半导体激光器(也称激光二极管(LD))作为激光焊接机器人的焊接热源,使得小型化、的激光焊接机器人系统的应用成为现实。通过激光实行局部非接触式,细小直径加热方式的激光焊接机器人系统解决了细微焊接的一大难题。
例如,在电子装置制造中,以往用的焊接机器人对电子组装施以锡钎焊时,留有一定空间让烙铁头能伸人至被焊部位进行焊接。随着电子产品小型化的发展,电子部件引脚的间距越来越小(0.3mm间距),集成电路芯片封装元件的引脚间距也从当初的1.0mm发展为0.8mm、0.65mm、0.5mm,甚至0.4mm、0.3mm都已很普遍,并且部件之间的空间也越来越小。
半导体激光锡焊机器人系统设有位置校正系统,以焊点位置的及工艺参数的优化。其原理是通过摄像头对工件,上的标记点照射后,经画像处理装置和激光变位传感器,对焊接位置和高度进行补正。通过液晶触摸屏对输出功率、激光照射时间、焊接温度曲线等工艺参数进行设定。
激光头上配有防烟雾的光学透镜及保护系统,维修时只要更换透镜前端保护玻璃即可。可以通过系统中体积紧凑的强力激光发生器选择与点径相合适的激光束,激光功率大为30W、50W (空气冷却)两种,并连续可调,从而达到佳功率的焊接。
激光焊接机器人系统已越来越广泛地被应用于手机、笔记本电脑等电子设备的摄像头零件、LCD零件及微型电动机、微型变压器等零部件的焊接,还可用于液晶TV、数码照相机、航空航天制造、汽车零件制造等领域。
它是一种新型的焊接方式,主要针对薄壁材料、精密零件的焊接,可实现点焊、对接焊、叠焊、密封焊等,深宽比高,焊缝宽度小,热影响区小、变形小,焊接速度快,焊缝平整、美观,焊后无需处理或只需简单处理,焊缝质量高,无气孔,可控制,聚焦光点小,定位精度高,易实现自动化。
激光焊接机又常称为激光焊机、能量负反馈激光焊接机、雷射焊接机、镭射焊机、激光冷焊机、激光氩焊机、激光焊接设备等。按其工作方式常可分为激光模具烧焊机(手动激光焊接设备)、自动激光焊接机、首饰激光焊接机、激光点焊机、光纤传输激光焊接机、振镜焊接机、手持式焊接机等,激光焊接设备有传感器焊机、矽钢片激光焊接设备、键盘激光焊接设备。
可焊接图形有:点、直线、圆、方形或由AUTOCAD软件绘制的任意平面图形。
功率密度是激光加工中关键的参数之一。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。
激光焊接在电子工业中,特别是微电子工业中得到了广泛的应用。由于激光焊接热影响区小、加热集中迅速、热应力低,因而正在集成电路和半导体器件壳体的封装中,显示出特的性,在真空器件研制中,激光焊接也得到了应用,如钼聚焦极与不锈钢支持环、快热阴极灯丝组件等。