原來這些功能才是激光焊錫機快速發展的原因

隨著各類消費電子產品及工業品市場的快速發展，比如手機、攝像頭、半導體等向著小型化精細化發展，激光焊接的方法也在不斷地快速發展，所呈現出超高精密的工藝越來越多。激光焊接原理——激光是輻射的受激發射光放大的簡稱，由于其獨有的高亮度、高方向性、高單色性、高相干性，自誕生以來，其在工業加工中的應用十分大量，已成為現在乃至未來制造系統共同的重要加工手段之一。

激光焊錫機是一種新型的激光焊接設備，它的出現彌補了電子產業在傳統焊錫機加工生產的缺點，隨著需求越來越廣，激光焊錫機也向更多的領域應用衍生。而一臺激光焊錫機的價格相比傳統焊錫機的投入要多許多，那為什么激光焊錫機發展還那么快速？單是因為彌補了傳統焊錫機的不足嗎？如今就和紫宸激光一起了解一下吧！ 

激光焊錫機從**代發展到如今的多樣化、智能化的自動加工設備，離不開每一代激光焊接從業者的深入研發和創造。如今典型的激光焊錫機由激光源、激光工作頭、冷卻系統、PLC、送錫系統、激光焊接質量檢測單元等組成，而深圳紫宸作為國內激光焊錫領域的先行者之一，在激光焊錫機的基礎上增加了新型的CCD視覺定位、溫度控制系統及光斑調節整形等功能。

CCD視覺定位：

CCD視覺定位功能的原理是利用光源照射產品，使得產品的mark點輪廓明顯，與周圍灰度、亮度等差異很大。通過CCD視覺軟件抓取圖片，并利用圖像處理算法，將產品mark點抓取出來。并按照標定的像素與坐標的轉換關系，將mark點在圖像中的位置計算出來。再將視覺系統得到的坐標發送給平臺控制軟件，通過CCD視覺坐標系與平臺坐標系的換算關系(運動平臺與CCD視覺坐標系的換算關系也是在標定過程中得到，并且換算關系是固定的，只與平臺與相機的相對位置有關系)得到產品的實際坐標，并運動焊接。

溫控系統：

目前激光焊錫機很多都采用溫控系統，通過軟件可以設置溫度，自動感應溫度，有效避免了無法控制溫度能帶來的焊接失敗問題。其原理為：通過紅外檢測方式,實時檢測激光對加工件的紅外熱輻射，形成激光焊接溫度和檢測溫度的閉環控制，控制板PID調節功能，可以有效控制激光焊接溫度在設定范圍波動。由上位機將設定的溫度指令傳給單片機。單片機控制半導體激光器打開激光;通過光學耦合系統將半導體激光器輸出的激光照射到指定焊接區域，同時對激光掃射區域進行測溫。在恒溫焊接模式下，測溫數據形成對單片機的反饋，構成閉環控制。使焊接區域溫度在設定范圍，從而達到控溫焊接的過程。

此類模塊可在焊接軟件中預設多個溫度范圍。焊接過程中，激光閉環溫度控制系統實時測量焊點溫度。當焊點溫度達到上限溫度時，自動調節激光功率以降低焊點溫度。過高會導致熱損壞。對產品進行多段溫度設定后，帶溫度控制的激光焊錫系統的溫度曲線變化過程如下圖所示：

光斑調節整形功能

傳統類高斯分布光斑在薄板激光精密微焊接時往往呈現“V”形熔池,容易出現焊點易擊穿、焊接強度低，火花飛濺等缺陷。紫宸將類高斯分布光斑整形為環形光斑，進行薄板激光精密微焊接的實踐，主要焊接工作如下：

（1）基于渦旋光原理，設計環形光斑激光焊接光學系統，并通過MATLAB和COMSOL建立合適的光場和溫度場模型。通過不同的拓撲荷數和激光作用時間的優化組合，可以獲得理想的焊接形貌。

（2）在控制焊點表面直徑和熔深一定的條件下，通過調節激光功率、脈寬、離焦量、拓撲荷數等參數進行了0.2mm SUS301激光疊焊實驗。在同等脈寬和熔深條件下，隨著拓撲荷數增大，焊點半高寬比不斷提升，熔池由“V”形向“U”形逐漸轉變，拉力水平明顯提高，熱影響區減小，飛濺現象減弱。

（3）針對印刷電路板多個不同規格引腳的焊接需求，基于光場調控的計算全息法，設計了一種任意位置、環半徑、能量分布的渦旋陣列生成方法。采用MATLAB對陣列的光強分布進行了仿真，并使用空間光調制器進行實驗驗證。該方法可以明顯提高焊接效率和焊接質量，應對更靈活的加工需求。