激光精密焊接中，不同材料如何焊出最佳效果

高端电子产品的生产过程中，激光加工在产品的体积优化以及品质提升方面起到了重大的作用，使产品更轻巧纤薄，稳固性更好。

目前，激光精密焊接主要应用于电子产品的壳体、屏蔽罩、USB接头、导电贴片等，具有热变形小、作用区域和位置精确可控、焊接品质高、能实现异种材料焊接、易于实现自动化等优势。但焊接不同材料时，需要采用的不同的焊接方式。

创鑫激光焊接工程师根据多次的实验结果，总结出了在消费电子的生产制造过程中，高反材料、金属薄板、异种材料等不同材料应使用何种方式进行激光精密点焊，方能得出最好的焊接效果。

1、高反材料的激光精密点焊方式

焊接铝、铜等高反材料时，不同的焊接波形对焊接质量影响很大。利用带有前置尖峰的激光波形，可突破高反射率屏障，瞬间的高峰值功率可以迅速改变金属表面状态，使其温度上升至熔点，从而降低金属表面的反射率，提高能量的利用率。另外，由于铜铝等材料导热速度快，故利用缓降波形，可以优化焊点外观。

另一方面，金、银、铜、钢等材料对激光吸收率随波长增大而减小，对于铜而言，当激光波长为532nm时，铜的吸收率接近40％。此外，通过分别采用红外激光器和绿光激光器对紫铜进行脉冲点焊，可以发现红外激光器焊后焊点大小不一致（图1），而绿光激光器焊点大小更均匀，深度一致，表面光滑（图2）。因此采用绿光激光器焊接效果更稳定，所需峰值功率会比红外激光器低一半以上。

▲尖峰波形

▲1064nm波长的焊接效果（图1）

▲532nm波长的焊接效果（图2）

2、金属薄板材料的激光精密点焊方式

传统脉冲激光器在焊接金属薄板材料时，材料易被击穿且焊点较大；而高反材料因其自身的不稳定性以及在固态时对激光的吸收率低，焊接时常出现爆点、虚焊等现象。为了解决薄板及高反金属焊接难点，通过对光纤激光器QCW／CW模式分别进行模拟量和数字调制，触发一次可以实现N个脉冲输出，以较小的功率实现单点多脉冲焊接。

▲调制方式

▲高频脉冲点焊表面成型

▲焊缝截面

3、异种材料的激光精密点焊方式

激光焊接薄板异种材料时，极易出现虚焊、裂纹、连接强度低等问题，这是由于两者的物理性能差异大，互溶度低，且极易生成脆性化合物，这些化合物使焊接头的力学性能大大降低。选用高光束质量的纳秒级激光通过高速扫描方式，精准的控制热输入抑制金属间化合物的形成，实现异种金属薄板搭接，改善焊缝成形及力学性能。

创鑫激光的准连续光纤激光器、MOPA 脉宽可调脉冲光纤激光器因具有高光束质量、高峰值功率、可调可控制等优点，成为激光精密点焊的理想光源。

4、所用激光器

▲150W／1500W准连续光纤激光器

该产品具有多样兼容性与控制模式，可切换脉冲及连续模式，并同时处理以往两个不同激光器的加工任务，脉宽波形灵活可调，风冷散热，电光转换率30％ 以上，是长脉宽，高峰值功率应用的又一选择。

▲120W MOPA 脉宽可调脉冲光纤激光器

脉宽可调脉冲光纤激光器采用MOPA 构造两级放大，脉宽和频率独立可调，使得更多激光应用成为可能。脉宽在60～350ns 灵活可调，峰值功率高达10kW，重复频率高达1000kHz，配备自主研发在线隔离器，是激光精细加工的理想激光源。