PCB防焊制程出现色差是什么原因?
原因就有以下几个方面:
1、油墨搅拌不均匀和油墨稀释剂添加量
2、印刷时两面的网目
3、印刷时刮刀的压力
4、印刷刮刀角度、平整度
5、曝光能力
6、烤炉温度是否一致
面处理有很多作用:比如说:保护铜面防止氧化,助焊,等~!
我来回答你这几个问题:
1.为什么要有镀金,化金,喷锡,抗氧化等工艺,其实这些工艺都有不同的作用的。比如喷锡、松香是为了,更好的焊接元件;镀金、镀镍是为了线路有最好的导电性并且金和镍这样的金属本身就很稳定不容易氧化;抗氧化(OSP)、化银、化金是为了有更好的保护铜面防止氧化的作用。
2.也就是问题1的回答
3.镀金是最有学问的,想了解的话建议去买本有关电镀方面的专业书籍来学习学习。喷锡注意要点也很多比如有:锡高、锡珠塞孔、锡面的平整性,主要控制要点是:前处理、浸锡时间、锡炉温度、风刀角度力度等等~。抗氧化(OSP)没什么太大的问题,只要机器好就OK,简单的说,抗氧化就是在铜面上贴了一层保%B
动力电池激光焊接模式分析 1引言 动力电池是新能源汽车的核心零部件,直接决 定整车性能,其生产流程可分为前端、中端和后端 设备,设备的精度和自动化水平将直接影响到电池 的生产效率和一致性。2015年动力电池的扩产直 接拉动了设备需求,而作为新一代动力电池生产装 备,激光焊接已拓展至自动化产线的全工艺应用, 本文针对激光焊接在动力电池行业中的应用情况, 结合激光焊接工艺分析了铝合金的焊接难点以及焊 接模式对焊接质量的影响,阐述了激光焊接的特点,讨论了方形动力电池激光焊接时存在的问题和解决 措施。 2激光焊接工艺 动力电池制造过程焊接方法与工艺的合理选 用,将直接影响电池的成本、质量、安全以及电池 的一致性。在众多焊接方式中,激光焊接其独特的 优势在很多领域已得到广泛应用,其特点有如下几 点:首先,节能环保,且热影响区金相变化范围小, 不易变形。激光束易于聚焦、对准及受光学仪器所 导引,可放置在离工件适当之距离,可在工件周围 的夹具或障碍间再导引,其他焊接法则因受到上述 的空间限制而无法发挥。其次,工件可放置在封闭 的空间(经抽真空或内部气体环境在控制下)。激 光束可聚焦在很小的区域,可焊接小型且间隔相近 的部件,可焊材质种类范围大,亦可相互接合各种 异质材料。另外,易于实现自动化进行高速焊接, 可以数位或电脑控制。焊接薄材或细径线材时,不 会像电弧焊接般易有回熔的困扰。 电池通常都包含许多种材料,比如锌、钢、铝、铜、钛、镍等,这些金属可能被制成电极、导线, 或仅仅是外壳。用于动力电池的电芯由于遵循“轻 便”的原则,通常会采用较“轻”的铝材质外,还需要做得更“薄”,一般壳、盖、底基本都要求达 到1.0 mm以下,主流厂家目前基本材料厚度均在 0.8 mm左右。电池焊接的好坏其导电性、强度、 气密性、金属疲劳和耐腐蚀性能是典型的焊接质量 评价标准。 3工艺难点 目前,铝合金材料的电池壳占整个动力电池的 90%以上。其焊接的难点在于铝合金对激光的反 射率极高,焊接过程中气孔敏感性高,焊接时不可避免地会出现一些问题缺陷,其中最主要的是气孔 和热裂纹。铝合金的激光焊接过程中容易产生气孔, 主要有两类:氢气孔和匙孔破灭产生的气孔。由于 激光焊接的冷却速度太快,氢气孔问题更加严重, 并且在激光焊接中还多了一类由于小孔的塌陷而产 生的孔洞。 热裂纹问题。铝合金属于典型的共晶型合金,焊接时容易出现热裂纹,包括焊缝结晶裂纹和 HAZ液化裂纹,由于焊缝区成分偏析会发生共晶 偏析而出现晶界熔化,在应力作用下会在晶界处形 成液化裂纹,降低焊接接头的性能。 炸火(也称飞溅)问题。引起炸火的因素很多,如材料的清洁度、材料本身的纯度、材料自身的特 性等,而起决定性作用的则是激光器的稳定性。 壳体表面凸起、气孔、内部气泡。究其原因, 主要是光纤芯径过小或者激光能量设置过高所致。 并不是一些激光设备提供商宣传的“光束质量越好,焊接效果越优秀”,好的光束质量适合于熔深较大 的叠加焊接。寻找合适的工艺参数才是解决问题的 致胜法宝。 4焊接模式选择 4.1 脉冲模式焊接 ■冉昌林杨毛三武汉逸飞激光设备有限公司 39
焊接过程中易出现的问题及原因分析; 焊接缺陷所谓焊接缺陷,就是使焊接接头金属性能变坏。手工电弧焊在压力容器的焊接过程中,容易出现的缺陷有有尺寸偏差、咬边、气孔、未焊透、夹渣、裂纹、焊瘤等。在知道其产生原因后,我们找出了相应的方法,尽量减少这些缺陷所带来的危害。 尺寸偏差 焊缝宽度、余高、焊脚尺寸等焊缝尺寸过大或过小。 产生原因:焊条直径及焊接规范选择不当;坡口设计不当;运条手势不良。 危害:尺寸过小,强度降低;尺寸过大,应力集中,疲劳强度降低 防止措施:正确选用焊接规范,良好运条。 咬边 由于焊接参数选择不当,或操作方法不正确,沿焊趾的母材部位产生的沟槽或凹陷。 产生咬边的原因:操作方法不当,焊接规范选择不正确,如焊接电流太大、电弧过长、运条方式和角度不当、坡口两侧停留时间太长或太短均有产生咬边的可能。 咬边的危害:咬边将减少母材的有效截面积、在咬边处可能引起应力集中、特别是低合金高强钢的焊接,咬边的边缘组织被淬硬,易引起裂纹。防止措施:正确选用焊接规范,不要使用过大的焊接电流,要采用短弧焊,坡口两边运条稍慢、焊缝中间稍快,焊条角度要正确。气孔 气孔产生原因:焊件表面氧化物、锈蚀、污染未清理;焊条吸潮;焊接电流过小,电弧过长,焊速太快;药皮保护效果不佳,操作手势不良。危害:减小焊缝有效截面,降低接头致密性,减小接头承载能力和疲劳强度。 防止措施1、清除焊丝,工作坡口及其附近表面的油污、铁锈、水分和杂物。2、采用碱性焊条、焊剂,并彻底烘干。3、采用直流反接并用短电弧施焊。4、焊前预热,减缓冷却速度。5、用偏强的规范施焊。 未焊透 产生原因:坡口、间隙设计不良;焊条角度不正确,操作手势不良;热输入不足,电流过小,焊速太快;坡口焊渣、氧化物未清除。 危害:形成尖锐的缺口,造成应力集中,严重影响接头的强度、疲劳强度等。 防止未焊透的措施:加大焊接电流,加焊盖面焊缝。 夹渣 产生原因:焊件表面氧化物,层间熔渣没有清除干净;焊接电流过小,焊速太快;坡口设计不当;焊道熔敷顺序不当;操作手势不良。 危害:减小焊缝有效截面,江都接头强度,冲击韧性等。 防止夹渣的措施1、极高焊接操作技术,焊接过程中始终要保持熔池清晰、熔渣与业态金属良好分离。2、彻底清理坡口及两侧的油污、氧化物等。3、按焊接工艺规程正确选择焊接规
一、原理 原理分类: 热传导型焊接:功率密度小于104~105W/cm2为热传导焊,此时熔深浅、焊接速度慢;热传导型激光焊接,需控制激光功率和功率密度,金属吸收光能后,不产生非线性效应和小孔效应。激光直接穿透深度只在微米量级,金属内部升温靠热传导方式进行。 激光深熔焊接:功率密度大于105~107W/cm2时,金属表面受热作用下凹成“小孔”,形成深熔焊,具有焊接速度快、深宽比大的特点。 1.透射或反射镜聚焦后可获得直径小于0.01mm、功率密度高达106~l012W/cm2的能束。 2.微观上是一个量子过程,宏观上则表现为反射、吸收、加热、熔化和汽化等现象。激光焊时,激光照射到被焊接件的表面,与其发生作用,一部分被反射,另一部分进入焊件内部。 3.加热:光子的能量→晶格的热振动能,温度升高,达到2500℃。 熔化和汽化:当功率密度大于106W/cm2时,被焊材料会产生急剧的蒸发。被焊材料蒸发,
①光束焦斑 ②透镜焦距,最短焦深多为焦距126mm; ③焦点位置,通常焦点的位置设置在工件表面之下大约所需熔深的1/4处。 2.材料吸收值 (1)材料的电阻系数,材料吸收率与电阻系数的平方根成正比,而电阻系数又随温度而变化; (2)材料的表面状态(或者光洁度)对光束吸收率有较重要影响; 3.焊接速度 提高速度会使熔深变浅,但速度过低又会导致材料过度熔化、工件焊穿。(需要一个速度范围) 4.保护气体 (1)使工件在焊接过程中免受氧化;
(2)保护聚焦透镜免受金属蒸气污染和液体熔滴的溅射; (3)驱散高功率激光焊接产生的等离子屏蔽; 等离子云对熔深的影响在低焊接速度区最为明显。当焊接速度提高时,它的影响就会减弱。吹气方法学问大啊! 5.焊接起始、终止点的激光功率渐升、渐降控制。 起始和终止端产生凹坑,为了防止这个现象发生,可对功率起止点编制程序,使功率起始和终止时间变成可调,即起始功率用电子学方法在一个短时间内从零升至设置功率值,并调节焊接时间,最后在焊接终止时使功率由设置功率逐渐降至零值。 6.焊缝形状 (1)直线型 (2)正弦型 (3)摇摆型:稳定性高±15% 7.焊缝长度
手持焊接行业分析 2018年下半年以来,手持式的激光焊接逐渐受到欢迎,并且成为了今年上半年激光焊接市场的一个亮点,2019年工博会上各家激光设备也纷纷展出了手持激光焊接设备。以目前手持激光焊的技术水平和应用场景,最有可能替代的正是TIG焊机(氩弧焊机)市场。氩弧焊机单台价值量仅2000元,而手持激光焊设备单台价值量高达12万元。 综合考虑效率提升、单台价格等因素,若每年有10%的氩弧焊机被手持激光焊设备替代,则年均手持激光焊需求量约为40000台,市场规模高达48亿元。 焊接速度快,比传统焊接快2-10倍,一台机器一年至少可以省2个焊工。 焊接可以分为熔化焊、压力焊及钎焊。熔焊是在焊接过程中将工件接口加热至熔化状态,不用加压力完成焊接的方法。熔焊时,热源将待焊两工件接口处迅速加热熔化,形成熔池。熔池随热源向前移动,冷却后形成连续焊缝而将两工件连接成为一体。激光焊属于熔化焊的一种。 手持激光焊接机一般由激光器(一般配500-1500W光纤连续激光器)、冷水机组、控制软件、激光焊接头、光纤等部件组成。配套1000W激光器的焊接设备价格在10万元左右,配套1500W激光器的焊接设备价格在13万元左右。
手持激光焊发展时间尚短,应用的领域集中在钣金、机箱、水箱、配电箱等机柜、橱柜厨卫、不锈钢门窗护栏等复杂不规则、不需要夹具的焊接工序,在这些应用场景中取代了传统氩弧焊、电焊在薄不锈钢板、铁板、铝板等金属材料方面的焊接。未来,激光手持焊设备形成标准后,可应用于轨道交通、航空航天、汽车制造等支柱行业。 设备市场空间巨大,带动中低功率光纤激光器需求 据中国电器工业协会电焊机分会年度报告数据,2018年各类电焊机总销量(56家协会成员企业)374万台,其中直流手工弧焊机占比49.4%, MIG/MAG熔化极气体保护弧焊机占比23.7%,TIG焊机(氩弧焊机)占比10.2%,交流弧焊机占比6.3%。主流焊机中,直流焊机主要用在制造压力容器锅炉、管道等。交流焊机主要用于针对钢板的电焊作业。 埋弧焊主要的焊接物体是大梁、桥梁等其他钢结构件这类比较厚的钢体材料。气体保护焊,包括二氧化碳保护焊和氩弧焊,对有色金属以及对2MM以下的薄板进行焊接。从设备特性和下游应用来看,手持激光焊主要替代的是氩弧焊的市场。 据中国电器工业协会电焊机分会年度报告数据,2018年TIG焊机(氩弧焊机)总销量38.22万台,同比下降7.1%,价值量7.6亿元,同比下降
助焊剂对焊接的影响及常见的不良状况原因分析: 助焊剂对焊接质量的影响很多,客户经常反映的由助焊剂引起的不良问题,主要有以下几个方面: (一)、焊后线路板板面残留多、板子脏。 从助焊剂本身来讲,主要原因可能是助焊剂固含量高、不挥发物太多,而这些物质焊后残留在了板面上,从而造成板面残留多,另外从客户工艺及其他方面来分析有以下几个原因: 1.走板速度太快,造成焊接面预热不充分,助焊剂中本来可以挥发的物质未能充分挥发; 2.锡炉温度不够,在经过焊接高温的瞬间助焊剂中相关物质未能充分分解、挥发或升华; 3.锡炉中加了防氧化剂或防氧化油,焊接过程中这些物质沾到焊接面而造成的残留; 4.助焊剂涂敷的量太多,从而不能完全挥发; 5.线路板元件孔太大,在预热和焊接过程中使助焊剂上升到零件面造成残留; 6.有时虽然是使用免清洗助焊剂,但焊完之后仍然会有较明显残留,这可能是因为线路板焊接面本身有预涂松香(树脂)的保护层,这个保护层本来的分布是均匀的,所以在焊接前看不出来板面很脏,但经过焊接区时,这个均匀的涂层被破坏,从而造成板面很脏的状况出现; 7.线路板在设计时,预留过孔太少,造成助焊剂在经过预热及锡液时,造成助焊剂中易挥发物挥发不畅;8.在使用过程中,较长时间未添加稀释剂,造成助焊剂本身的固含量升高; (二)、上锡效果不好,有焊点吃锡不饱满或部分焊点虚焊及连焊。出现这种状况的原因主要有以下几个方面: 1、助焊剂活性不够,不能充分去除焊盘或元件管脚的氧化物; 2、助焊剂的润湿性能不够,使锡液在焊接面及元件管脚不能完全浸润,造成上锡不好或连焊。 3、使用的是双波峰工艺,第一次过锡时助焊剂中的有效成分已完全分解,在过第二次波峰时助焊剂已起不到去除氧化及浸润的作用; 4、预热温度过高,使活化剂提前激发活性,待过锡波时已没活性,或活性已很弱,因此造成上锡不良; 5、发泡或喷雾不恰当,造成助焊剂的涂布量太少或涂布不均匀,使焊接面不能完全被活化或润湿; 6、焊接面部分位置未沾到助焊剂,造成不能上锡; 7、波峰不平或其他原因造成焊接面区域性没有沾锡。 8、部分焊盘或焊脚氧化特别严重,助焊剂本身的活性不足以去除其氧化膜。 9、线路板在波峰炉中走板方向不对,有较密的成排焊点与锡波方向垂直过锡,造成了连焊。(如图所示)图三,推荐的过板方向 10、锡含量不够,或铜等杂质元素超标,造成锡液熔点(液相线)升高,在同样的温度下流动性变差。 11、手浸锡时操作方法不当,如浸锡时间、浸锡方向把握不当等。 (三)、焊后有腐蚀现象造成元器件、焊盘发绿或焊点发黑。主要原因有以下几个方面: 1、助焊剂中活化物质的活性太强,在焊后未能充分分解,从而造成继续腐蚀。 2、预热不充分(预热温度低,或走板速度快)造成助焊剂残留多,活化物质残留太多。 3、助焊剂残留物或离子态残留本身不易腐蚀,而这些物质发生吸水现象以后所形成的物质会造成腐蚀现象。
高强预应力空心管桩断裂原因分析及处理方法 辽宁省营口市紧邻渤海,属辽河冲积平原,地下水位较浅,挖深0.9m即遇到丰富地下富存水。地表以下12m深度范围内的土质均是粉质粘土(淤泥),土体渗透系数低,土方开挖前需提前两周采取轻型井点降水才能使拟开挖基坑具备开挖条件。若场地条件具备,土方开挖一般均按1:1.5进行自然放坡。超过5层的建筑物,其基础形式基本上都是采用高强混凝土预应力空心管桩(PHC),有效桩长一般则在12~18m之间(太和小区、欢心小区),局部地区有效桩长能达到30m(营东大厦)。 高强混凝土预应力空心管桩(PHC)静压施工完成后,须进行低应变动测检验其桩身完整性;检测合格时,始准施工进行下一道工序。通常情况下,在低应变动测检验时其桩身接桩部位能测出存在质量缺陷,这一表象无妨。用肉眼尚不能识别的微裂缝在低应变动测时亦能测出缺陷存在,但裂缝宽度小于0.2mm的裂缝不会影响到桩体质量及结构安全。这种裂缝一般都分布在桩长中间1/3区段;这是由于桩节过长,若吊点选择不当或运输过程中受到较大震动而因自身重量过大导致的。现就我单位在施的部分工程管桩经低应变动测时检查出的质量问题及处理思路作以简要总结: 一、管桩断裂的原因分析及预防措施 1、预制管桩断裂的原因分析 (1)、堆放方式不合理导致断桩 在预制厂,从蒸养室出来的管桩需在堆放区实施分类堆放,若堆放支承点选择的不合理就极易导致管桩的桩身出现微裂缝。 (2)、出厂强度不足造成的断裂 高强预应力混凝土空心管桩(PHC)的混凝土设计强度为C80,管桩混凝土养护一般均采取蒸养方式进行。有时候,管桩出厂时的混凝土强度会与设计强度存在些许偏差,在场内堆放、出厂运输过程中可能会因存在的震动而导致管桩桩身出现微裂缝。 (3)、吊装过程中发生断裂 管桩在装卸车时需采取“二点吊法”,要求吊点距离桩端0.207L位置且吊绳与桩体的夹角不得小于45度。为节省运输成本,虽然装卸车时采取的也是二点吊法,但吊点是选在了桩端;当单根管桩较长时,受自重较大的影响就有可能在管桩桩身的中部产生微裂缝。 (4)、施工方法选择不当造成断裂
激光焊接的工艺参数及特性分析 一、激光焊接的工艺参数:1、功率密度。功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化。因此,高功率密度对于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。因此,在传导型激光焊接中,功率密度在范围在104~106W/cm2。2、激光脉冲波形。激光脉冲波形在激光焊接 一、激光焊接的工艺参数: 1、功率密度。功率密度是激光加工中最关键的参数之一。采用较高的功率密度,在微秒时间范围内,表层即可加热至沸点,产生大量汽化。因此,高功率密度对于材料去除加工,如打孔、切割、雕刻有利。对于较低功率密度,表层温度达到沸点需要经历数毫秒,在表层汽化前,底层达到熔点,易形成良好的熔融焊接。因此,在传导型激光焊接中,功率密度在范围在104~106W/cm2。 2、激光脉冲波形。激光脉冲波形在激光焊接中是一个重要问题,尤其对于薄片焊接更为重要。当高强度激光束射至材料表面,金属表面将会有60~98%的激光能量反射而损失掉,且反射率随表面温度变化。在一个激光脉冲作用期间内,金属反射率的变化很大。 3、激光脉冲宽度。脉宽是脉冲激光焊接的重要参数之一,它既是区别于材料去除和材料熔化的重要参数,也是决定加工设备造价及体积的关键参数。 4、离焦量对焊接质量的影响。激光焊接通常需要一定的离焦,因为激光焦点处光斑中心的功率密度过高,容易蒸发成孔。离开激光焦点的各平面上,功率密度分布相对均匀。离焦方式有两种:正离焦与负离焦。焦平面位于工件上方为正离焦,反之为负离焦。按几何光学理论,当正负离做文章一相等时,所对应平面上功率密度近似相同,但实际上所获得的熔池形状不同。负离焦时,可获得更大的熔深,这与熔池的形成过程有关。实验表明,激光加热50~200us材料开始熔化,形成液相金属并出现问分汽化,形成市压蒸汽,并以极高的速度喷射,发出耀眼的白光。与此同时,高浓度汽体使液相金属运动至熔池边缘,在熔池中心形成凹陷。当负离焦时,材料内部功率密度比表面还高,易形成更强的熔化、汽化,使光能向材料更深处传递。所以在实际应用中,当要求熔深较大时,采用负离焦;焊接薄材料时,宜用正离焦。 二、激光焊接工艺方法: 1、片与片间的焊接。包括对焊、端焊、中心穿透熔化焊、中心穿孔熔化焊等4种工艺方法。
激光焊接的未来与前景 激光焊接前景 摘要:焊接是一种将材料永久连接,并成为具有给定功能结构的制造技术。近几年中国完成的一些标志性工程来看,焊接技术发挥了重要作用。但传统焊接已不能满足越来越高的技术要求和条件限制,激光焊接便有了很大的发展空间。激光技术涉及材料学、力学、计算机科学等。研发是一个消耗的过程,其投入要求高,资金回收期较长。单靠企业研发,速度很难跟上,于是有一部分压力转移到国家科研机构。所以产业化需要强大的经济实体后盾和政策支持。 关键词:焊接技术关键制造工艺激光焊接产业化 焊接是一种将材料永久连接,并成为具有给定功能结构的制造技术。几乎所有的产品,从几十万吨巨轮到不足1克的微电子元件,在生产制造中都不同程度地应用焊接技术。焊接已经渗透到制造业的各个领域,直接影响到产品的质量、可靠性和寿命以及生产的成本、效率和市场反应速度。中国2005年钢产量达到3.49亿吨,成为世界最大的钢材生产与消费国,而焊接结构的用钢量也突破1.3亿吨,相当于美国一年的钢产量,成为世界上空前最大的焊接钢结构制造国。近几年中国完成的一些标志性工程来看,焊接技术发挥了重要作用。例如三峡水利枢纽的水电装备就是一套庞大的焊接系统,包括导水管、蜗壳、转轮、大轴、发电机机座等,其中马氏体不锈钢转轮直径10.7m 高5.4m 重440t,为世界最大的铸-焊结构转轮。该转轮由上冠、下环和13或15个叶片焊接而成,每个转轮的焊接需要用12t焊丝,耗时4个多月。神舟6号飞船的成功发射与回收,标志着中国航天事业的巨大进步,其中两名航天员活动的返回舱和轨道舱都是铝合金的焊接结构,而焊接接头的气密性和变形控制是焊接制造的关键。由第一重型机械集团为神华公司制造的中国第一个煤直接液化装置的加氢反应器,直径5.5m 长62m 厚337mm 重2060t,为当今世界最大、最重的锻-焊结构加氢反应器,采用国内自主知识产权的全自动双丝窄间隙埋弧焊技术,每条环焊缝需连续焊接5天。西气东输的管线长4000km,是中国第一条高强钢(X70)大直径长输管线,所用的螺旋钢管和直缝钢管全部是板-焊形式的焊接管。2005年我国造船的总吨位达到1212万吨,占世界造船总量的17%,居于日、韩之后,稳居世界第三位,正向年产2500万吨的世界水平迈进。国内制造的30万吨超级油轮、新型5668标箱集装箱船、15万吨散装货船,以及为世界瞩目的,被称为“中华第一盾”的170舰,都是中国造船界的骄傲,船体是典型的板-焊结构。另外,上海中泸浦大桥是世界最长的全焊钢拱桥;国家大剧院的椭球型穹顶是世界最重的钢结构穹顶;奥林匹克主体育场的鸟巢式钢结构重4万多吨,也是世界之最。这些大型结构都是中国焊接制造的最大、最重、最长、最高、最厚、最新的具有代表性的重要产品。由此可见,焊接在国民经济发展和国防建设中具有非常重要的地位和作用。从“十一五”规划的二十项国家重大技术装备的研制项目可以看出,在百万千瓦级核电机组、超超临界火力发电机组成套设备、高水头超大容量水电机组、大型抽水蓄能机组、30~60万瓦级循环硫化床(CFB)锅炉的成套技术装备、百万吨级大型乙烯成套设备、百万吨级大型对苯二甲酸成套设备、大型煤制气成套设备以及大型煤矿综合采掘成套技术与装备中,焊接制造都是关键制造工艺之一。 但传统焊接已不能满足越来越高的技术要求和条件限制,激光焊接便有了很大的发展空间。
焊缝内部和外部常见的缺陷分析 焊缝缺陷的种类很多,在焊缝内部和外部常见的缺陷可归纳为以下几种: 一、焊缝尺寸不合要求 焊波粗、外形高低不平、焊缝加强高度过低或过高、焊波宽度不一及角焊缝单边或下陷量过大等均为焊缝尺寸不合要求,其原因是: 焊件坡口角度不当或装配间隙不均匀。 焊接电流过大或过小,焊接规范选用不当。 运条速度不均匀,焊条(或焊把)角度不当。 二、裂纹 裂纹端部形状尖锐,应力集中严重,对承受交变和冲击载荷、静拉力影响较大,是焊缝中最危险的缺陷。按起产生的原因可分为冷裂纹、热裂纹和再热裂纹等。 (冷裂纹)指在200℃以下产生的裂纹,它与氢有密切的关系,其产生的主要原因是: 对大厚工件选用预热温度和焊后缓冷措施不合适。 焊材选用不合适。 焊接接头刚性大,工艺不合理。 焊缝及其附近产生脆硬组织。 焊接规范选择不当。 (热裂纹)指在300℃以上产生的裂纹(主要是凝固裂纹),其产生的主要原因是: 成分的影响。焊接纯奥氏体钢、某些高镍合金钢和有色金属时易出现。 焊缝中含有较多的硫等有害杂质元素。 焊接条件及接头形状选择不当。 (再热裂纹)即消除应力退火裂纹。指在高强度的焊接区,由于焊后热处理或高温下使用,在热影响区产生的晶间裂纹,其产生的主要原因是: 消除应力退火的热处理条件不当。 合金成分的影响。如铬钼钒硼等元素具有增大再热裂纹的倾向。 焊材、焊接规范选择不当。 结构设计不合理造成大的应力集中。 三、气孔 在焊接过程中,因气体来不及及时逸出而在焊缝金属内部或表面所形成的空穴,其产生的原因是: 焊条、焊剂烘干不够。 焊接工艺不够稳定,电弧电压偏高,电弧过长,焊速过快和电流过小。 填充金属和母材表面油、锈等未清除干净。 未采用后退法熔化引弧点。 预热温度过低。
应用背景 与传统焊接技术相比,激光焊接在焊接质量和效率等各方面都具有明显优势。由于激光束的光斑直径较小,使得激光束准确对中焊缝成为实现高质量焊接的前提。因此,准确跟踪焊缝是激光焊接的关键所在。机器视觉检测是焊缝跟踪的主要方法之一,通过高速视觉传感器拍摄动态熔池图像序列,获取熔池特征参数,分析焊缝路径偏差与熔池特征参数之间的内在规律,建立焊缝路径与激光束偏差实时测量的视觉模型。然后输出调整量给机器人控制器,控制机械手指引焊枪运行,实现自动跟踪。 应用优势 1、拍摄过程缓慢,可以获取高度清晰的熔池特征参数; 2、可以控制机械手指引焊枪运行,实现自动跟踪。 拍摄效果 科天健已有多款高速相机用于焊缝跟踪项目应用中中,下面介绍两款常用高速相机。。
1、德国Optronis的CP80-4-M-500,该相机为Coaxpress接口,全分辨率为1696X1710下可达500fps,开窗分辨率为512X512时可达5000fps,它的这些特点可使拍摄画面更清晰,拍摄过程更缓慢。 图一CP80-4-M-500在5000fps@512X512下的拍摄效果 2、瑞士Photonfocus的MV-D1024E-160,该相机采用Photonfocus的LINLOG技术,动态范围高达120dB;在全分辨率1024*1024分辨率下可达150帧/秒;开窗分辨率256*256时,帧率达到2241帧/秒。在Linlog功能下能有效抑制强等离子干扰,在焊机电压、电流较小时可直接用相机拍摄,无需光学辅助系统即可得到对比度较好的图像,借助光学辅助手段可得到高清晰的、细节清晰的图像。 图二MV-D1024E-160相机的拍摄效果
激光焊接技术市场现状 一、激光焊接技术概述 激光被认为是焊接的理想热源,激光焊接是激光技术最重要的应用之一,它是利用偏光镜反射激光产生的光束使其集中在聚焦装置中产生巨大能量的光束,激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行焊接的一门加工技术。激光焊接具有加热集中,热输入少,变形小,焊接速度快(可达每分钟几米到十几米),焊接深宽比大、质量高,不仅适宜于常规材料,也特别适宜于难熔金属,热合金、钛合金热物理性能差别大的异种金属、体积和厚度差别大的工件以及焊缝附近有受热易燃,受热易裂和受热易爆的构件。焊缝美观、漂亮,许多情况下焊缝可与母材等强。而且激光光束可以通过光纤传送,因此可以省去复杂的光束传送系统,适用于柔性制造系统或远程加工。激光焊接既可以是点焊,也可是连续缝焊。 二、发展前景分析 1、国外发展状况 经过四十多年的研究开发,激光技术在工业加工领域的应用前景日益广泛,技术日益成熟,已成为集光、机、电、计算机和材料等多个学科技术于一体的先进制造方法。尽管目前激光焊接仍被视为一种非主流的焊接方式,但是这种状况不会持续太久。材料和设备方面的进步使激光焊接成为可能,这在欧洲已经得到了证明。激光焊接引起了那些正在寻找一种更清洁的方式来连接精巧、复杂制件的加工商的兴趣。此外,激光焊接技术对传统工业的改造将发挥愈来愈显著的作用。作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门,对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。据ILS(Industrial Laser Solutions)统计,全球工业激光系统的产值1997年为20.63 亿美元,1998 年为23.38 亿美元,1999 年为25.91亿美元,这三年年产值年增长率一直保持在13%左右。受到美国和全球范围经济衰退的影响,近两年的年增长率保持在5%左右,随着全球经济的复苏,预计有加快发展的趋势。从国外激光加工系统应用方式来看,以2002 年为例,其中激光焊接占总销售额的14%,按此计算,当年激光焊接的市场价值约为4.3亿美元。 激光焊接在21世纪将进入高速发展时期。随着各类激光发生器向大功率化、轻便化和经济化的发展,激光焊接由于能源高度集中和热影响区小,并且激光束具有可以在大气中焊接的优点,既可以对大型构件作深熔焊,又可以进行微形精密焊接,今后将逐步加快其推广使用的步伐。日本已有人预言,由于激光焊接符合优质、低耗、高效、清洁、热影响区窄、接头变形小、操作灵活等技术发展方向,21世纪将逐渐成为激光焊接的时代,激光焊接的发展前景无可限量。 2、中国“全球制造基地”的广阔市场
1目的:规范生产作业,提高生产效率及产品品质. 2范围:SMD焊线站操作人员. 3职责 3.1设备部:制定及修改此作业指导书. 3.2生产部:按照此作业指导书作业. 3.3品质部:监督生产作业是否按作业指导书之要求作业. 4参考文件 《ihawk自动焊线机操作指导书》 《ihawk自动焊线机保养手册》 5作业内容 5.1开机与机台运行 5.1.1打开机台后面气压开关,用手把焊头移动到压板的中心位置,按下机台前面绿色开 关按钮ON键,机台启动,此时机台各部分进行复位动作. 5.1.2机台各部分动作完成后显示器上面显示BQM的校正信息,按Stop看BQM第二点的 校正信息,再按Stop键退出,等待热板升到设定的温度,开机完毕. 5.1.3装支架:将固有晶片的支架按同一方向摆放在料盒中放在进料电梯上,再拿一个 空料盒放在出料电梯上,检查焊接温度是否达到指定要求。核对已烘烤过的材料,检查 产品型号及前段作业情况,核对流程单时,发现有未签名或未记录的材料退回前段,不 得出现记录不全而继续作业情况. 5.1.4装金线,揭开Wire Spool面盖,然后把金线装在滚轮上,线头(绿色)应从顺时 针方向送出,线尾(红色)应接到滚轮前面的接地端子上. 5.1.5把金线绕过Tensional Bar(线盘)下面,把金线的前端拉直并按THREAD WIRE打 开Air TensionerA(真空拉紧器)之吸气把金线穿过去. 5.1.6按Wclamp键打开线夹并用夹子把金线穿过线夹且把金线拉到焊针前下方(先不用 穿过焊针),然后先关闭线夹用镊子拉直金线并将其切断. 5.1.7用镊子在焊针上方把金线夹紧,然后按Wclamp键打开线夹,把金线拉起穿过焊针 孔直至从焊嘴露出来,松开Wclamp把线夹关上再松开镊子. 5.1.8按一下Dmmybd键,然后把焊头移到PCB位置,再按4把金线切断,用镊子将PCB 上的金线夹掉,装线完成. 5.1.9测量焊针高度:按Inx键出现Sure to index LF?再按A键将材料送到焊线区,进
2019年激光器行业专题研究报告
摘要 ?核心逻辑:2018年激光产业中工业加工占到下游总体的比例为45%,根据IPG2018年年报披露,激光切割、焊接是其中最重要的应用领域,2016-2018年切割占总体的比例分别为51%、54%、57%,逐年提升,而焊接三年分别为18%、20%、16%。切割、焊接占据了激光行业的主要市场空间。 ?激光切割:激光切割主要优势在于单位使用成本低,随着设备价格的大幅下降其经济性凸显;激光切割从薄板往中厚板市场渗透趋势明显,还有至少翻倍以上的空间;就存量角度,根据中国激光产业发展报告(2019)及我们的估算,到2019年底我国切割用激光设备存量为6.99-8.16万台,对于传统切割方式的渗透度为26.26-30.65% ,且集中在低功率,1500W—4000W功率激光切割设备渗透率近年有望提高。 ?激光焊接:激光焊接设备单价较高,主要应用于汽车、电池等高端制造;2018年规模以上金属焊接切割厂商年收入合计达到449亿,而激光焊接对焊接市场渗透度不足30%;作为实现汽车轻量化的重要手段,激光焊接应用率有望从20%提升至60%;受益于动力锂电池厂商扩产,预计2020年该细分市场空间达35亿元;国产替代将成为激光焊接业务的另一个增长点。 ?投资建议:建议重点关注以切割、焊接为主要应用领域的激光器龙头锐科激光,关注非上市公司创鑫激光、杰普特等。?风险提示:工业激光下游需求不景气;激光器价格竞争激烈;市场渗透提升不及预期。
目录 综述:重点讨论连续/QCW光纤激光器的切割及焊接市场空间 1.光纤激光器研究框架 2.激光特性及多应用场景综述 切割:设备单价下降趋势中应用场景向中厚板材料开拓,市场空间有望翻倍 1.适用领域:工业加工中增长最快的应用领域,占比在50%以上 2.工作原理:属于热切割方法之一,一般使用激光熔化切割 3.能力与效率:切割能力因材料而异,切割效率与板材厚度呈“反比” 4.激光切割:主要优势在于单位使用成本低,设备单价下降经济性凸显 5.市场空间:设备单价下降促进中厚板市场开拓,空间有望翻倍 6.市场渗透度:对于传统切割方式的渗透度不足25.95% ,集中在低功率 焊接:主要应用于汽车、电池等高端制造,市场渗透+国产替代双轮驱动增长 1.主要方式:主要有热传导焊、深熔焊、复合焊、钎焊等方式 2.适用领域:多使用固体、半导体激光器,适用于精密加工、汽车工业等 3.优势vs劣势:加工范围广、过程简单,但采购成本高 4.市场渗透度:多应用于高端制造,对焊接市场渗透度不足30% 5.应用场景一:作为实现汽车轻量化的重要手段,未来应用率将大幅提升 6.应用场景二:动力电池厂商扩产,预计2020年细分市场空间达35亿元 7.国产替代:国产替代将成为激光焊接业务的另一个增长点
CO2气体保护焊的焊接缺陷产生的原因及防止方法 A、焊缝金属裂纹 1、焊缝深宽比太大;焊道太窄(特别是角焊缝和底层焊道) 1、增大电弧电压或减小焊接电流,以加宽焊道而减小熔深;减慢行走速度,以加大焊道的横截面。 2、焊缝末端处的弧坑冷却过快 2、采用衰减控制以减小冷却速度;适 当地填充弧坑;在完成焊缝的顶部采 用分段退焊技术,一直到焊缝结束。 3、焊丝或工件表面不清洁 (有油、锈、漆等) 3、焊前仔细清理 4、焊缝中含C、S量高而Mn量低 4、检查工件和焊丝的化学成分,更换合格材料 5、多层焊的第一道焊缝过薄 5、增加焊道厚度 B、夹渣 1、采用多道焊短路电弧(熔焊渣型夹杂物) 1、在焊接后续焊道之前,清除掉焊缝边上的渣壳 2、高的行走速度(氧化膜型夹杂物) 2、减小行走速度;采用含脱氧剂较高的焊丝;提高电弧电压 C、气孔 1、保护气体覆盖不足;有风 1、增加保护气体流量,排除焊缝区的全部空气;减小保护气体的流量,以防止卷入空气;清除气体喷嘴内的飞 溅;避免周边环境的空气流过大,破 坏气体保护;降低焊接速度;减小喷嘴到工件的距离;焊接结束时应在熔池凝固之后移开焊枪喷嘴。 2、焊丝的污染 2、采用清洁而干燥的焊丝;清除焊丝 在送丝装置中或导丝管中黏附上的润滑剂。 3、工件的污染 3、在焊接之前,清除工件表面上的全部油脂、锈、油漆和尘土;采用含脱氧剂的焊丝 4、电弧电压太高 4、减小电弧电压 5、 5、喷嘴与工件距离太大 5、减小焊丝的伸出长度 6、6、气体纯度不良 6、更换气体或采用脱水措施 7、气体减压阀冻结而不能供气 7、应串接气瓶加热器 8、喷嘴被焊接飞溅堵塞 8、仔细清除附着在喷嘴内壁的飞溅物 9、输气管路堵塞 9、检查气路有无堵塞和弯折处 D、咬边 1、焊接速度太高 1、减慢焊接速度 2、电弧电压太高 2、降低电压 3、电流过大 3、降低送丝速度 4、停留时间不足 4、增加在熔池边缘的停留时间 5、焊枪角度不正确 5、改变焊枪角度,使电弧力推动金属流动 E、未熔合 1、焊缝区表面有氧化膜或锈皮 1、在焊接之前,清理全部坡口面和焊缝区表面上的轧制氧化皮或杂质
自动焊线机操作规范指导书 文件版本: 一、键盘介绍: 1.WIRE FEED(进线)按钮 - 当按下该按钮时,线轴旋转进线。 2.TENSIONER(张紧器)按钮–当按下该按钮可将真空装置设为焊线张紧器 打开或关闭。当真空装置处于焊线张紧器打开时,TENSIONER 指示灯状态是亮起的。 3.AIR GUIDE(导气)按钮–按下该按钮可将气压设为导气打开或关闭。当气 压处于导气打开时,AIR GUIDE(指示灯状态的是亮起的。 4. ESCAPE (退出)按钮–在系统菜单中ESCAPE键是退出当前菜单,出现 对话框,按ESCAPE键-相当于按“取消”键,激活返回功能。 5 .TAB键–在数据输入区之间移动光标。如果对话框包含多页,可以用上/ 下TAB键来翻页。 数字键和字母键 - 用作从模式栏进行选择或者激活对话框中操 作模式的“热键”。数字键也被用来向数据输入区输入操作数据 或者参数值。字母则由字母键输入。可使用零键代替对话框中的 完成或下一步按钮。 6.SHIFT - [SHIFT]+[ESCAPE]从所有菜单树种退出,直接回到模式栏。 [SHIFT]+[MINUS/DECIMAL POINT]按住[SHIFT]同时按住 [Minus/decimal point]键生成减号(-) [SHIFT]+[F#]选择相应的上层功能按钮。 7. ENTER - 在数据输入区输入数据后,按下[ENTER]键将该数据记录到焊
接机存储器中。如果某特定菜单通过方框突出显示,按下[ENTER] 键即选择该项目。 8.MOTOR STOP -(马达停止) 当选定后,将禁用所有伺服电机。该功能不会 切断电路板或者电力供应的电源。焊接机和MHS操作停止。焊接 机进入待机模式,显示待机模式对话框。必须按下该按键的两个 开关,才能激活MOTOR STOP (参见图2-2)。 9.RUN/STOP–(运行/停止) 启用或禁用机器操作。当机器处于自动模式时, 该键的等亮起。在自动模式下,按下该键将启用顺序停止模式。 该键只可在自动和和停止模式下操作。 10.INDEX - (步进) 指示MHS执行一个步进周期。该功能是否有效取决于焊 接机的状态。 11.AUTO INDEX-(自动步进) 指示MHS在焊接每个器件之后步进,仅在自动模 式中有效。 12.鼠标/鼠标键–鼠标的基本功能是在屏幕上移动指针和光标。鼠标分别 有三个键:左键B1、中键B2、右键B3。按下B2,可以控制工 作台X和Y轴方向的移动(定位)。在不同操作界面它们所代 表的功能也有区别。在操作期间,显示器的信息框会指示在当 前的操作界面三个键代表的功能和定义。(如图2-3) 二、屏幕的主要元素及含义:
激光焊接技术应用及其发展趋势 摘要:本文论述了激光焊接工艺的特点、激光焊接在汽车工业、微电子工业、生物医学等领域的应用以及研究现状,激光焊接的智能化控制,论述激光焊接需进一步研究与探讨的问题。关键词:激光焊接;混合焊接;焊接装置;应用领域 引言 激光焊接是激光加工材料加工技术应用的重要方面之一。70年代主要用于焊接薄壁材料和低速焊接,焊接过程属于热传导型,即激光辐射加热工件表面,表面热量通过热传导向内部扩散,通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数,使工件熔化,形成特定的熔池。由于激光焊接作为一种高质量、高精度、低变形、高效率和高速度的焊接方法,随着高功率CO2和高功率的Y AG激光器以及光纤传输技术的完善、金属钼焊接聚束物镜等的研制成功,使其在机械制造、航空航天、汽车工业、粉末冶金、生物医学微电子行业等领域的应用越来越广。目前的研究主要集中于C02激光和YAG激光焊接各种金属材料时的理论,包括激光诱发的等离子体的分光、吸收、散射特性以及激光焊接智能化控制、复合焊接、激光焊接现象及小孔行为、焊接缺陷发生机理与防止方法等,并对镍基耐热合金、铝合金及镁合金的焊接性,焊接现象建模与数值模拟,钢铁材料、铜、铝合金与异种材料的连接,激光接头性能评价等方面做了一定的研究。 一、激光焊接的质量与特点 激光焊接原理:激光焊接是将高强度的激光束辐射至金属表面,通过激光与金属的相互作用,金属吸收激光转化为热能使金属熔化后冷却结晶形成焊接。图1显示在不同的辐射功率密度下熔化过程的演变阶段[2],激光焊接的机理有两种: 1、热传导焊接 当激光照射在材料表面时,一部分激光被反射,一部分被材料吸收,将光能转化为热能而加热熔化,材料表面层的热以热传导的方式继续向材料深处传递,最后将两焊件熔接在一起。 2、激光深熔焊 当功率密度比较大的激光束照射到材料表面时,材料吸收光能转化为热能,材料被加热熔化至汽化,产生大量的金属蒸汽,在蒸汽退出表面时产生的反作用力下,使熔化的金属液体向四周排挤,形成凹坑,随着激光的继续照射,凹坑穿人更深,当激光停止照射后,凹坑周边的熔液回流,冷却凝固后将两焊件焊接在—起。 这两种焊接机理根据实际的材料性质和焊接需要来选择,通过调节激光的各焊接工艺参数得到不同的焊接机理。这两种方式最基本的区别在于:前者熔池表面保持封闭,而后者熔池则被激光束穿透成孔。传导焊对系统的扰动较小,因为激光束的辐射没有穿透被焊材料,所以,在传导焊过程中焊缝不易被气体侵入;而深熔焊时,小孔的不断关闭能导致气孔。传导焊和深熔焊方式也可以在同一焊接过程中相互转换,由传导方式向小孔方式的转变取决于施加于工件的峰值激光能量密度和激光脉冲持续时间。激光脉冲能量密度的时间依赖性能够使激光焊接在激光与材料相互作用期间由一种焊接方式向另一种方式转变,即在相互作用过程中焊缝可以先在传导方式下形成,然后再转变为小孔方式。 1、激光焊接的焊缝形状 对于大功率深熔焊由于在焊缝熔池处的熔化金属,由于材料的瞬时汽化而形成深穿型的圆孔空腔,随着激光束与工件的相对运动使小孔周边金属不断熔化、流动、封闭、凝固而形成连续焊缝,其焊缝形状深而窄,即具有较大的熔深熔宽比,在高功率器件焊接时,深宽比可达5:l,最高可达10:1。图2显示四种焊法在316不锈钢及DUCOLW30钢上的焊缝截面形
自動焊接的不良原因及對策 第一節吃錫不良(POOR WETTING) 其現象為線路的表面有部份未沾到錫,原因為: 1.表面附有油脂、雜質等,可以溶劑洗淨 2.基板制造過程時的打磨粒子遺留在線路表面,此為印刷電路板制 造廠家的問題。 3.SILCON OIL,一般脫模劑及潤滑油中含有此種油類,很不容易被 完全清洗干淨,所以在電子零件的制造過程中,應盡量避免化學品含SILICON OIL者。焊錫爐中所用的氧化防止油也須留意不是此類的油。 4.由於貯存時間、環境或制造不當,基板或零件的錫面氧化及銅面 晦暗情形嚴重。換用助焊劑通常無法解決此問題,重焊一次將有助於吃錫效果。 5.助焊劑使用條件調整不當,如發泡所需的空氣壓力及高度等。比 重亦是很重要的因素之一,因為線路表面助焊劑分佈數量的多寡受比重所影響。檢查比重亦可排除因標簽貼錯,貯存條件不良等原因而致誤用不當助焊劑的可能性。 6.焊錫時間或溫度不夠。一般焊錫的操作溫度應較其溶點溫度高 55~80℃。 7.不適合之零件端子材料,檢查零件,使得端子清潔,浸沾良好。 8.預熱溫度不夠,可調整預熱溫度,使基板零件側表面溫度達到要 求之溫度約90℃~110℃。 9.焊錫中雜質成份太多,不符合要求,可按時測量焊旬錫中之雜質, 若不合規定超過標准,則更換合標准之焊錫。
第二節NG退錫(DE-WETTI) 多發生於鍍錫鉛基板,與吃錫不良的情形相似;但在於線路表面與錫波脫離時,大部份已沾附在其上的焊錫又拉回到錫爐中,所以情況較吃錫不良嚴重,重焊一次不一定能改善。原因是基板制造工廠在鍍錫鉛前未將表面清洗干淨,此時可將不良之基板送回工廠重新處理。 第三節冷焊或焊點不光滑(CCLD SOLDER OR DISTURBED SOLDERING) 此情況可被列為焊點不均勻的一種,發生於基板脫離錫波正在凝固時,零件受外力影響移動而形成的焊點。 保持基板在焊錫過後的傳送動作平穩,例如加強零件的固定,注意零件線腳方向等;總之,待焊錫的基板午到足夠的冷卻后再移動,可避免此一問題的發生,解決的辦法為再過一次錫波。 至於冷焊,錫溫太高或太低都有可能造成此情形。 第四節焊點裂痕(CRACK SOLDERING) 造成的原因為基板,貫穿孔及焊點中零件腳等熱膨脹收縮系數方面配合不當,可以說實際上不算是焊錫的問題,而是牽涉到線路及零件設計時,材料及尺寸在熱方面的配合。 另基板裝配品的碰撞、重疊也是主因之一。因此,基板裝配品皆不可碰撞、重疊、堆積;又,用切斷機剪切線腳更是主要殺手,對策是采用自動插件機或事先剪腳或購買不必再剪腳的的尺寸的零件。 第五節錫量過多(EXCESS SOLDER) 過大的焊點對電流的流通並無幫助,但對焊點的強度則有不良影響,形成的原因為: