激光錫焊中焊瘤是怎么產(chǎn)生的？應(yīng)該怎么解決？

激光錫焊是很重要的激光焊接工藝，但是如果在焊接的工程中，參數(shù)的調(diào)節(jié)，送絲機(jī)構(gòu)的配合等如果出現(xiàn)問題，影響還是挺大的，松盛光電將從焊接參數(shù)方面，焊件材料和生產(chǎn)工藝方面來分析，如果出現(xiàn)了焊瘤該怎么處理，來了解一下吧。

　一、產(chǎn)生焊瘤的原因

(一)焊接參數(shù)方面

激光功率過高：當(dāng)激光功率過大時(shí)，錫料會(huì)迅速熔化，而且液態(tài)錫的流動(dòng)性會(huì)增強(qiáng)。如果在這種情況下，送錫量沒有相應(yīng)減少或者焊接速度沒有加快，過多的液態(tài)錫就會(huì)在焊縫處堆積，形成焊瘤。例如，在焊接小型電子元件時(shí)，過高的激光功率可能使錫料瞬間熔化并溢出焊接區(qū)域，如同水在杯子中滿溢一樣。

焊接速度過慢：焊接速度過慢會(huì)使激光在每個(gè)焊接點(diǎn)的作用時(shí)間過長(zhǎng)。這樣，錫料有足夠的時(shí)間熔化并積累，而后續(xù)的錫料又不斷補(bǔ)充進(jìn)來，最終導(dǎo)致錫料堆積形成焊瘤。就像用滴管緩慢地滴水在一個(gè)地方，水會(huì)越積越多形成一個(gè)大水洼。

送錫量過多：如果送錫系統(tǒng)的送錫量設(shè)置得比實(shí)際焊接所需的量多，那么多余的錫料在熔化后沒有足夠的空間填充焊縫，就會(huì)堆積在焊縫表面形成焊瘤。這可能是由于送錫電機(jī)轉(zhuǎn)速設(shè)置錯(cuò)誤、送錫管內(nèi)徑過大或者錫絲直徑選擇不當(dāng)?shù)仍驅(qū)е碌摹?/p>

　(二)焊件和材料特性方面

焊件表面不平整：當(dāng)焊件表面存在凹陷、孔洞或者粗糙不平的情況時(shí)，熔化的錫料會(huì)優(yōu)先填充這些低洼區(qū)域。如果送錫量沒有根據(jù)焊件表面情況進(jìn)行調(diào)整，一旦低洼區(qū)域被填滿，多余的錫料就會(huì)在焊縫處堆積形成焊瘤。例如，焊件表面有一個(gè)較深的小孔，錫料填滿小孔后還在繼續(xù)供給，就會(huì)在周圍形成焊瘤。

錫料流動(dòng)性過強(qiáng)：不同的錫料具有不同的流動(dòng)性。如果使用的錫料流動(dòng)性過強(qiáng)，在激光熔化后，錫料容易在焊縫表面流淌，而且不容易控制其形狀，從而導(dǎo)致焊瘤的形成。這可能是因?yàn)殄a料的成分、溫度等因素影響了其流動(dòng)性。

　(三)焊接工藝和設(shè)備方面

光斑尺寸和能量分布不當(dāng)：如果激光光斑尺寸過大，能量分布過于分散，會(huì)使錫料熔化區(qū)域變大。在這種情況下，熔化的錫料容易向周圍擴(kuò)散，而當(dāng)送錫量和焊接速度等參數(shù)沒有配合好時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)錫料堆積形成焊瘤。例如，光斑尺寸過大可能導(dǎo)致錫料在一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)熔化，而焊接操作沒有考慮到這一點(diǎn)，就會(huì)使多余的錫料形成焊瘤。

工裝夾具設(shè)計(jì)不合理：工裝夾具如果不能很好地固定焊件，在焊接過程中，焊件可能會(huì)因?yàn)闊釕?yīng)力或者外力作用而發(fā)生位移。這種位移可能會(huì)改變焊接位置和狀態(tài)，導(dǎo)致錫料不能準(zhǔn)確地填充焊縫，進(jìn)而堆積形成焊瘤。例如，夾具沒有對(duì)焊件進(jìn)行精確的定位，在焊接時(shí)焊件移動(dòng)，使得錫料不能均勻地分布在焊縫中。

二、解決焊瘤問題的方法

(一)優(yōu)化焊接參數(shù)

調(diào)整激光功率：通過試驗(yàn)和工藝評(píng)定，根據(jù)焊件的材料、厚度和焊縫要求，合理調(diào)整激光功率。在保證錫料能夠充分熔化的前提下，降低激光功率，避免錫料過度熔化和流動(dòng)性過強(qiáng)?？梢詮母吖β书_始逐步降低，觀察焊接效果，找到不會(huì)產(chǎn)生焊瘤的最佳功率。

加快焊接速度：適當(dāng)加快焊接速度，減少激光在每個(gè)焊接點(diǎn)的作用時(shí)間。這樣可以使錫料在熔化后沒有足夠的時(shí)間堆積，從而避免焊瘤的形成。但要注意，加快焊接速度不能影響焊接質(zhì)量，需要同時(shí)調(diào)整其他參數(shù)，如激光功率和送錫量。

控制送錫量：仔細(xì)檢查送錫系統(tǒng)，確保送錫量符合焊接實(shí)際需求。調(diào)整送錫電機(jī)的轉(zhuǎn)速、送錫管的內(nèi)徑和錫絲直徑等參數(shù)，使送錫量與激光功率和焊接速度相匹配。可以通過試焊來確定合適的送錫量，從少量送錫開始，逐漸增加，觀察焊縫狀態(tài)，找到合適的送錫量。

　　(二)改善焊件和材料

處理焊件表面：在焊接前，對(duì)焊件表面進(jìn)行處理，使其平整光滑。可以采用打磨、拋光等機(jī)械方法或者化學(xué)清洗方法來去除焊件表面的凹陷、孔洞和氧化層等。這樣，熔化的錫料就能均勻地分布在焊件表面，減少因表面不平整而導(dǎo)致的焊瘤。

選擇合適的錫料：根據(jù)焊接工藝和焊件的特點(diǎn)，選擇流動(dòng)性適中的錫料?？梢詤⒖煎a料的技術(shù)參數(shù)，如粘度、熔點(diǎn)等，或者通過試驗(yàn)對(duì)比不同錫料的焊接效果，選擇不會(huì)因流動(dòng)性過強(qiáng)而產(chǎn)生焊瘤的錫料。

　(三)優(yōu)化焊接工藝和設(shè)備

調(diào)整光斑尺寸和能量分布：根據(jù)焊件的形狀和焊縫的要求，通過光學(xué)聚焦系統(tǒng)調(diào)整激光光斑的尺寸和能量分布。使光斑尺寸和能量分布與焊接參數(shù)相匹配，避免錫料熔化區(qū)域過大導(dǎo)致的焊瘤。例如，對(duì)于小焊縫，可以縮小光斑尺寸，使能量集中在焊縫區(qū)域，減少錫料的擴(kuò)散。

改進(jìn)工裝夾具設(shè)計(jì)：重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化工裝夾具，確保夾具能夠精確地定位和固定焊件。增加夾具的夾緊力或者采用更合理的定位方式，防止焊件在焊接過程中發(fā)生位移?？梢允褂酶呔鹊亩ㄎ讳N、夾緊塊等部件來提高夾具的定位精度，從而保證錫料能夠準(zhǔn)確地填充焊縫，避免焊瘤的形成。

光斑尺寸和能量分布不當(dāng)：如果激光光斑尺寸過大，能量分布過于分散，會(huì)使錫料熔化區(qū)域變大。在這種情況下，熔化的錫料容易向周圍擴(kuò)散，而當(dāng)送錫量和焊接速度等參數(shù)沒有配合好時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)錫料堆積形成焊瘤。例如，光斑尺寸過大可能導(dǎo)致錫料在一個(gè)較大的區(qū)域內(nèi)熔化，而焊接操作沒有考慮到這一點(diǎn)，就會(huì)使多余的錫料形成焊瘤。

工裝夾具設(shè)計(jì)不合理：工裝夾具如果不能很好地固定焊件，在焊接過程中，焊件可能會(huì)因?yàn)闊釕?yīng)力或者外力作用而發(fā)生位移。這種位移可能會(huì)改變焊接位置和狀態(tài)，導(dǎo)致錫料不能準(zhǔn)確地填充焊縫，進(jìn)而堆積形成焊瘤。例如，夾具沒有對(duì)焊件進(jìn)行精確的定位，在焊接時(shí)焊件移動(dòng)，使得錫料不能均勻地分布在焊縫中。

二、解決焊瘤問題的方法

(一)優(yōu)化焊接參數(shù)

調(diào)整激光功率：通過試驗(yàn)和工藝評(píng)定，根據(jù)焊件的材料、厚度和焊縫要求，合理調(diào)整激光功率。在保證錫料能夠充分熔化的前提下，降低激光功率，避免錫料過度熔化和流動(dòng)性過強(qiáng)?？梢詮母吖β书_始逐步降低，觀察焊接效果，找到不會(huì)產(chǎn)生焊瘤的最佳功率。

加快焊接速度：適當(dāng)加快焊接速度，減少激光在每個(gè)焊接點(diǎn)的作用時(shí)間。這樣可以使錫料在熔化后沒有足夠的時(shí)間堆積，從而避免焊瘤的形成。但要注意，加快焊接速度不能影響焊接質(zhì)量，需要同時(shí)調(diào)整其他參數(shù)，如激光功率和送錫量。

控制送錫量：仔細(xì)檢查送錫系統(tǒng)，確保送錫量符合焊接實(shí)際需求。調(diào)整送錫電機(jī)的轉(zhuǎn)速、送錫管的內(nèi)徑和錫絲直徑等參數(shù)，使送錫量與激光功率和焊接速度相匹配?？梢酝ㄟ^試焊來確定合適的送錫量，從少量送錫開始，逐漸增加，觀察焊縫狀態(tài)，找到合適的送錫量。

　(二)改善焊件和材料

處理焊件表面：在焊接前，對(duì)焊件表面進(jìn)行處理，使其平整光滑?？梢圆捎么蚰ァ伖獾葯C(jī)械方法或者化學(xué)清洗方法來去除焊件表面的凹陷、孔洞和氧化層等。這樣，熔化的錫料就能均勻地分布在焊件表面，減少因表面不平整而導(dǎo)致的焊瘤。

選擇合適的錫料：根據(jù)焊接工藝和焊件的特點(diǎn)，選擇流動(dòng)性適中的錫料?？梢詤⒖煎a料的技術(shù)參數(shù)，如粘度、熔點(diǎn)等，或者通過試驗(yàn)對(duì)比不同錫料的焊接效果，選擇不會(huì)因流動(dòng)性過強(qiáng)而產(chǎn)生焊瘤的錫料。

(三)優(yōu)化焊接工藝和設(shè)備

調(diào)整光斑尺寸和能量分布：根據(jù)焊件的形狀和焊縫的要求，通過光學(xué)聚焦系統(tǒng)調(diào)整激光光斑的尺寸和能量分布。使光斑尺寸和能量分布與焊接參數(shù)相匹配，避免錫料熔化區(qū)域過大導(dǎo)致的焊瘤。例如，對(duì)于小焊縫，可以縮小光斑尺寸，使能量集中在焊縫區(qū)域，減少錫料的擴(kuò)散。

改進(jìn)工裝夾具設(shè)計(jì)：重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化工裝夾具，確保夾具能夠精確地定位和固定焊件。增加夾具的夾緊力或者采用更合理的定位方式，防止焊件在焊接過程中發(fā)生位移。可以使用高精度的定位銷、夾緊塊等部件來提高夾具的定位精度，從而保證錫料能夠準(zhǔn)確地填充焊縫，避免焊瘤的形成。