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激光锡焊中焊点表面粗糙该怎么解决?

激光锡焊过程中,有时候会产生焊点表面粗糙的问题。松盛光电来给大家分享激光锡焊焊点表面粗糙的原因以及相应的解决方案。虽然激光焊接的发展已经非常成熟,但是影响焊接的因素比较多,来了解一下吧。

一、产生焊点表面粗糙的原因

(一)焊料因素

焊料质量问题

杂质含量高:焊料中如果含有较多杂质,在熔化后会影响其凝固过程,导致焊点表面粗糙。例如,当焊料中有金属氧化物、灰尘颗粒等杂质时,这些杂质会干扰焊料正常的结晶过程。就像在制作纯净的冰块时,如果水中混入了沙子,冰块凝固后表面就会不平整。在激光锡焊中,杂质可能改变焊料的表面张力和流动性,使焊料凝固时不能形成光滑的表面。

成分不合适:焊料的成分比例对其性能有重要影响。例如,锡铅焊料中锡和铅的比例不当,或者使用了不符合焊接要求的合金成分,可能会导致焊料的熔点异常、流动性变差。在熔化和凝固过程中,这种异常表现为焊点表面不光滑,出现颗粒状或凹凸不平的情况。

焊料氧化问题:在激光锡焊过程中,如果没有良好的保护措施,焊料容易氧化。氧化后的焊料其物理和化学性质会发生改变。例如,氧化锡的形成会使焊料表面的张力增大,流动性降低。当焊料凝固时,氧化层会影响其结晶的均匀性,导致焊点表面粗糙。

(二)焊接环境因素

灰尘和污染物:焊接环境中的灰尘、油污等污染物可能会混入焊料。例如,在工业生产车间,如果周围环境没有得到很好的清洁,灰尘颗粒可能会在焊料熔化时进入其中。当焊料凝固后,这些灰尘就会留在焊点表面,使焊点变得粗糙。另外,操作人员手上的油污如果不小心接触到焊件或焊料,也会对焊点表面质量产生影响。

保护气体问题:如果使用的保护气体(如氩气)纯度不够或者流量不合适,无法有效防止焊料氧化。例如,保护气体流量过小,不能在焊接区域形成良好的保护氛围,焊料就容易氧化;而流量过大可能会导致焊接区域的气流不稳定,使焊料受到干扰,影响其凝固后的表面质量。

(三)焊接参数因素

激光功率和焊接时间不合理

激光功率过高:当激光功率过高时,焊料会迅速熔化并可能产生剧烈的汽化现象。这种剧烈的状态变化可能会使焊料内部的成分分布不均匀,在凝固时导致表面粗糙。例如,过高的激光功率可能会使焊料中的一些低沸点成分快速汽化,当这些蒸汽在焊料表面凝结时,就会影响焊点表面的平整度。

焊接时间过长:焊接时间过长会使焊料长时间处于熔化状态,增加了焊料与周围环境相互作用的时间。例如,焊料可能会更多地吸收空气中的氧气而氧化,或者因为长时间的热作用使焊料中的某些成分发生分解或化学反应,这些都会导致焊点表面粗糙。

二、改善焊点表面粗糙的措施

 (一)优化焊料质量

选用优质焊料:选择纯度高、杂质少的焊料。例如,对于对焊点外观要求较高的精密电子设备焊接,使用高品质的无铅焊料,其经过严格的生产工艺控制,杂质含量低,能够有效减少因杂质导致的焊点表面粗糙问题。

防止焊料氧化:在焊接过程中,可以添加抗氧化剂或者使用具有抗氧化功能的助焊剂。例如,一些含有有机成分的助焊剂能够在焊料表面形成一层保护膜,阻止氧气与焊料接触,减少氧化的发生。同时,要确保焊接环境中的氧气含量尽量低,例如采用真空焊接或者在惰性气体保护下焊接。

(二)改善焊接环境

清洁焊接环境:保持焊接区域的清洁,定期打扫焊接车间,减少灰尘等污染物。例如,可以使用空气过滤器来净化车间空气,防止灰尘进入焊接区域。操作人员在焊接前要确保双手清洁,避免油污等污染物接触焊件和焊料。

优化保护气体使用:选择高纯度的保护气体,并合理调整其流量。通过实验来确定最佳的保护气体流量,既能有效防止焊料氧化,又能避免因气流过大对焊料造成干扰。例如,在焊接小型电子元件时,先从较低的流量开始测试,逐渐增加流量,观察焊点表面质量,找到合适的流量范围。

(三)合理调整焊接参数

调整激光功率和焊接时间:根据焊件的材料、大小和焊料的类型等因素,合理调整激光功率和焊接时间。例如,对于较薄的焊件和熔点较低的焊料,降低激光功率并缩短焊接时间,避免焊料因过度熔化而出现表面粗糙的情况。在实际操作中,可以通过试焊来确定最佳的参数组合,观察焊点表面质量并进行调整。


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