件，并且产品质量必须符合最高的工程标准、需要使用最高等级的安全保护元件和电子组件。很多情况下，传统焊接工艺已经无法来满足，而需要一种能够适应更小空间的新型焊接工艺。

对于航天器的通讯、导航、记录和安全系统中的高精度飞行控制是首要考虑的，在机舱环境方面，例如加压和HVAC系统、娱乐和餐饮服务系统都增加越来越多的电子设备，而这些设备都需要保持稳定可靠的工作达数十年，更高要求的先进焊接工艺正是激光可以来实现的。

那么应该如何有效的应用激光锡焊工艺？

为了在自动化焊接中采用激光锡焊技术，我们应该准备好以下三项

1.了解激光加热原理

2. 了解焊接的相关知识

3. 了解自动化的集成与控制

传统电烙铁和激光锡焊属于不同的热转移原理，电烙铁是通过传导来传递热量，但激光是通过辐射物体表面来产生热量。

烙铁焊接属于接触式焊接，通过电热转换，使烙铁头发热，然后通过烙铁头与被焊接对象的接触，将热量传导给被焊接对象，熔化焊料形成合金层。

激光焊接属于非接触式焊接，其以激光为热源，利用激光束优良的方向性和高功率密度的特点，通过光学系统将激光束聚集在很小的区域，利用激光束直接照射焊接部位,焊接部位(元器件引线和钎料)吸收光能并转化为热能,温度急剧上升到焊接温度,导致钎料熔化,浸润，激光加热停止后,焊接部位迅速冷却,钎料凝固,形成合金层，从而达到电器连接的目的。

激光锡焊的光源采用半导体二极管，其通过光学系统可以精确聚焦在焊点上。并通过温度闭环反馈精确控制和优化焊接所需要的能量。激光发生器输出的激光通过光学系统整形、聚焦后，输出能量密度大，热传递效率高，焊料可为锡膏或锡丝，特别适合焊接狭小空间内焊点或小焊点。

激光锡焊技术的优势有哪些？

1、激光焊接只对连接部位局部加热，对元器件本体没有任何的热影响。

2、加热速度和冷却速度快，接头组织细密，可靠性高。

3、非接触加工，不存在传统焊接产生的应力，无静电。

4、可根据焊点类型设置不同工艺参数以获得一致的焊接质量。

5、激光加工精度高，激光光斑可以达到微米级别，加工时间/功率通过程序控制，加工精度远高于传统电烙铁锡焊与HOT BAR锡焊。

6、细小激光束替代烙铁头，在狭小空间同样可以操作。