עם חידוש ופיתוחם של מוצרי אלקטרוניקה צרכניים כגון טלפונים ניידים, מחשבי לוח ומחברות, הוחל מספר רב של תהליכים חדשים, חומרים חדשים ומבנים חדשים. לסגסוגות אלומיניום היתרונות של משקל קל, חוזק גבוה, עמידות בפני קורוזיה ויציבות טובה. הוא נמצא בשימוש נרחב בייצור חלקים מבניים של מוצרים אלקטרוניים צרכניים שונים.
כאן, השוואה נעשית בין לייזרים סיבים רציפים לבין לייזרים פועמים, אשר נמצאים בשימוש נרחב בחלקים מבניים של סגסוגת אלומיניום של מוצרי אלקטרוניקה.
1. ליקויי ריתוך
הפגמים העיקריים של ריתוך לייזר של סגסוגת אלומיניום הם נקבוביות וסדקים, אשר ניכרים במיוחד במהלך ריתוך לייזר דופק. מקובל להאמין כי הנקבוביות המיוצרות על ידי ריתוך בלייזר של סגסוגות אלומיניום נגרמות בעיקר על ידי אידוי נקבוביות מימן ואלמנטים מסגסוגת נמוכה-רותחים. לסגסוגת אלומיניום מקדם התפשטות לינארי גבוה ומתח ריתוך גבוה. זהו סגסוגת eutectic ונוטה לסדקים תרמיים. במיוחד בריתוך נקודת דופק לייזר, זמן הפעולה של דופק יחיד קצר, מהירות המחזור התרמי מהירה ונטיית הסדק גדולה. כאשר משתמשים בלייזר הסיבים לריתוך תפרים רציף של סגסוגת אלומיניום, זמן הקיום של הבריכה המותכת מתארך משמעותית, מה שמשפר את מתח הריתוך ואת ההשפעה של חומרי נקודת התכה נמוכים על סדקי ריתוך, ומקטין מאוד את הנטייה של סדקים ב תהליך הריתוך. יחד עם זאת, הארכת זמן הקיום של הבריכה המותכת תורמת גם להזרמת גז בבריכה המותכת ומפחיתה היווצרות נקבוביות ריתוך.
2. חוזק ויציבות
סדקי ריתוך יפחיתו משמעותית את חוזק המפרקים המרותכים, יש להם השפעה עצומה על יכולת השימוש והאמינות של המוצר, והם אחד מפגמי הריתוך המזיקים ביותר. שיטת ריתוך רציפה של לייזר סיבים לריתוך סגסוגת אלומיניום יכולה להימנע מסדקי ריתוך ולשפר ביעילות את חוזק הריתוך.
משווים את מתח הריתוך של לייזר סיבים וריתוך לייזר דופק. לאחר חישוב, כוח המשיכה הממוצע של לייזר הסיבים הוא פי 3.9 מזה של הלייזר הפועם, וסטיית התקן של נתוני כוח המשיכה היא רק 1/3 מזו של הלייזר הפועם. הניתוח המטלוגרפי של השילוב מראה כי רוחב מפרק הריתוך של לייזר הסיבים קטן בהרבה מזה של ריתוך הספוט הפועם, אך כוח המתיחה יכול להגיע כמעט פי 4 מזה של הלייזר הדופק. הסיבה לכך היא: (1) ריתוך לייזר הסיבים נמצא בכיוון האורך. יש עדיין הרחבה על האמור לעיל, ואזור ההדבקה האפקטיבי בפועל אינו קטן מזה של מפרק הלחמת הדופק; (2) ליקויי הריתוך כגון נקבוביות וסדקים במפרק הלחמת הדופק גורמים לעוצמת הריתוך שלו להיות נמוכה בהרבה מחוזקו של חומר הבסיס, ואילו חוזק חומר הריתוך בלייזר סיבים.
3. עיוות ריתוך
לסגסוגת אלומיניום מקדם התפשטות ליניארי גדול והוא נוטה לעיוות ריתוך. לייזר סיבים CW יש איכות קרן מעולה, נקודה קטנה יותר, אנרגיה מרוכזת יותר, מהירות מהירה יותר וכניסת חום קטנה יותר, כך שעיוות המוצר קטן יותר מאשר לייזר CW מסורתי. יחד עם זאת, חוזק מוצרי ריתוך לייזר בסיבי סגסוגת אלומיניום הוא הרבה יותר גבוה מאשר לייזר דופק.
4. מראה מוצר
למוצרי רכיבי IT יש דרישות גבוהות יותר למראה, וחומרי סגסוגת אלומיניום מושפעים מהפרדת אלמנטים, מחספוס פני השטח, שכבת תחמוצת וכו ', וכתוצאה מכך קצב ספיגת לייזר לא עקבי על פני המשטח. לתופעה זו יש השפעה רבה יותר על ריתוך דופק לייזר. בעת שימוש בריתוך ספוט לייזר פועם, בעיות כגון ריתוך, התזות, עשן ואבק נוטות להתרחש, המשפיעות על מראה המוצר ועל ביצועיו, ויש לנקותן פעמיים. כאשר לייזר הסיבים רותך ברציפות סגסוגת אלומיניום, תהליך הריתוך יציב יותר, לא קל לייצר התזות ועשן, ואין צורך לנקות אותו פעמיים. זה טוב יותר מאשר לייזר הדופק במראה ובתהליך.
לסיכום:
(1) השימוש בלייזר סיבים לריתוך תפרים רציף של רכיבי סגסוגת אלומיניום יכול להימנע מפגמים כמו סדקי ריתוך ונקבוביות המופיעים לעיתים קרובות בריתוך ספוט לייזר בדופק, ומשפר מאוד את חוזק הריתוך והיציבות.
(2) על ידי אופטימיזציה של פרמטרי הריתוך של לייזר הסיבים, ניתן להפחית את עיוות הריתוך ולשפר את יעילות הייצור.
(3) כאשר רכיבי סגסוגת אלומיניום ריתוך בלייזר סיבים רציפים, תפר הריתוך חלק ויפה, ולא קל לייצר התזות, עשן וכו '.
