
激光焊接是激光材料加工技术应用的重要方面之一,已成功应用于微、小型零件的精密焊接中,也用于大型复杂结构件的连接,如航空航天领域的钛合金构件。
激光旋转密封焊可通过夹具的旋转运动来控制激光轨迹的方法,也可在机器人的第六轴上安装一个高速扫描反射镜(常称“振镜”)扫描头,仅通过镜片摆动反射,实现激光轨迹运动。
激光旋转密封焊的主要应用领域是电子和光电产品的封装制造。电子和光电组件往往具有重要功能,且价格昂贵,因此需要外壳和盖子焊接密封,以避免污染物进入组件内部。例如光纤电缆产品和航空航天的射频(RF)和微波(Microwave)产品,必须满足在恶劣甚至是具有攻击性的环境下,防止外部穿透产品封装外壳。
为了实现高质量的激光旋转密封焊,需要注意以下四个关键因素:
- 材料选择和零件准备:材料选择对于获得尽可能好的密封焊接至关重要。对于光电产品封装制造,可焊材料有Kovar和Invar (镍基合金),以及304L不锈钢(低碳钢)。对于航空航天产品,通常使用高性能的铝硅(Al-Si)合金以显著减轻重量。另外,还要保证零件表面清洁无污染物、油或油脂。
- 表面电镀:电镀是指在基材上沉积一层薄薄的表面,通常是为了提供耐腐蚀保护。多数制造商的电镀工序是委外加工的,电镀厂根据要求对壳体和盖子进行电镀。通常采用电解电镀的方法对壳体和盖子表面镀镍或镍/金。这个镀层厚度对激光焊接质量至关重要。镍的厚度应该在5到8微米之间,而金的厚度须小于0.75微米。如果镀金层稍厚,焊缝容易产生裂纹。
- 焊缝接头设计:激光金属焊接常用的三种接头类型:对接接头(Butt)、角接接头(Fillet)和搭接接头(Lap),如图所示。根据实践经验,对于壳体和盖子的激光密封焊接,综合考虑盖子厚度、激光光束对齐方式和治具夹紧等因素。

- 壳体和上盖的装配间隙:激光焊接获得成功另一个重要因素,是控制好壳体和上盖之间的装配间隙。一般要求上下焊接面允许最大间隙是0.05mm。可以采用简单的治具压紧上下件以减小间隙。
除了以上四个关键因素外,还需要注意激光焊接过程中的热量控制。激光焊接可以精确控制激光束功率,以尽量减少热量输入,避免对组件产生负面影响。重要的是在整个焊线上保持一致的热量输入,包括在直角边和90°角位置。为了达成这个目的,必须通过激光束的运动控制和功率控制来实现。如果组件对热量敏感,或者激光功率增大以提高焊接速度,则需要采用冷却措施。这些冷却措施由铜制成,从焊缝中带走热量,以最大限度的提高功率和焊接速度,而不会因过热损坏组件。

总之,激光旋转密封焊是一种高效、精密、可靠的激光焊接技术,它可以满足电子和光电产品封装制造的高标准要求,也可以应用于其他领域的金属连接。我们的公司拥有先进的激光旋转密封焊设备和专业的技术团队,可以为您提供优质的激光焊接服务和解决方案。如果您有任何需求或疑问,请随时联系我们。