[发明专利]一种实现激光微焊接的方法

说明书

本发明属于激光焊接技术领域，公开一种实现激光微焊接的方法，该方法包括：设置CW数字调制模式，包括设置调制信号的调制频率、出光频率及占空比；根据该调制信号对激光加工设备的激光器出光信号进行数字调制；激光器在其出光信号有效期间输出多个短脉冲方波。本发明通过对现有ms级激光器或者连续激光器的出光信号进行调制，使激光以较小平稳的方波多脉冲形式出光，以较小的功率实现单点多脉冲焊接，从而满足0.1mm以下薄板材料、高反材料的焊接要求，实现ms级激光器在微米、纳米量级精密微焊接领域的应用。

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种实现激光微焊接的方法。

背景技术

目前微激光加工技术已经应用到了生产和生活的许多方面,尤其是微型IT产品、电子元器结构件的精密焊接需要先进的设备、精细的工艺以及精确的控制方式来实现。

对上述微型结构件焊接时，通常需要对0.1mm以下的薄板材料、高反材料(如铜合金、铝合金类)进行焊接，要达到理想的焊接效果需要满足以下特点：焊接熔池小、高温及极短的工艺时间；焊接熔池的温度极高，常常超过合金的沸点；在加热过程中，随着脉冲的持续，蒸发率也随之快速上升；在脉冲终止时，由于焊接熔池的快速冷却，蒸发率几乎即刻降至极低值。显然，较小的激光功率更适用于微焊接领域，它能够在热敏材料附近进行熔焊连接，能够实现微小结构件的连接，且无需任何物理接触。

而焊接领域常用的ms级激光器或者连续激光器，由于其脉冲频率低、峰值能量高，很难符合微米、纳米量级精密焊接的特点，在对薄板进行焊接时，极易造成薄板击穿，并且难以做到0.1mm以下的焊点，因此其多用于0.2mm以上的中厚板焊接，而对0.1mm以下的薄板材料、高反材料焊接，却望而却步。

因此，有必要对现有的激光焊接设备进行改进，以使其适用于微焊接领域的应用，特别是针对薄板、高反材料焊接获得良好的效果。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种实现激光微焊接的方法，使得现有ms级激光器能够满足0.1mm以下薄板材料、高反材料焊接的需求。

为达到上述目的，本发明实现激光微焊接的方法包括：

设置CW数字调制模式，包括设置调制信号的调制频率、出光频率及占空比；

根据该调制信号对激光加工设备的激光器出光信号进行数字调制；

激光器在其出光信号有效期间输出多个短脉冲方波。

进一步地，所述激光器为YAG激光器。

进一步地，所述激光器为QCW光纤激光器。

进一步地，所述激光器为连续光纤激光器。

进一步地，所述设置CW数字调制模式的步骤，是通过对激光加工设备上位机控制软件的修改实现的。

进一步地，所述方波波长为μs～ns可调。

进一步地，所述调制频率为10～50KHz。

进一步地，所述占空比为10％～50％。

进一步地，激光器单个出光周期输出的脉冲方波数＜20。

本发明通过对现有ms级激光器或者连续激光器的出光信号进行调制，使激光以较小平稳的方波多脉冲形式出光，以较小的功率实现单点多脉冲焊接，从而满足0.1mm以下薄板材料、高反材料的焊接要求，实现ms级激光器在微米、纳米量级精密微焊接领域的应用。

附图说明

图1是本发明多脉冲形成焊点示意图；

图2是本发明连续出光模式下数字调制时序图；