激光锡焊系统包含哪些？
激光锡焊系统是一套集成光、机、电、热控制与焊料供给的自动化焊接解决方案，核心功能是通过激光的高能量密度实现精准、高效的锡焊作业，广泛应用于电子元器件(如芯片、传感器、连接器)、精密仪器等领域的微焊接场景。其系统构成可按功能模块划分为核心能量模块、焊料供给模块、运动控制与定位模块、光学聚焦模块、监测与质控模块、辅助功能模块六大类，具体组成及作用如下：
一、核心能量模块：激光发生装置
激光发生装置是系统的 “能量源”，决定焊接的温度、能量密度和适用场景，核心组件为激光器，需搭配电源、冷却系统确保稳定运行：
激光器(核心部件)
根据焊接需求选择不同类型，关键参数包括波长、功率、脉冲模式：
光纤激光器：波长 1064nm，能量密度高、稳定性强，适合金属(锡合金)的高速焊接，是当前主流类型;
半导体激光器：波长 808-980nm，体积小、功耗低，适合近距、低热影响区的精密焊接(如微型传感器);
CO₂激光器：波长 10.6μm，对非金属(如 PCB 基板)吸收弱、对金属吸收较强，适合需保护基板的场景，但应用较少。
激光电源
为激光器提供稳定的电流 / 电压，控制激光的输出功率、脉冲频率(脉冲式激光)或连续输出(连续波激光)，直接影响焊接能量的稳定性。
冷却系统
激光器工作时会产生大量热量，需通过冷却系统避免过热损坏：
中小功率系统(<50W)：多采用风冷(风扇 + 散热片)，结构简单;
大功率系统(>50W)：需水冷(循环水箱 + 水泵 + 换热器)，冷却效率高，确保激光输出功率稳定。
二、焊料供给模块：锡料输送装置
焊料供给模块负责将锡料精准输送到焊接点位，确保焊料用量可控、贴合焊接需求，主要分为两类：
锡丝供给系统
适用于需连续补料的焊接场景，核心组件包括：
锡丝卷轴：装载不同直径(0.2-1.2mm)的锡丝(如 Sn63Pb37、无铅锡丝 Sn96.5Ag3.0Cu0.5);
送丝电机 + 导丝管：通过步进电机精准控制送丝速度(0.1-5mm/s)，导丝管保证锡丝沿固定路径到达焊点;
送丝嘴：固定锡丝出口位置，与激光聚焦点对齐，避免焊料偏移。
预成型焊料供给系统
适用于焊点固定、焊料用量精准控制的场景(如芯片底部焊盘)：
焊料载台：放置预成型焊片 / 焊球(如 0.1-0.5mm 锡球、定制形状焊片);
拾取机构(真空吸嘴 / 机械夹爪)：将预成型焊料拾取并转移到焊点，配合视觉定位确保精度。
三、运动控制与定位模块：精准走位核心
激光锡焊对焊接点位的精度要求极高(通常 ±0.01-0.05mm)，需通过运动控制与定位模块实现 “激光 - 焊料 - 工件” 的精准对齐：
运动平台
带动工件或激光头移动，按轴数分为：
XY 轴平台：实现平面移动，适合小型工件;
XYZ 轴平台：增加垂直方向调节，适应不同厚度工件;
多轴联动平台(如 XYZ + 旋转轴)：用于复杂曲面或多角度焊点(如连接器引脚)，多采用伺服电机驱动，重复定位精度可达 ±0.005mm。
视觉定位系统
相当于系统的 “眼睛”，解决 “找焊点” 的问题：
工业相机：拍摄工件图像(2D/3D 相机，3D 相机可识别工件高度差，适合非平面焊接);
图像算法(如模板匹配、边缘检测)：对比预设焊点模板与实时图像，计算焊点坐标偏移量;
反馈控制：将偏移量传递给运动平台，自动调整位置，确保激光聚焦点与焊点完全重合。
四、光学聚焦模块：激光能量汇聚
激光从激光器输出后需通过光学系统聚焦，将分散的光束汇聚成微小光斑(直径通常 0.05-0.5mm)，确保高能量密度融化锡料，核心组件包括：
光学镜片组
准直镜：将激光器输出的发散光束校正为平行光，减少能量损耗;
聚焦镜：将平行光汇聚到焊点，焦距决定光斑大小(短焦距→小光斑，适合微焊点;长焦距→大光斑，适合宽焊点);
保护镜片：位于聚焦镜前端，防止焊锡飞溅污染聚焦镜，可快速更换。
光束调节组件
振镜扫描系统：通过高速振镜(X/Y 轴)控制激光光束偏转，实现 “无平台移动” 的快速焊接(如 PCB 板上密集焊点)，焊接速度可达 100-500 点 / 分钟;
可变光斑组件：通过可调光圈或变焦镜片改变光斑大小，适应不同焊点尺寸需求。
五、监测与质控模块：保障焊接质量
实时监测焊接过程，避免虚焊、漏焊、焊料过多等缺陷，核心组件包括：
温度监测系统
红外测温仪：非接触式测量焊点温度(范围 - 50-1500℃)，反馈给控制系统，自动调节激光功率(如温度过高时降低功率，避免工件烧毁);
热电偶：接触式测量(需贴近焊点)，精度更高，但适用于固定焊点场景。
焊接效果监测系统
焊后视觉检测：焊接完成后，相机拍摄焊点图像，检测焊料形状(如是否呈 “月牙形”)、有无空洞 / 虚焊;
激光反射光监测：通过检测焊点反射的激光强度变化，判断锡料是否融化(融化后金属反射率变化)，实时确认焊接是否成功。
参数记录与追溯
系统自动记录每一个焊点的激光功率、焊接时间、温度曲线、送丝量等参数，支持数据导出，便于质量追溯(如出现缺陷时回溯参数问题)。
六、辅助功能模块：保障系统稳定运行
气体保护系统
焊接时通入惰性气体(如氮气、氩气)，通过气嘴吹向焊点，隔绝空气，防止锡料氧化(避免焊点发黑、虚焊)，气体流量可调节(0.5-5L/min)。
除尘 / 吸锡烟系统
焊接过程中产生锡烟(含助焊剂挥发物)，通过负压吸嘴吸入，经滤网过滤后排出，保护操作人员健康，避免烟渍污染光学系统。
人机交互与控制系统
工业电脑 + 操作软件：提供可视化界面，可设置焊接参数(激光功率、送丝速度、焊接时间)、导入焊点坐标文件(如 CAD 导出的 G 代码)、显示实时焊接状态;
紧急停止按钮、安全光栅：确保操作安全(如光栅检测到人体靠近时，系统自动暂停激光输出)。
总结：系统模块协同逻辑
激光锡焊的核心流程是：视觉定位→运动平台对齐焊点→激光开启 + 焊料供给→光学聚焦融化锡料→温度 / 效果监测→焊接完成→焊后检测，各模块通过控制系统联动，最终实现 “高精度、高稳定、可追溯” 的锡焊作业。不同应用场景(如消费电子、汽车电子)的系统，会在激光器功率、运动平台精度、焊料供给方式上进行定制化调整。
