激光焊錫常見問題有哪些？應(yīng)該怎么解決

激光錫焊在不斷地發(fā)展，一是技術(shù)進(jìn)步，精度更高，光斑尺寸更小，滿足微小元件焊接;溫度控制更精準(zhǔn)，保障焊點(diǎn)質(zhì)量;焊接速度加快，提升生產(chǎn)效率。二是設(shè)備性能提升，自動化與智能化增強(qiáng)，可自動調(diào)整參數(shù)、自我診斷和遠(yuǎn)程監(jiān)控，且系統(tǒng)穩(wěn)定性提高，減少故障與維護(hù)成本。三是應(yīng)用拓展，在電子行業(yè)廣泛深入，也用于汽車、航空航天、醫(yī)療等領(lǐng)域。四是環(huán)保節(jié)能，減少助焊劑使用和污染，能源利用高效。五是與新材料新工藝融合，拓展發(fā)展空間。但是，激光錫焊也會存在一些問題，松盛光電來給大家介紹一下激光錫焊在生產(chǎn)過程中可能遇到的問題并相應(yīng)的解決方案。

虛焊問題

問題表現(xiàn)及影響：虛焊是指焊錫與焊件表面沒有形成良好的金屬間化合物，只是簡單地依附在表面。從外觀上看，焊點(diǎn)表面粗糙、不光滑，可能存在縫隙。這種焊點(diǎn)的機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性都很差，在產(chǎn)品使用過程中，虛焊部位容易出現(xiàn)斷路，導(dǎo)致電子產(chǎn)品功能失效、汽車電子系統(tǒng)故障或醫(yī)療器械信號傳輸中斷等嚴(yán)重后果。

產(chǎn)生原因：

焊接溫度不足是常見原因之一。如果激光功率過低或者焊接時間過短，焊錫無法充分熔化并浸潤焊件表面，就容易產(chǎn)生虛焊。例如，在焊接電子元器件引腳時，若激光功率設(shè)置比實(shí)際需求低 10% - 20%，就可能出現(xiàn)虛焊情況。

焊件表面清潔度不夠也會導(dǎo)致虛焊。如果焊件表面存在油污、氧化層等雜質(zhì)，焊錫難以與焊件形成良好的冶金結(jié)合。比如在潮濕環(huán)境下儲存的金屬焊件，其表面很容易形成氧化膜，阻礙焊錫的附著。

焊錫材料質(zhì)量不佳，如焊錫絲內(nèi)部助焊劑分布不均勻或者含量不足，也會影響焊錫的流動性和浸潤性，從而引發(fā)虛焊。

解決方法：

調(diào)整激光焊接參數(shù)。適當(dāng)增加激光功率或延長焊接時間，但要注意避免溫度過高損壞焊件。例如，在出現(xiàn)虛焊后，可以每次以 5% - 10% 的幅度增加激光功率，同時觀察焊點(diǎn)狀態(tài)，直到虛焊問題解決。

對焊件表面進(jìn)行預(yù)處理。在焊接前，使用合適的清潔劑(如酒精、專用金屬清潔劑等)清潔焊件表面，去除油污和氧化層。對于有氧化層的金屬，可以采用機(jī)械打磨或化學(xué)酸洗等方法進(jìn)行處理。

檢查焊錫材料質(zhì)量，確保使用合格的焊錫絲，并且助焊劑含量和分布符合要求。如果助焊劑不足，可以考慮更換焊錫絲或者在焊接過程中適當(dāng)添加助焊劑。

焊錫飛濺問題

問題表現(xiàn)及影響：焊錫飛濺是指在激光焊錫過程中，焊錫以小顆粒狀向四周飛濺。這不僅會浪費(fèi)焊錫材料，還可能導(dǎo)致周圍的電子元器件短路、被污染，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。例如，在印刷電路板(PCB)焊接中，飛濺的焊錫顆?？赡軙湓谙噜彽暮更c(diǎn)或元件引腳上，造成電氣短路。

產(chǎn)生原因：

焊接溫度過高是主要原因之一。當(dāng)激光功率過大或者焊接時間過長時，焊錫會過度熔化，液態(tài)焊錫在表面張力和激光沖擊等因素的作用下產(chǎn)生飛濺。比如，激光功率超出合適范圍 20% - 30% 時，飛濺現(xiàn)象就會明顯增加。

焊錫量過多也會導(dǎo)致飛濺。如果在焊接時供給的焊錫超過了焊點(diǎn)能夠容納的量，多余的焊錫在熔化后容易飛濺出來。

焊件表面不平整或者存在較大的縫隙，在激光加熱過程中，焊錫流動不均勻，也可能引發(fā)飛濺。

解決方法：

優(yōu)化激光焊接參數(shù)。降低激光功率或者縮短焊接時間，以減少焊錫的過度熔化。每次調(diào)整幅度可以為 10% - 15%，并通過試驗(yàn)確定最佳參數(shù)。

控制焊錫供給量。根據(jù)焊點(diǎn)的大小和形狀，精確計(jì)算所需的焊錫量，避免焊錫過多?？梢允褂米詣铀徒z裝置，通過調(diào)節(jié)送絲速度來精準(zhǔn)控制焊錫量。

對焊件表面進(jìn)行預(yù)處理，保證其平整度。對于有縫隙的焊件，可以先采用填充材料進(jìn)行填充，或者調(diào)整焊件的裝配方式，使焊錫能夠均勻流動，減少飛濺的可能性。

焊點(diǎn)外觀不良問題

問題表現(xiàn)及影響：焊點(diǎn)外觀不良包括焊點(diǎn)表面不光滑、有氣孔、形狀不規(guī)則等情況。外觀不良的焊點(diǎn)可能會影響產(chǎn)品的美觀度，更重要的是，這些焊點(diǎn)的質(zhì)量和可靠性也可能存在問題。例如，有氣孔的焊點(diǎn)可能會降低機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性，形狀不規(guī)則的焊點(diǎn)可能在承受外力時容易斷裂。

產(chǎn)生原因：

焊接過程中的氣體夾雜是產(chǎn)生氣孔的主要原因。這可能是由于焊件表面的水分、油污在高溫下汽化，或者焊錫中的助焊劑分解產(chǎn)生氣體，而這些氣體沒有及時排出，就會殘留在焊點(diǎn)中形成氣孔。

焊錫流動不均勻會導(dǎo)致焊點(diǎn)形狀不規(guī)則。這可能是因?yàn)榧す饧訜岵痪鶆?、焊件表面張力不均勻或者焊錫供給方向不合理等因素引起的。

冷卻速度不合適也會影響焊點(diǎn)外觀。如果冷卻速度過快，焊錫凝固過程中可能會產(chǎn)生收縮裂紋，使焊點(diǎn)表面不光滑;而冷卻速度過慢，可能會導(dǎo)致焊錫過度流淌，改變焊點(diǎn)的預(yù)期形狀。

解決方法：

確保焊件表面清潔、干燥，避免水分和油污的殘留。同時，選擇質(zhì)量好、助焊劑分解產(chǎn)生氣體少的焊錫材料。在焊接過程中，可以適當(dāng)調(diào)整激光功率和焊接時間的配合，使焊錫能夠在充分熔化的同時，有足夠的時間讓氣體排出。

優(yōu)化激光加熱的均勻性?？梢酝ㄟ^調(diào)整激光光斑的大小、形狀和能量分布來實(shí)現(xiàn)。例如，使用光束整形技術(shù)，使激光能量更加均勻地分布在焊點(diǎn)區(qū)域。同時，合理安排焊錫供給方向，使焊錫能夠在焊件表面均勻流動，形成規(guī)則的焊點(diǎn)。

控制冷卻速度。對于容易產(chǎn)生收縮裂紋的焊件，可以采用緩冷措施，如在焊接完成后，通過熱風(fēng)吹拂或者將焊件放置在保溫環(huán)境中，使焊點(diǎn)緩慢冷卻。但要注意避免冷卻速度過慢導(dǎo)致的其他問題。

焊接強(qiáng)度不足問題

問題表現(xiàn)及影響：焊接強(qiáng)度不足表現(xiàn)為焊點(diǎn)在受到較小的外力作用時就出現(xiàn)脫落、斷裂等情況。在電子產(chǎn)品中，這可能會導(dǎo)致元器件松動，影響設(shè)備的正常運(yùn)行;在汽車和醫(yī)療器械等對可靠性要求較高的產(chǎn)品中，焊接強(qiáng)度不足更是嚴(yán)重的安全隱患。

產(chǎn)生原因：

焊錫與焊件之間沒有形成良好的冶金結(jié)合是主要原因。這可能是由于焊接溫度不合適、焊件表面處理不當(dāng)或者焊錫材料與焊件材料不兼容等因素導(dǎo)致的。例如，在異種金屬焊接時，如果沒有選擇合適的焊錫合金，就很難形成高強(qiáng)度的焊點(diǎn)。

焊點(diǎn)的形狀和尺寸不符合要求也會影響焊接強(qiáng)度。如果焊點(diǎn)過小、過薄或者形狀不合理，其承載能力就會降低。

焊接后的殘余應(yīng)力也會削弱焊接強(qiáng)度。例如，在快速冷卻過程中，焊點(diǎn)與焊件之間由于熱膨脹系數(shù)不同，可能會產(chǎn)生較大的應(yīng)力，導(dǎo)致焊點(diǎn)內(nèi)部出現(xiàn)微裂紋，降低強(qiáng)度。

解決方法：

確保焊接溫度合適，使焊錫與焊件能夠充分發(fā)生冶金反應(yīng)。對于不同的焊件材料組合，要選擇合適的焊錫合金，通過試驗(yàn)確定最佳的焊接參數(shù)。同時，加強(qiáng)焊件表面處理，提高焊錫與焊件的結(jié)合能力。

優(yōu)化焊點(diǎn)設(shè)計(jì)，根據(jù)焊件的受力情況和使用要求，確定合理的焊點(diǎn)形狀和尺寸。在焊接過程中，要保證焊錫能夠充分填充焊點(diǎn)區(qū)域，例如通過控制焊錫供給量和激光加熱范圍來實(shí)現(xiàn)。

采取措施減少焊接殘余應(yīng)力?？梢圆捎妙A(yù)熱焊件、控制冷卻速度等方法。例如，在焊接前將焊件預(yù)熱到一定溫度，使焊接過程中的溫度梯度減小，從而降低殘余應(yīng)力。在冷卻過程中，采用緩慢冷卻或者分階段冷卻的方式，也有助于減少應(yīng)力對焊接強(qiáng)度的影響。

還有可能其他問題：

?焊縫堆積?：焊縫填充過量，導(dǎo)致焊縫過高，原因可能是送絲速度過快或焊接速度過慢。

?焊偏?：焊縫金屬未在接頭結(jié)構(gòu)中心凝固，原因可能是焊接定位不準(zhǔn)確或填充焊時光束與焊絲對位不精準(zhǔn)。

?焊縫凹陷?：焊縫金屬表面出現(xiàn)凹陷，原因可能是焊接光斑位置偏離中心點(diǎn)，導(dǎo)致部分母材熔化。

?焊縫中斷或粗細(xì)不均?：焊接過程中出現(xiàn)焊縫中斷或粗細(xì)變化，原因可能是送絲不穩(wěn)定或光束輸出不連續(xù)。

?氣孔?：焊縫表面出現(xiàn)氣孔，原因可能是焊縫表面清潔不徹底或鍍鋅層揮發(fā)。

?焊瘤?：焊縫軌跡變化大時，轉(zhuǎn)角處易出現(xiàn)焊瘤或成型不均，原因可能是焊縫軌跡變化大，示教不均勻。

?焊錫不流動?：原因是焊前處理不當(dāng)，如元件引腳有油污或生銹，或者焊接時溫度不夠。

雖然激光錫焊可能會有這樣或者那樣的問題，但是大部分問題可以通過調(diào)整技術(shù)參數(shù)來解決。松盛光電提供激光錫焊系統(tǒng)解決方案，幫助更多的合作伙伴，創(chuàng)造更大的價值。