隨著現(xiàn)代激光技術(shù)的發(fā)展，激光在不同行業(yè)領(lǐng)域的應用也更加深入，不僅解決了傳統(tǒng)加工中存在的不足，同時也在工藝上面取得了眾多的突破。
目前，激光焊接技術(shù)已經(jīng)廣泛應用于3C領(lǐng)域，手機各類模組、中板蓋板等各種工業(yè)制造中。近年來新能源汽車、3D打印等行業(yè)的快速發(fā)展，也讓激光精密焊接成為了市場的新需求。
近期，針對精密焊接的穩(wěn)定性，創(chuàng)鑫激光焊接工程師特做了相關(guān)實驗分析。
實驗方法
使用創(chuàng)鑫激光的MFQS-150W/1500W準連續(xù)光纖激光器對不銹鋼進行精密點焊，激光點焊實驗在掃描振鏡激光焊接平臺上進行，采用旁軸輔助氣體保護。在不同激光峰值功率（300W、600W、900W、1200W、1500W）情況下，優(yōu)化出光波形及工藝參數(shù)，確保焊點成型質(zhì)量，分別在不銹鋼片上打出50個焊點，通過測量五組參數(shù)下的焊點尺寸，分析焊點均勻度及激光器出光穩(wěn)定性。
圖1不銹鋼片上50個焊點圖
圖2 焊點放大圖
實驗結(jié)果
1、激光峰值功率300W時實驗效果
1）測試波形
|
出光波形 |
脈寬(ms) |
功率(W) |
頻率(hz) |
|
1 |
1.5 |
300 |
1 |
|
2 |
3.5 |
300 |
1 |
|
3 |
3.8 |
0 |
1 |
2）不銹鋼上50個焊點尺寸（mm）數(shù)據(jù)如下：
|
1.24 |
1.239 |
1.245 |
1.236 |
1.214 |
1.222 |
1.211 |
1.218 |
1.228 |
1.236 |
|
1.217 |
1.258 |
1.222 |
1.233 |
1.221 |
1.225 |
1.212 |
1.222 |
1.19 |
1.238 |
|
1.225 |
1.269 |
1.25 |
1.171 |
1.23 |
1.238 |
1.233 |
1.249 |
1.269 |
1.213 |
|
1.174 |
1.224 |
1.213 |
1.248 |
1.218 |
1.249 |
1.23 |
1.234 |
1.209 |
1.22 |
|
1.25 |
1.241 |
1.217 |
1.22 |
1.255 |
1.224 |
1.19 |
1.253 |
1.266 |
1.177 |
3）圖表分析
4）結(jié)論：焊點尺寸范圍為1.1~1.3mm，平均焊點尺寸1.22mm，焊點波動9.8%，焊點均勻、出光穩(wěn)定，能滿足精密焊接需求。
2、激光峰值功率600W時實驗效果
1）測試波形
|
出光波形 |
脈寬(ms) |
功率(W) |
頻率(hz) |
|
1 |
1.5 |
600 |
1 |
|
2 |
3.5 |
600 |
1 |
|
3 |
3.8 |
0 |
1 |
2）不銹鋼上50個焊點尺寸（mm）數(shù)據(jù)如下：
|
2.001 |
2.082 |
1.992 |
2.065 |
1.973 |
1.967 |
1.914 |
2.060 |
1.832 |
1.962 |
|
1.974 |
2.051 |
1.869 |
2.030 |
1.856 |
1.800 |
2.091 |
1.821 |
1.947 |
1.941 |
|
2.069 |
1.960 |
1.936 |
1.892 |
2.000 |
1.783 |
1.891 |
2.038 |
1.841 |
1.788 |
|
2.083 |
1.902 |
1.968 |
1.860 |
2.031 |
1.935 |
1.888 |
1.890 |
1.854 |
2.001 |
|
1.920 |
2.068 |
1.980 |
1.900 |
2.043 |
1.808 |
1.808 |
1.860 |
1.800 |
1.912 |
3）圖表分析
4）結(jié)論：焊點尺寸范圍為1.79~2.1mm，平均焊點尺寸1.94mm，焊點波動8.2%，焊點均勻、出光穩(wěn)定，能滿足精密焊接需求。
3、激光峰值功率900W時實驗效果
1）測試波形
|
出光波形 |
脈寬(ms) |
功率(W) |
頻率(hz) |
|
1 |
1.5 |
900 |
1 |
|
2 |
3.5 |
900 |
1 |
|
3 |
3.8 |
0 |
1 |
2）不銹鋼上50個焊點尺寸（mm）數(shù)據(jù)如下：
|
2.548 |
2.538 |
2.462 |
2.5 |
2.544 |
2.496 |
2.466 |
2.464 |
2.573 |
2.543 |
|
2.53 |
2.522 |
2.454 |
2.419 |
2.534 |
2.543 |
2.561 |
2.518 |
2.425 |
2.433 |
|
2.464 |
2.551 |
2.531 |
2.424 |
2.539 |
2.318 |
2.518 |
2.538 |
2.448 |
2.517 |
|
2.551 |
2.302 |
2.469 |
2.465 |
2.497 |
2.49 |
2.438 |
2.343 |
2.572 |
2.27 |
|
2.449 |
2.381 |
2.448 |
2.453 |
2.527 |
2.459 |
2.498 |
2.545 |
2.472 |
2.528 |
3）圖表分析
4）結(jié)論：焊點尺寸范圍為2.3~2.57mm，平均焊點尺寸2.48mm，焊點波動7.2%，焊點均勻、出光穩(wěn)定，能滿足精密焊接需求。
4、激光峰值功率1200W時實驗效果
1）測試波形：
|
出光波形 |
脈寬(ms) |
功率(W) |
頻率(hz) |
|
1 |
1.5 |
1200 |
1 |
|
2 |
3.5 |
1200 |
1 |
|
3 |
3.8 |
0 |
1 |
2）不銹鋼上50個焊點尺寸（mm）數(shù)據(jù)如下：
|
2.679 |
2.75 |
2.762 |
2.718 |
2.725 |
2.818 |
2.828 |
2.612 |
2.882 |
2.86 |
|
2.656 |
2.891 |
2.658 |
2.805 |
2.753 |
2.69 |
2.832 |
2.708 |
2.821 |
2.837 |
|
2.569 |
2.87 |
2.811 |
2.841 |
2.69 |
2.764 |
2.83 |
2.714 |
2.802 |
2.712 |
|
2.827 |
2.834 |
2.782 |
2.716 |
2.826 |
2.689 |
2.802 |
2.856 |
2.964 |
2.718 |
|
2.747 |
2.732 |
2.433 |
2.75 |
2.781 |
2.758 |
2.831 |
2.831 |
2.904 |
2.595 |
3) 圖表分析
4）結(jié)論：焊點尺寸范圍為2.43~2.97mm，平均焊點尺寸2.76mm，焊點波動7.6%，焊點均勻、出光穩(wěn)定，能滿足精密焊接需求。
5、激光峰值功率1500W時實驗效果
1）測試波形
|
出光波形 |
脈寬(ms) |
功率(W) |
頻率(hz) |
|
1 |
1.5 |
1500 |
1 |
|
2 |
3.5 |
1500 |
1 |
|
3 |
3.8 |
0 |
1 |
2）不銹鋼上50個焊點尺寸（mm）數(shù)據(jù)如下：
|
2.747 |
2.801 |
2.962 |
2.715 |
2.88 |
3.091 |
3.055 |
2.719 |
2.956 |
2.916 |
|
2.882 |
2.974 |
2.734 |
2.772 |
2.869 |
2.944 |
2.665 |
2.845 |
3.006 |
2.878 |
|
3.015 |
2.889 |
2.933 |
2.786 |
2.878 |
2.975 |
2.806 |
2.99 |
2.955 |
2.912 |
|
2.963 |
2.834 |
2.931 |
3.005 |
2.861 |
2.835 |
2.851 |
3.106 |
3.036 |
2.818 |
|
2.849 |
2.88 |
2.942 |
2.828 |
2.858 |
2.783 |
3.052 |
2.942 |
2.855 |
2.979 |
3）圖表分析
4）結(jié)論：焊點尺寸范圍為2.67~3.12mm，平均焊點尺寸2.89mm，焊點波動7.6%，焊點均勻、出光穩(wěn)定，能滿足精密焊接需求。
總結(jié)
通過實驗結(jié)果分析可見，激光峰值功率分別為300W、600W、900W、1200W、1500W時，焊點尺寸波動保持在8%范圍內(nèi)，能量集中且穩(wěn)定，焊點均勻，能夠很好的滿足消費類電子產(chǎn)品精密點焊及金銀首飾的修補焊接，如電子產(chǎn)品的殼體、屏蔽罩、USB接頭、導電貼片、金銀首飾等。
準連續(xù)光纖激光器的優(yōu)勢：
1：整機方式，無需客戶進行2次整合集成；
2：風冷冷卻方式，減少水冷機；
3：自帶波形軟件編輯功能；
4：兼容模擬信號控制；
5：結(jié)構(gòu)簡單，體積小，輕便；
6：光束質(zhì)量好，能量穩(wěn)定性高；
7：光纖結(jié)構(gòu)，壽命超長。
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