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【摘要】電裝行業普遍采用手工接觸式烙鐵錫焊，焊接效率及質量受人員技能水平影響較大，手工烙鐵釬焊過程存在干涉及損傷問題，無法實現微小空間的精密焊接作業，電裝釬焊工藝發展遇到重大瓶頸，亟需引入新的焊接技術進行研究用以代替手工釬焊，提高電纜組裝件總體焊接工藝水平。本文主要針對電纜組裝件激光釬焊工藝進行可行性研究，重點闡述了激光釬焊原理、激光釬焊可行性驗證及工藝關鍵點分析等等。

【關鍵詞】釬焊；質量；激光；可行性；接觸式

1引言

焊接作為電裝行業內應用最廣泛的一種互聯端接工藝，焊點質量的好壞直接影響整機系統電氣連接的可靠性。我國電裝行業普遍采用純手工烙鐵接觸式加熱熔錫焊接，對人員技能水平及質量意識要求較高，焊接效率及質量受各方面影響較大，一定程度上影響了電纜組裝件產品的生產規模及經濟效益。隨著電纜組裝件加工工藝和技術的不斷發展，針對連接器、印制板及接線端子尺寸的進一步微小化，傳統的接觸式熱壓熔錫焊及電烙鐵錫焊存在明顯的工藝瓶頸，無法實現微小器件及微小空間復雜產品的精密焊接作業。同時，電纜組裝件信號傳輸品質及傳輸速率要求在持續提升，傳統的接觸式錫焊工藝存在對線材及傳輸性能過熱過壓損傷的隱患,當加工零件表面比較復雜時，電烙鐵等接觸式加工手段容易產生空間干涉及引起零件熱損傷等隱患，手工釬焊已成為制約電裝工藝發展的重大瓶頸。

2激光釬焊技術的可行性

2.1目前存在的問題

電纜組裝件釬焊作業是一個有一定技術含量的工作崗位，要求作業員工必須熟練掌握電裝行業相關工藝標準及具備豐富的實踐操作經驗，焊接生產成本及人力培養成本較高。不同焊接操作人員的技能水平參差不齊，焊接狀態一致性及焊點質量可靠性較差，極易出現因操作人員個人質量意識欠缺及技能水平較差導致批量產品返工甚至報廢的問題，若不良品未及時攔截將會帶來無法挽回的影響。同時，車間管理者無法準確評估焊接操作人員每天實際產出導致產品交付周期一拖再拖，焊接生產效率無法保證，無法做到快速響應市場的需求，影響了電裝行業總體發展規模及工藝水平。

2.2激光釬焊原理

激光釬焊工藝為無接觸熱傳導型加熱焊接工藝，是利用高能量密度的激光束作為熱源的一種高效精密焊接方法。激光釬焊過程屬于熱傳導型，主要采用比被焊金屬熔點低的錫鉛合金作為焊料，基本原理為激光輻射加熱焊料及待焊零件表面，表面的熱量通過熱傳導方式向焊料內部快速擴散，通過控制激光脈沖的寬度、能量、功率及焊接時間等參數，使焊料充分熔融潤濕被焊金屬及導線芯線表面并相互擴散后發生冶金反應形成金屬合金層，自然冷卻后形成牢固的焊接接頭，從而達到可靠的釬焊連接。

2.3激光釬焊可行性驗證

電纜組裝件常規焊點類型主要有連接器焊接、導線焊接、屏蔽層焊接及印制板焊接等，釬焊作為電裝行業的特殊過程及關鍵工序，其重要性不言而喻。電裝行業目前總體呈現批量化及規模化的發展特點，因此僅僅依靠人員技能水平提升已無法適應電裝產品微型化及高質量發展趨勢。通過對市場上相關激光釬焊設備進行參數調試驗證、焊接樣品制作及焊點質量試驗驗證可知，電纜組裝件典型焊點采用激光釬焊工藝能保證所有焊點處芯線浸潤合格，X射線檢查芯線結合部位焊錫填充合格，焊點外觀質量最關鍵的參數滿足行業標準要求。同時，根據焊點強度拉力試驗結果可知所有焊點處導線拉力測試均為芯線直接斷裂，未出現導線芯線被拉脫出焊錫的虛焊質量異常現象，焊點強度指標滿足電裝行業標準要求。結合激光釬焊的工藝原理及非接觸式加工特點可知，激光釬焊能保證所焊產品的焊點強度及外觀質量，非接觸式加工特點能有效降低焊接殘余應力，對周圍焊點及零件沒有機械損傷及熱損傷，在傳統手工烙鐵難以接近的部位也能順利完成焊接作業，特別適合于電纜組裝件微小空間及復雜立體產品的釬焊作業，可以有效解決接觸式手工烙鐵錫焊存在的各種問題，降低對操作人員技能水平的依賴，提升電纜組裝件產品整體焊接工藝水平。

3關鍵點分析

電纜組裝件激光釬焊過程控制的主要內容就是對焊接工藝參數的控制，如何快速確定激光焦點位置并將其控制在合適的范圍內以及如何確認各類型焊點最佳工藝參數，是后續批量電纜組裝件激光釬焊過程中需要進一步驗證并解決的關鍵問題。激光釬焊設備具有高精度、高效率及非接觸性加工等優點，但是由于電纜組裝件結構的多樣化，必須根據不同產品類型配備特定的夾具以實現良好的加工效果。批量夾持定位工裝設計的好壞直接影響激光釬焊的效率及質量，需要從工裝裝卸是否方便、夾持是否牢固、定位是否精準以及過程是否存在干涉等方面去完善工裝設計，逐步建立標準工裝庫進行管控，后續根據產品型號直接調用工裝，并可根據產品結構特點適當設計部分多功能定位工裝。同時，激光釬焊設備自帶的CCD成像系統可以讓所有焊點清晰地呈現在眼前，生產過程中需要重點考慮如何將焊點專檢工序同CCD成像系統相結合，實現焊點質量設備自動檢測代替人工目視，提升電纜組裝件整體檢驗質量及效率。

4總結展望

激光釬焊作為目前市場上應用最廣泛的一種非接觸式焊接技術，焊接溫度及焊接時間可由程序精準控制，控溫精度遠高于傳統手工烙鐵接觸式焊接，全部工藝參數可自行設置以適應不同類型電裝產品的釬焊作業，非接觸式的加工特點可有效降低傳統接觸式烙鐵錫焊過程中存在干涉及損傷影響，焊點處殘余應力和焊接變形很小。同時，激光釬焊焊點的外觀質量及焊點強度完全符合電裝行業標準要求，焊接效率明顯高于現有手工烙鐵方式，激光束良好的可達性能充分保證在其它焊接方法難以接近的電裝零件部位也能順利進行焊接，特別適合于復雜立體電纜組裝件產品及微小空間的焊接作業。面對全球市場的激烈競爭，為提高我國電裝行業整體焊接工藝水平，有效解決目前手工烙鐵接觸式釬焊面臨的重重困難，推動電纜組裝件業務自動化轉型升級，引入高水平的激光釬焊技術并不斷進行研究應用勢在必行。

參考文獻

[1]王家淳.激光焊接技術的發展與展望[J].激光技術,2001(01).

[2]張文舉.淺析激光焊接技術的工藝與方法[J].黑龍江科技信息,2011(06).

作者：潘宏健 單位：蘇州華旃航天電器有限公司