激光的波長
在金屬材料的激光焊接工藝中,一般采用YAG或者CO2激光作為光源,塑料焊接也不例外。隨著半導(dǎo)體材料工業(yè)的快速發(fā)展,半導(dǎo)體激光作為光源也漸漸得到了應(yīng)用。
三者之中,由于易于獲得較大功率,前兩者在傳統(tǒng)的材料加工工業(yè)中的使用較為普遍;而由于塑料激光焊接對光源功率大小要求不高,但對可控性和易操作性要求較高,因此半導(dǎo)體激光在塑料焊接中也很有用武之地。
CO2、Nd:YAG和半導(dǎo)體激光三種光源的波長、功率、小聚焦直徑等參數(shù)的典型值如下所列:
1.CO2 激光:波長較長,為10.6微米,屬遠(yuǎn)紅外波段,一般情況下塑料材料對這一波長的吸收情況好。目前輸出功率達(dá)50kW,轉(zhuǎn)化效率約10%,小聚焦直 徑約0.2~0.7mm。焊接塑料時熱作用區(qū)深度較深,適合于需要焊接較厚的塑料材料。CO2激光不能用光纖傳輸,只能$&*透鏡反射鏡組成的光 學(xué)系統(tǒng)來構(gòu)建剛性傳輸光路,從而影響激光頭的操作性。
2.Nd:YAG激光:波長較短,為1.06微米,屬近紅外區(qū)波長,不易被塑料吸 收。輸出功率6kW,轉(zhuǎn)化效率為3%,小聚焦直徑0.1~0.5mm。Nd:YAG激光的特點是聚焦區(qū)域小,可以方便地通過光纖傳輸來構(gòu)建光路,可 將激光頭裝到機(jī)器人手臂上,實現(xiàn)焊接過程的數(shù)控和精密自動化;另一方面可以較好地透過上層的待焊接材料,到達(dá)下層待焊接材料或者中間層而被吸收,從而實現(xiàn) 焊接。
3.半導(dǎo)體激光:波長0.8~1.0微米,輸出功率6kW,轉(zhuǎn)化效率30%,小聚焦直徑0.5mm。由于其輸出輸出功率較小,適用于焊接激光功率要求較低的場合,如小型塑料器件的精密焊接。半導(dǎo)體激光能量轉(zhuǎn)化效率高,易于實現(xiàn)激光器的小型化和便攜化。
技術(shù)優(yōu)勢:
1、激光非接觸焊接,可避免傳統(tǒng)焊接工藝中遇到的焊點被遮擋、受熱區(qū)域大損傷工件、擠壓工件等問題;
2、激光升溫,恒定的溫度控制,時間短,焊點飽滿,穩(wěn)定的一致性表現(xiàn);
精準(zhǔn)的視覺定位系統(tǒng),適應(yīng)精密焊接的微小焊盤大批量加工,以應(yīng)對日益的人工成本;
3、高清晰視覺系統(tǒng),可控制自動定位,也可對加工過程實時監(jiān)控;
應(yīng)用系統(tǒng)方便易學(xué),操作方式,可快速應(yīng)用于產(chǎn)線;軟件可以直接讀取Gerber、CAD文件,大大節(jié)約焊接時間。
4、送錫裝置可以360°旋轉(zhuǎn)
5、與烙鐵頭相比后期耗材損耗(烙鐵頭損耗),激光器壽命2萬小時。并可根據(jù)任意焊點,進(jìn)行光斑調(diào)制(無需更換烙鐵頭)
技術(shù)參數(shù)
焊接方式 無接觸激光焊接
適用錫絲直徑 0.4mm-1.2mm
焊盤面積 0.1mm以上
大輸出功率 20W-60W
鐳射光斑大小范圍 0.1mm-1mm
聚焦范圍 50-75mm
焊接范圍 200mmX300mm(標(biāo)準(zhǔn)) 更大范圍可定制
重復(fù)定位 0.02mm
溫度反饋 0.1度
應(yīng)用范圍:
適用PCB板點焊、焊錫、金屬、非金屬材料焊接,塑料焊接、燒結(jié)、加熱及自動化生產(chǎn)線上焊接工藝的自動化等,由于具有對焊接對象的溫度進(jìn)行實時高控制特點,尤其適用于焊點周邊存在無法部件和熱敏元器件的高焊錫加工。