کاربرد جوشکاری نقطهای دقیق لیزری در صنعت الکترونیک مصرفی
در سالهای اخیر، با افزایش رقابت در بازار لوازم الکترونیکی مصرفی، تولیدکنندگان محصولات الکترونیکی الزامات بالاتری را برای محصولات خود مطرح کردهاند. روشهای سنتی پردازش مستعد ناپایداری کیفیت محصول، ذوب قطعات، مشکل در تشکیل قطعات جوش معمولی و نرخ بازده پایین هستند. ظهور فناوری پردازش لیزری میتواند به سرعت این مشکلات را برای تولیدکنندگان محصولات الکترونیکی حل کند. در تولید محصولات الکترونیکی رده بالا، پردازش لیزری نقش مهمی در بهینهسازی حجم محصول و بهبود کیفیت، سبکتر، نازکتر و پایدارتر کردن محصولات ایفا میکند. گزارش شده است که فناوری لیزر (بیش از 20 فرآیند مختلف) و تجهیزات تولیدی مرتبط در تقریباً 70٪ از پیوندهای پردازش و تولید محصولات الکترونیکی استفاده میشود.
در حال حاضر، جوشکاری نقطهای دقیق لیزری عمدتاً در پوششهای محصولات الکترونیکی، پوششهای محافظ، اتصالات USB، وصلههای رسانا و غیره اعمال میشود. این روش مزایایی مانند تغییر شکل حرارتی کوچک، کنترل دقیق ناحیه عمل و موقعیت، کیفیت بالای جوشکاری، امکان جوشکاری مواد غیرمشابه و اتوماسیون آسان دارد. با این حال، هنگام جوشکاری مواد مختلف، باید روشهای جوشکاری متفاوتی اتخاذ شود.
بر اساس نتایج آزمایشهای متعدد، مهندسان جوشکاری، بهینهترین حالت را خلاصه کردهاندجوشکاری نقطهای دقیق لیزریروشهایی برای مواد مختلف مانند مواد بسیار بازتابنده، ورقهای فلزی نازک و مواد غیرمشابه در تولید و ساخت لوازم الکترونیکی مصرفی.
۱. روش جوشکاری نقطهای دقیق لیزری برای مواد با بازتابندگی بالا
هنگام جوشکاری مواد با بازتابندگی بالا مانند آلومینیوم و مس، شکل موجهای مختلف جوشکاری تأثیر قابل توجهی بر کیفیت جوش دارند. استفاده از شکل موج لیزر با پیش-سنبله میتواند از سد بازتابندگی بالا عبور کند. توان اوج بالای آنی میتواند به سرعت حالت سطح فلز را تغییر دهد، دمای آن را تا نقطه ذوب بالا ببرد، در نتیجه بازتابندگی سطح فلز را کاهش داده و مصرف انرژی را بهبود بخشد. علاوه بر این، به دلیل رسانایی حرارتی سریع موادی مانند مس و آلومینیوم، استفاده از شکل موج با واپاشی آهسته میتواند ظاهر نقاط جوش را بهینه کند.
از سوی دیگر، میزان جذب لیزر موادی مانند طلا، نقره، مس و فولاد با افزایش طول موج کاهش مییابد. برای مس، هنگامی که طول موج لیزر 532 نانومتر است، میزان جذب مس نزدیک به 40٪ است. تجزیه و تحلیل مقایسهای ویژگیهای لیزرهای مادون قرمز و لیزرهای سبز نشان میدهد که لیزرهای مادون قرمز دارای اندازه نقطه بزرگتر، عمق کانونی کوتاهتر و میزان جذب کمتری توسط مس قرمز هستند. لیزرهای سبز دارای اندازه نقطه کوچکتر، عمق کانونی بلندتر و میزان جذب بالاتری توسط مس قرمز هستند. هنگامی که جوشکاری نقطهای پالسی روی مس قرمز با استفاده از لیزرهای مادون قرمز و لیزرهای سبز به ترتیب انجام میشود، مشخص میشود که اندازهنقاط جوش پس از جوشکاریبا لیزرهای مادون قرمز، ناهماهنگ است، در حالی که نقاط جوش تشکیل شده توسط لیزرهای سبز از نظر اندازه یکنواختتر، از نظر عمق ثابتتر و از نظر سطح صافتر هستند (شکلهای ۱-۲). جوشکاری با لیزرهای سبز نتایج پایدارتری را به دست میدهد و توان اوج مورد نیاز بیش از نصف کمتر از لیزرهای مادون قرمز است.
۲. روش جوشکاری نقطهای دقیق لیزری برای ورقهای فلزی نازک
وقتی از لیزرهای میلیثانیهای سنتی برای جوشکاری ورقهای فلزی نازک استفاده میشود، مواد مستعد نفوذ هستند و نقاط جوش نسبتاً بزرگ هستند. به دلیل ناپایداری و نرخ جذب لیزر پایین در حالت جامد، مواد با بازتاب بالا اغلب در حین جوشکاری دچار پاشش، جوشکاری ناکافی و سایر پدیدهها میشوند. برای حل مشکلات جوشکاری ورقهای نازک و فلزات با بازتاب بالا، مدولاسیون آنالوگ و دیجیتال به ترتیب در حالت QCW/CW لیزرهای فیبری انجام میشود. یک ماشه واحد میتواند خروجیهای پالس N را محقق کند و به جوشکاری تک نقطهای دست یابد.جوشکاری چند پالسیبا قدرت پایینتر.
۳. روش جوشکاری نقطهای دقیق لیزری برای مواد غیرمشابه
هنگام جوشکاری لیزری مواد نازک غیرمشابه، احتمال بروز مشکلاتی مانند جوشکاری ناکافی، ترک و استحکام اتصال پایین وجود دارد. دلیل این امر تفاوتهای زیاد دو ماده در خواص فیزیکی، حلالیت متقابل کم و مستعد تشکیل ترکیبات بین فلزی شکننده است که خواص مکانیکی اتصال جوش داده شده را تا حد زیادی کاهش میدهد. استفاده از لیزر نانوثانیهای با کیفیت پرتو بالا از طریق اسکن پرسرعت میتواند ورودی گرما را به طور دقیق کنترل کند تا از تشکیل ترکیبات بین فلزی جلوگیری کند، جوشکاری روی هم ورقهای فلزی نازک غیرمشابه را محقق سازد و تشکیل جوش و خواص مکانیکی را بهبود بخشد.
انواع متداول جوشکاری دقیق
انواع رایج جوشکاری دقیق کدامند؟ در زمینه جوشکاری، انواع رایج جوشکاری دقیق عمدتاً شامل جوشکاری مقاومتی دقیق، جوشکاری لیزری، جوشکاری اولتراسونیک و جوشکاری نقطهای میکرو قوسی است. با توجه به ویژگیهای منحصر به فرد لیزرها، در مقایسه با سایر فرآیندهای جوشکاری، جوشکاری دقیق لیزری از مزایای راندمان بالا، سازگاری با محیط زیست و دقت بالای پردازش برخوردار است.
کاربردهای اصلی جوشکاری نقطهای دقیق لیزری
جوشکاری نقطهای دقیق لیزری عمدتاً در کجا استفاده میشود؟ در حال حاضر، جوشکاری نقطهای دقیق لیزری میتواند برای جوشکاری دقیق قطعات کوچک و حساس به حرارت مختلف مانند جواهرات، فنرهای ساعت و سیمهای مدار مجتمع استفاده شود. این روش برای صنایعی مانند دستگاههای اپتوالکترونیکی، الکترونیک، ارتباطات، ماشینآلات، خودرو، صنایع نظامی و جواهرات طلا مناسب است. جوشکاری نقطهای دقیق لیزری به عنوان نوعی جوشکاری لیزری، یک روش جوشکاری جدید است. در مقایسه با جوشکاری نقطهای مقاومتی سنتی، جوشکاری نقطهای دقیق لیزری مزایای منحصر به فردی دارد. با استفاده از لیزر به عنوان منبع گرما، جوشکاری نقطهای سریع، دقیق، با ورودی حرارت کم و تغییر شکل کوچک قطعه کار است. لیزرها قابلیت دسترسی خوبی دارند که میتواند محدودیتهای موقعیتی و ساختاری را در حین جوشکاری نقطهای کاهش دهد. آنها به تعداد زیادی تجهیزات کمکی نیاز ندارند، میتوانند به سرعت با تغییرات محصول سازگار شوند و نیازهای بازار را برآورده کنند. با توسعه سریع اقتصاد چین و بهبود مستمر سطح علمی و فناوری، توسعهفناوری جوش نقطهای دقیق لیزریبه پیشرفت سریعی دست یافته است. به دلیل مزایای دقت جوشکاری بالا و سرعت بالا، به طور گسترده در پردازش مواد ورق فلزی نازک مورد استفاده قرار گرفته است.
مزایای جوشکاری دقیق لیزری
ابتدا، بیایید مزایای جوشکاری دقیق لیزری را درک کنیم:
- این دستگاه میتواند جوشکاری در مسیرهای مختلف را انجام دهد. لیزرها جهتگیری قوی دارند که برای جوشکاری مواد نامنظم نیز نتایج خوبی به دست میدهد.
- جوش محکم. پس از تمرکز، نقطه لیزر کوچک با چگالی انرژی بالا است و تضمین میکند که پرتو در مدت زمان بسیار کوتاهی یک ناحیه منبع گرما تشکیل میدهد. پس از ذوب، خنک شدن و تبلور، یک درز جوش محکم و نقطه جوش تشکیل میشود.
- دقت بالای جوشکاری. توزیع انرژی لیزر دارای ویژگیهای زمانی و مکانی است و امکان تقسیم پرتو به چندین مسیر نوری را برای عملیات پردازش همزمان فراهم میکند و تضمین قوی برای دقت جوشکاری ارائه میدهد.
- سرعت بالای جوشکاری. فناوری لیزر با فناوری CNC کامپیوتری ترکیب شده است. از نظر سیستمهای تشخیص تجهیزات کلیدی و کنترل حرکت، ادغام سیستم شامل تشخیص و پردازش بازخورد در زمان واقعی است که سرعت پردازش اطلاعات سیستم را افزایش داده و راندمان جوشکاری را بهبود میبخشد.
زمان ارسال: ۱۳ نوامبر ۲۰۲۵
