采用激光焊接精密仪表部件

jenly1

目前使用较多的挠性陀螺制造过程中，有许多部位都须用激光焊接。例如挠性接头是挠性陀螺的最关键部件，内、外两层接头形状复杂，容易损坏，不能受到冲击，稍有磕碰便不能使用，总之要轻拿轻放。内、外两层接头要求转过45°、焊成一体才能使用。有的单位以前采用特殊高强度胶来粘结，强度常常不能保证，因零件很小，涂胶也极难掌握，粘结应力也大，致使产品质量不稳定。当采用脉冲激光焊接时，上述问题得到解决，产品质量得以保证。

  激光焊接挠性接头也许掌握有关工艺技术，如果参数不当也会造成零件损坏。由于零件很小，能够承受的热量不大，加到零件上的激光能量过大时，会使零件整体升温，引起机械连接处产生塑性变形，使之失去弹性，造成零件损坏。

一般用瞬时功率在10的5次方到10的7次方W每CM³，激光平均功率在50~80W之间，重复频率10~35Hz，脉冲宽度在3~7ms之间，焊接速度在5mm每秒，焊缝质量较好，焊接时不需添加任何焊剂和焊料，焊接完成后零件变形很小，热影响区也小，一般熔深在0.3~0.5mm左右，焊缝的金相组织为马氏体，测试硬度、抗拉强度均达到标准要求。

  航空仪表外壳大多采用不锈钢类材料，各种牌号的不锈钢材料激光焊接参数稍有不同，但总的来讲与铜、铝合金材料相比，由于不锈钢热导率低，激光焊接效果还是很好的。需要特别指出的是，激光参数的选择要考虑航空仪表的特殊要求，与焊接电池外壳情况不同，其仪表内容已装有机械零部件和复杂的电子线路，用激光密封焊接不锈钢外壳的过程中，焊缝处金属熔化，凝结达到密封效果，因而电子线路不能因升温而变性，机械零部件也不能因焊接引起的温升使力学性能，如刚度弹性等性能发生改变，所以同样达到密封焊接的效果，要选择平均功率较低的参数组合，在达到温度指标的前提下，激光焊缝的熔深不能过大，熔深过大引起仪表内部温升过度，极有可能使内部机电零部件变性而损坏。

  为了使激光焊接效果好，当密封工序选择了激光焊接工艺时，焊缝处的结构形状最好要有适当的修改，以适应激光焊接的需要，首先焊缝处两个部件的对接出间隙要小，如果是圆柱形零件配合部分要选稍紧的滑动配合，否则焊后难密封。

为了达到激光焊接后密封良好的效果，除上述因素外，还应注意考虑以下因素。焊缝处零件表面清洁，不能存在油污、棉絮等有机物，甚至焊缝处材料的杂质也会造成局部漏气，激光焊接性能稳定可靠，激光参数能够大范围的调节，聚焦透镜焦距的选择和离焦量的选择都有关系，保护气体的种类和吹气压力、流量也需注意，零件的加工精度，设计上的尺寸，公差的选择，零件焊接前的清洁方法都是与精密效果有关的因素，要在千人已有经验的基础上，摸索体会逐步掌握激光焊接工艺的精髓，才能够做到得心应手，甚至为进一步的自动焊接打下技术基础。

类似要求激光密封焊接的仪表零件有小型继电器、石英振子、心脏起搏器、助听器、各类传感器等。