新型激光焊接工藝有效提升焊縫質(zhì)量、穩(wěn)定性并降低制造成本
2017年3月8日，中國蘇州——涵蓋“電子產(chǎn)品“、“太陽能”、“儲能”三大策略領(lǐng)域及多項技術(shù)組合的全球高科技設(shè)備領(lǐng)導(dǎo)制造商Manz亞智科技，將于“2017慕尼黑上海光博會”發(fā)布其高端激光技術(shù)解決方案，助力國內(nèi)領(lǐng)導(dǎo)制造業(yè)打造更加輕量化、高質(zhì)量與更耐久的終端消費(fèi)性電子產(chǎn)品、鋰電池、電子裝置以及元器件。Manz的高端激光焊接技術(shù)解決方案，全面整合了激光源與自動化、量測與檢測、光學(xué)與加工工具，并囊括了五大技術(shù)板塊，包括：高速熱處理、焊接、鉆孔、切割以及刻蝕技術(shù)工藝，可廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類電子產(chǎn)品、鋰電池及太陽能光伏等生產(chǎn)領(lǐng)域。
據(jù)近期發(fā)布的一項市場調(diào)研報告顯示，中國電子消費(fèi)市場的年均復(fù)合增長率（GAGR）有望于2019年達(dá)到10%。為解決制造商們在傳統(tǒng)焊接工藝中遇到的焊縫脆、易變形、生產(chǎn)效率低等難題，Manz推出的新型激光焊接技術(shù)，不僅能提高焊縫品質(zhì)與工藝穩(wěn)定性，降低生產(chǎn)成本，更能夠有效實現(xiàn)多種材料的“無縫”焊接，成為傳統(tǒng)焊接工藝的補(bǔ)充及擴(kuò)展。
即便采用了激光工藝，通常焊接材質(zhì)中的金屬種類越多，形成的焊縫就越脆，因此無法脫離昂貴的激光焊接系統(tǒng)，必須采用高功率且通過高速運(yùn)行才能達(dá)到理想的效果。然而，已經(jīng)進(jìn)入成熟期的Manz新型焊接工藝，則幾乎完全避免了混合熔體，通過高頻局部調(diào)制或“搖擺”光束，以單獨(dú)光斑形成微米計的深度和寬度的焊縫，在重疊配置中完成激光焊接。該工藝不僅能靈活應(yīng)用于雙金屬連接的焊接，還能靈活應(yīng)用于高反光性的銅材料焊接，其形成的焊縫，具有極強(qiáng)的耐久性和穩(wěn)定性，且無脆性金屬間相，可有效降低焊接失效的比例。此外，每毫米焊縫長度的連接橫截面為十分之幾到一平方毫米，適用于超薄金屬的焊接。
圖1: 采用Manz工藝形成的焊縫，具有極強(qiáng)的耐久性和穩(wěn)定性，且無脆性金屬間相，
從而減少焊接失效的比例。
憑借先進(jìn)的技術(shù)和多年的經(jīng)驗，Manz開發(fā)的新型激光焊接工藝能夠以更低能耗實現(xiàn)更優(yōu)異的焊接質(zhì)量。其具體的效益包括：
·降低成本：Manz新開發(fā)的高調(diào)頻搭接焊法的激光源，功率輸出僅為傳統(tǒng)的20％。不僅適用于雙金屬的焊接，更適用于蓄電池組電池本身內(nèi)部的關(guān)鍵接口。新工藝的處理速度在60－100mm/s之間，成本效益很高。同時，設(shè)備投資低，制造商能夠以更低的成本實現(xiàn)更大的載流橫截面。
·提升質(zhì)量：Manz新型焊接工藝可在確保焊接滲透深度精確到微米的同時，減少材料混合的狀況。此外，為了滿足工藝控制中的動力學(xué)要求而開發(fā)出的新型兩軸掃描振鏡系統(tǒng)，可輕松實現(xiàn)在高達(dá)4kHz下以搖擺頻率連續(xù)運(yùn)行，使得工藝更加穩(wěn)定、精確和靈活。
·提高設(shè)計彈性：Manz新型焊接工藝能有效解決焊縫孔隙，以及點焊任何縱橫比和方形焊縫等技術(shù)難題。這種“靈敏”的焊接工藝不僅能很快協(xié)助制造商回收購置成本，也使得產(chǎn)品的設(shè)計更為多樣、靈活。
·加強(qiáng)焊接強(qiáng)度及耐久性：一般將鋁和銅混合在一起后，會導(dǎo)致出現(xiàn)脆性金屬間相，這將對于機(jī)械強(qiáng)度和耐熱沖擊性產(chǎn)生不良影響。為徹底理解這兩種特性如何影響鋁銅和銅鋁焊縫，Manz開發(fā)組采用光學(xué)顯微鏡和能量彌散X射線譜（EDX）拍攝了焊縫的顯微照片進(jìn)行了評估。實驗證明，采用Manz新型焊接工藝的焊縫，具有耐熱沖擊性，這使得終端商品在使用上具備更好的耐久性。
Manz的儲能和電子裝置及元器件用戶采用了其新型激光焊接工藝后，產(chǎn)品的質(zhì)量和使用效率都得到了顯著的提升，尤其是用于鋰電池的焊接。Manz集團(tuán)電子裝置及元器件事業(yè)部副總裁Marijan Brcina表示：“Manz完全有能力利用焊接技術(shù)應(yīng)用于具備強(qiáng)大增長潛力的儲能和電子裝置及元器件市場，為制造商提供具備競爭性的激光技術(shù)及生產(chǎn)成本。此外，我們也正在探討幾個其他具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ捻椖浚鋺?yīng)用范圍將不僅局限于電池及手機(jī)裝置，也將適用于如電容等的電子零部件。” 憑借創(chuàng)新的技術(shù)理念及長期的豐富經(jīng)驗，Manz新型激光焊接技術(shù)使得終端產(chǎn)品設(shè)計更為多樣化，同時打造更輕量化及使用耐久性的終端裝置。