Com o desenvolvimento da ciência e da tecnologia, a tecnologia micro-nano tem sido amplamente utilizada em vários campos, como tratamento médico, proteção ambiental, laboratório, indústria química, semicondutores, automação industrial, etc. e outros componentes com escala micron ou nano, que podem realizar funções eficientes, precisas e sensíveis, como detecção, controle, condução, comunicação, etc. A fabricação e conexão de microcomponentes de precisão é uma parte importante da tecnologia micro-nano, entre qual máquina de solda a laseré um método de soldagem eficiente e preciso que pode ser usado para conexão e embalagem de peças minúsculas. Apresentaremos o princípio de funcionamento, as vantagens e a gama de aplicações da soldagem a laser de microcomponentes de precisão.

1. Princípio de funcionamento da soldagem a laser de microcomponentes de precisão

A soldagem a laser é um método de soldagem preciso e de alta eficiência que usa um feixe de laser de alta densidade de energia como fonte de calor e pode ser usado para soldar peças minúsculas. A soldagem a laser pode ser realizada por feixe de laser contínuo ou pulsado, e seu princípio pode ser dividido em soldagem por condução de calor e soldagem por penetração profunda a laser.

Soldagem por condução de calor significa que quando a densidade de potência do feixe de laser é inferior a 10 ^ 4 W / cm ^ 2, a superfície do metal absorve a energia do laser para formar uma poça fundida e a troca de energia entre o interior da poça fundida e o ambiente circundante o metal ocorre principalmente por condução de calor, formando uma junta rasa e larga. da solda.

Soldagem de penetração profunda a laser significa que quando a densidade de potência do feixe de laser é superior a 10 ^ 6 W / cm ^ 2, a superfície do metal é aquecida e côncava em "cavidades", formando uma coluna de plasma de alta temperatura e alta pressão, e ao mesmo tempo gerando um forte fluxo de ar reverso, que O metal fundido empurra para baixo, criando uma solda estreita e profunda.

2. Vantagens da soldagem a laser de microcomponentes de precisão

Em comparação com a soldagem tradicional (como soldagem por resistência, soldagem a arco, etc.), a soldagem a laser de microcomponentes de precisão tem as seguintes vantagens:

a. A qualidade da solda é alta, a deformação é pequena e nenhum tratamento de acompanhamento é necessário. A zona afetada pelo calor da soldagem a laser é pequena, a velocidade de resfriamento é rápida, a superfície da costura de solda é lisa, não há defeitos como poros e rachaduras e a resistência da soldagem é alta. A soldagem a laser apresenta uma pequena deformação e geralmente não requer materiais de enchimento ou gases auxiliares, nem pós-processamento, como retificação e polimento.

b.O processo de soldagem é altamente automatizado e fácil de operar. O equipamento de soldagem a laser pode ser controlado por um computador para obter ajuste e posicionamento precisos do feixe de laser para atender a requisitos complexos de soldagem. A soldagem a laser não precisa tocar nas peças a serem soldadas e a operação é flexível e conveniente. Pode ser usado em conjunto com robôs ou sistemas de controle numérico para realizar a produção automatizada.

c.Velocidade de soldagem rápida, alta eficiência e economia de energia. A densidade de energia da soldagem a laser é alta, o tempo de fusão é curto e a velocidade de soldagem é rápida, geralmente até vários metros por minuto. A taxa de utilização de energia da soldagem a laser é alta, geralmente até 30%, economizando mais de 50% de energia em comparação com a soldagem tradicional. A faixa de processamento da soldagem a laser é ampla e várias estações podem ser soldadas ao mesmo tempo para melhorar a eficiência da produção.

d.Pode soldar materiais diferentes ou materiais diferentes. A soldagem a laser pode soldar vários materiais metálicos ou não metálicos, como aço, alumínio, cobre, níquel, titânio, etc. A soldagem a laser também pode soldar materiais diferentes com diferentes propriedades físicas ou químicas, como aço e cobre, titânio e níquel, etc., para obter combinações de materiais difíceis de conectar pelos métodos tradicionais.

e.Pode soldar peças inacessíveis. O feixe de laser pode ser transmitido e guiado por fibra óptica ou refletor, podendo soldar peças ocultas ou complicadas, como a parede interna do tubo, o motor do carro, etc. , gás inerte ou debaixo d’água.

A soldagem de precisão em nível de mícron pode ser realizada. O feixe de laser tem bom foco e diretividade e pode formar pontos extremamente finos para obter usinagem de precisão em nível mícron ou até mesmo em nível nano.

3. Faixa de aplicação de soldagem a laser de microcomponentes de precisão

Devido à sua alta eficiência, precisão, confiabilidade e proteção ambiental, a soldagem a laser de microcomponentes de precisão tem sido amplamente utilizada em vários campos, como:

a.Soldagem a laser de componentes eletrônicos. Componentes eletrônicos referem-se a pequenos componentes com funções eletrônicas ou funções de conexão eletrônica, como circuitos integrados, capacitores, resistores, osciladores de cristal, transformadores, interruptores, tomadas, etc. A soldagem a laser de componentes eletrônicos é usada principalmente para realizar a conexão ou embalagem entre componentes ou entre componentes e substratos. A soldagem a laser pode atingir um processamento de precisão de nível mícron ou mesmo nano, garantindo que as funções e o desempenho dos componentes não serão perdidos ou afetados. Ao mesmo tempo, a soldagem a laser também pode obter soldagem sem chumbo ou com baixo teor de chumbo, o que atende aos requisitos de proteção ambiental.

b.Soldagem a laser de dispositivos médicos. Dispositivos médicos referem-se a instrumentos, equipamentos, ferramentas, etc. usados ​​para diagnóstico médico, tratamento, enfermagem, etc., como marca-passos cardíacos, articulações artificiais, suportes dentários, facas cirúrgicas, etc. conexões internas ou externas ou embalagens de dispositivos. A soldagem a laser pode alcançar soldagem contínua de alta resistência e alta densidade para garantir a segurança e durabilidade do dispositivo. Ao mesmo tempo, a soldagem a laser também pode obter soldagem não tóxica ou pouco tóxica, o que atende aos requisitos de higiene.

c. Soldagem a laser com Sistema Micro Eletro Mecânico (MEMS). Sistema Microeletromecânico (MEMS) refere-se a um sistema que integra microssensores, atuadores, controladores, etc. Um sistema em um minúsculo chip com múltiplas funções e aplicações, como sensores de pressão, acelerômetros, giroscópios, microespelhos, microbombas, etc. e a conexão do MEMS é um elo importante no seu processo de fabricação, sendo necessária para garantir a confiabilidade, estabilidade e desempenho do sistema.

Concluindo, a soldagem a laser de microcomponentes de precisão é um método eficiente, preciso, confiável e ecologicamente correto de união de microcomponentes. Tem as vantagens de alta utilização de energia, alta qualidade de soldagem, baixa zona afetada pelo calor, baixa tensão residual e deformação, etc. Soldagem com materiais diferentes para atender às diversas necessidades de microcomponentes de precisão. A soldagem a laser de microcomponentes de precisão é amplamente utilizada em diversos campos, como componentes eletrônicos, equipamentos médicos, sistemas microeletromecânicos, etc., fornecendo forte suporte técnico para o desenvolvimento desses campos. A soldagem a laser de microcomponentes de precisão, como uma tecnologia avançada de conexão de microcomponentes, tem amplas perspectivas de desenvolvimento e potencial de aplicação e merece maior exploração e promoção.