Con lo sviluppo della scienza e della tecnologia, la micro-nanotecnologia è stata ampiamente utilizzata in vari campi, come cure mediche, protezione ambientale, laboratorio, industria chimica, semiconduttori, automazione industriale, ecc. I microcomponenti di precisione si riferiscono a componenti elettronici, meccanici, ottici e altri componenti su scala micron o nano, che possono realizzare funzioni efficienti, precise e sensibili, come rilevamento, controllo, guida, comunicazione, ecc. La produzione e il collegamento di micro componenti di precisione è una parte importante della tecnologia micro-nano, tra quale saldatrice laserè un metodo di saldatura efficiente e preciso che può essere utilizzato per il collegamento e l'imballaggio di piccole parti. Presenteremo il principio di funzionamento, i vantaggi e la gamma di applicazioni della saldatura laser di microcomponenti di precisione.

1. Principio di funzionamento della saldatura laser di microcomponenti di precisione

La saldatura laser è un metodo di saldatura preciso e ad alta efficienza che utilizza un raggio laser ad alta densità di energia come fonte di calore e può essere utilizzato per saldare parti di piccole dimensioni. La saldatura laser può essere realizzata mediante raggio laser continuo o pulsato e il suo principio può essere suddiviso in saldatura a conduzione di calore e saldatura a penetrazione profonda del laser.

Saldatura a conduzione di calore significa che quando la densità di potenza del raggio laser è inferiore a 10^4 W/cm^2, la superficie metallica assorbe l'energia laser per formare un bagno di fusione e lo scambio di energia tra l'interno del bagno di fusione e l'ambiente circostante il metallo avviene principalmente attraverso la conduzione del calore, formando un giunto poco profondo e largo. della saldatura.

La saldatura a penetrazione profonda del laser significa che quando la densità di potenza del raggio laser è maggiore di 10^6 W/cm^2, la superficie metallica viene riscaldata e concava in "cavità", formando una colonna di plasma ad alta temperatura e alta pressione, e allo stesso tempo generando un forte flusso d'aria inverso, che spingerà il metallo fuso verso il basso, creando una saldatura stretta e profonda.

2. Vantaggi della saldatura laser di microcomponenti di precisione

Rispetto alla saldatura tradizionale (come saldatura a resistenza, saldatura ad arco, ecc.), la saldatura laser di microcomponenti di precisione presenta i seguenti vantaggi:

UN. La qualità della saldatura è elevata, la deformazione è piccola e non è richiesto alcun trattamento successivo. La zona interessata dal calore della saldatura laser è piccola, la velocità di raffreddamento è elevata, la superficie del cordone di saldatura è liscia, non sono presenti difetti come pori e crepe e la resistenza della saldatura è elevata. La saldatura laser presenta una piccola deformazione e generalmente non richiede materiali di riempimento o gas ausiliari, né richiede post-elaborazione come molatura e lucidatura.

b. Il processo di saldatura è altamente automatizzato e facile da usare. Le apparecchiature di saldatura laser possono essere controllate da un computer per ottenere una regolazione e un posizionamento precisi del raggio laser per soddisfare requisiti di saldatura complessi. La saldatura laser non ha bisogno di toccare le parti da saldare e l'operazione è flessibile e conveniente. Può essere utilizzato insieme a robot o sistemi di controllo numerico per realizzare una produzione automatizzata.

c. Velocità di saldatura veloce, alta efficienza e risparmio energetico. La densità energetica della saldatura laser è elevata, il tempo di fusione è breve e la velocità di saldatura è elevata, generalmente fino a diversi metri al minuto. Il tasso di utilizzo dell'energia della saldatura laser è elevato, generalmente fino al 30%, risparmiando oltre il 50% di energia rispetto alla saldatura tradizionale. La gamma di lavorazione della saldatura laser è ampia ed è possibile saldare più stazioni contemporaneamente per migliorare l'efficienza della produzione.

d. Può saldare materiali diversi o materiali dissimili. La saldatura laser può saldare vari materiali metallici o non metallici, come acciaio, alluminio, rame, nichel, titanio, ecc. La saldatura laser può anche saldare materiali diversi con proprietà fisiche o chimiche diverse, come acciaio e rame, titanio e nichel, ecc., per ottenere combinazioni di materiali difficilmente collegabili con i metodi tradizionali.

e.Può saldare parti inaccessibili. Il raggio laser può essere trasmesso e guidato da fibra ottica o riflettore e può saldare parti nascoste o complicate, come la parete interna del tubo, il motore dell'auto, ecc. I raggi laser possono saldare anche in ambienti particolari come il vuoto , gas inerte o sott'acqua.

f. È possibile realizzare saldature di precisione a livello di micron. Il raggio laser ha una buona focalizzazione e direttività e può formare punti estremamente fini per ottenere lavorazioni di precisione a livello di micron o addirittura di nano-livello.

3. Campo di applicazione della saldatura laser di microcomponenti di precisione

Grazie alla sua elevata efficienza, precisione, affidabilità e protezione ambientale, la saldatura laser di microcomponenti di precisione è stata ampiamente utilizzata in vari campi, tra cui:

a.Saldatura laser di componenti elettronici. I componenti elettronici si riferiscono a minuscoli componenti con funzioni elettroniche o funzioni di connessione elettronica, come circuiti integrati, condensatori, resistori, oscillatori a cristallo, trasformatori, interruttori, prese, ecc. La saldatura laser di componenti elettronici viene utilizzata principalmente per realizzare la connessione o l'imballaggio tra i componenti o tra componenti e substrati. La saldatura laser può raggiungere un'elaborazione di precisione a livello di micron o addirittura di nano-livello, garantendo che le funzioni e le prestazioni dei componenti non vadano perse o compromesse. Allo stesso tempo, la saldatura laser può anche ottenere saldature senza piombo o a basso contenuto di piombo, che soddisfa i requisiti di protezione ambientale.

b.Saldatura laser di dispositivi medici. I dispositivi medici si riferiscono a strumenti, apparecchiature, strumenti, ecc. utilizzati per diagnosi medica, trattamento, assistenza infermieristica, ecc., come pacemaker cardiaci, articolazioni artificiali, supporti dentali, coltelli chirurgici, ecc. La saldatura laser dei dispositivi medici viene utilizzata principalmente per ottenere connessioni interne o esterne o imballaggio dei dispositivi. La saldatura laser può ottenere saldature ad alta resistenza, alta densità e senza soluzione di continuità per garantire la sicurezza e la durata del dispositivo. Allo stesso tempo, la saldatura laser può anche ottenere saldature non tossiche o poco tossiche, che soddisfano i requisiti igienici.

c. Saldatura laser con sistema microelettromeccanico (MEMS). Micro Electro Mechanical System (MEMS) si riferisce a un sistema che integra microsensori, attuatori, controller, ecc. Un sistema su un minuscolo chip con molteplici funzioni e applicazioni come sensori di pressione, accelerometri, giroscopi, microspecchi, micropompe, ecc. La confezione e la connessione dei MEMS è un anello importante nel processo di produzione ed è necessario per garantire l'affidabilità, la stabilità e le prestazioni del sistema.

In conclusione, la saldatura laser di microcomponenti di precisione è un metodo efficiente, preciso, affidabile ed ecologico per unire i microcomponenti. Presenta i vantaggi di un elevato utilizzo di energia, un'elevata qualità di saldatura, una zona a bassa temperatura, bassa tensione residua e deformazione, ecc. Saldatura con materiali diversi per soddisfare le diverse esigenze di microcomponenti di precisione. La saldatura laser di microcomponenti di precisione è ampiamente utilizzata in vari campi, come componenti elettronici, apparecchiature mediche, sistemi microelettromeccanici, ecc., fornendo un forte supporto tecnico per lo sviluppo di questi campi. La saldatura laser di microcomponenti di precisione, in quanto tecnologia avanzata di connessione di microcomponenti, ha ampie prospettive di sviluppo e potenziale applicativo ed è meritevole di ulteriore esplorazione e promozione.