本發(fā)明涉及激光焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多種材質(zhì)組成的焊接材料激光焊接裝置及焊接方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的激光焊接電子元器件時，為了保證焊接品質(zhì)，先通過對各種不同材料導(dǎo)熱性能、熱容比等特性，建立一個焊接溫度場的模擬模型，再根據(jù)模擬的模型數(shù)據(jù)控制激光設(shè)置進(jìn)行焊接作業(yè)。理論上通過材料特性建立的模擬溫度場模型進(jìn)行焊接，可以較好的實現(xiàn)對不同器件的自動焊接，避免出現(xiàn)激光照射時間過長導(dǎo)致燒焦、擊穿PCB板或損壞電子元器件如IC。但由于不同材質(zhì)在構(gòu)成的焊接件在焊接時，實際的導(dǎo)熱性能、熱容等特性與通過模擬建立的溫度場模型存在較大的誤差，按照材料特性建立的模擬溫度場模型控制激光器進(jìn)行焊接也比較容易出現(xiàn)PCB板燒焦、擊穿或損壞電子元器現(xiàn)象，或者是焊接溫度達(dá)不到要求，出現(xiàn)焊接存在瑕疵，焊接品質(zhì)達(dá)不到要求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種多種材質(zhì)組成的焊接材料激光焊接裝置及焊接方法，該多種材質(zhì)組成的焊接材料激光焊接裝置可以避免根據(jù)材料導(dǎo)熱性能、熱容比等特性建立的焊接溫度場的模擬模型存在地誤差，導(dǎo)致實際焊接時出現(xiàn)容易出現(xiàn)PCB板燒焦、擊穿、損壞電子元器或焊接品質(zhì)存在瑕疵等現(xiàn)象，提高激光焊接品質(zhì)的可靠性。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種多種材質(zhì)組成的焊接材料激光焊接裝置，該多種材質(zhì)組成的焊接材料激光焊接裝置包括激光器，還包括控制器，控制激光器對每個焊接點進(jìn)行預(yù)熱，根據(jù)預(yù)熱溫度建立的焊接器件焊接點溫度場模型控制激光器輸出與溫度場模型特征匹配的激光；

溫度采集器，實時采集每個焊接點的預(yù)熱溫度。

進(jìn)一步地說，所述溫度采集器包括溫度傳感器。

進(jìn)一步地說，所述溫度傳感器包括紅外溫度傳感器。

進(jìn)一步地說，所述激光焊接裝置還包括對溫度傳感器采集點位置和激光照射位置進(jìn)行同步調(diào)整的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)。

進(jìn)一步地說，所述位置調(diào)整機(jī)構(gòu)包括固定座和與該固定座轉(zhuǎn)動連接的底座，在固定座與底座之間設(shè)有受控制器控制使固定座轉(zhuǎn)動的驅(qū)動部件，所述固定座設(shè)有與激光器連接的激光頭和設(shè)有溫度傳感器的溫度傳感器支架。

進(jìn)一步地說，所述位置調(diào)整機(jī)構(gòu)還包括設(shè)于固定座同步移動的送錫機(jī)構(gòu)，該送錫機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動錫絲每次輸送量的錫絲驅(qū)動部件和送錫頭。

進(jìn)一步地說，所述驅(qū)動部件包括電機(jī)。

進(jìn)一步地說，所述送錫機(jī)構(gòu)還包括對焊接裝置送來的錫絲位置進(jìn)行檢測的位置傳感器。

本發(fā)明還提供一種多種材質(zhì)組成的焊接材料激光焊接方法，該激光焊接方法包括，

焊接點預(yù)熱，預(yù)先向待焊接器件的每個焊接點發(fā)射激光，對焊接點進(jìn)行預(yù)加熱；

建立焊接點的溫度場數(shù)據(jù)模型，實時采集每個焊接點的預(yù)熱溫度，建立由每個焊接點預(yù)熱溫度組成的焊接部件溫度場數(shù)據(jù)模型；

激光焊接，根據(jù)溫度場數(shù)據(jù)模型的特性向每個焊接點發(fā)射激光進(jìn)行焊接，并根據(jù)實時采集的焊接溫度控制激光。

進(jìn)一步地說，所述預(yù)熱溫度和焊接溫度由溫度采集器采集。

進(jìn)一步地說，所述溫度采集器采集包括溫度傳感器。

進(jìn)一步地說，所述溫度傳感器包括紅外溫度傳感器。

進(jìn)一步地說，所述焊接激光的脈沖頻率、脈沖寬度與預(yù)熱時產(chǎn)生的溫度特性匹配。

進(jìn)一步地說，所述激光焊接方法還包括實時采集焊接點溫度的焊接溫度采集步驟。

進(jìn)一步地說，所述溫度傳感器采集點與激光焊點位于同一位置。

本發(fā)明多種材質(zhì)組成的焊接材料激光焊接裝置，包括激光器、控制器和溫度傳感器，其中，控制器用于控制激光器對每個焊接點進(jìn)行預(yù)熱，根據(jù)預(yù)熱溫度建立的焊接器件焊接點溫度場模型控制激光器輸出與溫度場模型特征匹配的激光；溫度采集器，實時采集每個焊接點的預(yù)熱溫度。激光焊接前，由激光器先對每個焊接元器件的焊點進(jìn)行預(yù)加熱，并由溫度傳感器實時采集預(yù)加熱時焊點的溫度。所述控制器根據(jù)采集的每個預(yù)加熱焊點溫度建立的溫度場數(shù)據(jù)模塊控制激光器向每個焊接點焊接照射時間、激光器的頻率等。由于預(yù)先采集了焊點位置的溫度而建立的溫度場分布數(shù)據(jù)，焊接時根據(jù)預(yù)先采集而建立的溫度場數(shù)據(jù)進(jìn)行焊接，避免僅根據(jù)材料導(dǎo)熱性能、熱容比等特性建立的理論焊接溫度場模型存在地誤差，導(dǎo)致實際焊接時出現(xiàn)容易出現(xiàn)PCB板燒焦、擊穿、損壞電子元器或焊接品質(zhì)存在瑕疵等現(xiàn)象，提高激光焊接品質(zhì)的可靠性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單介紹，顯而易見地，而描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1是激光焊接裝置實施例電氣原理框圖。

圖2是位置調(diào)整機(jī)構(gòu)實施例結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是多種材質(zhì)組成的焊接材料激光焊接方法流程示意圖。

下面結(jié)合實施例，并參照附圖，對本發(fā)明目的的實現(xiàn)、功能特點及優(yōu)點作進(jìn)一步說明。

具體實施方式

為了使發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，本發(fā)明提供一種多種材質(zhì)組成的焊接材料激光焊接裝置實施例。

該多種材質(zhì)組成的焊接材料激光焊接裝置包括：激光器1、控制器3和溫度采集器2，其中所述激光器1用于產(chǎn)生焊接激光和預(yù)熱激光，所述溫度采集器2用于實時采集激光器1焊接激光和預(yù)熱激光照射焊點時產(chǎn)生的實時溫度，所述控制器3用于根據(jù)采集每個焊點的預(yù)熱時的溫度建立焊接器件焊接點溫度場數(shù)據(jù)模型，在焊接時，根據(jù)該溫度場數(shù)據(jù)模型控制激光器輸出與溫度場數(shù)據(jù)模型匹配的激光。

具體地說，所述溫度采集器2包括溫度傳感器，該溫度傳感器溫度采集點與激光預(yù)熱點位于同一個點，可以確定采集的溫度準(zhǔn)確性。該溫度傳感器可以包括紅外溫度傳感器，即通過預(yù)熱的焊點產(chǎn)生的紅外特性確定其溫度，具體的元器件可以選用現(xiàn)有產(chǎn)品或技術(shù)。

所述控制器3根據(jù)建立的溫度場數(shù)據(jù)模型控制激光器1是指對激光器發(fā)出的脈沖頻率、脈沖寬度等進(jìn)行控制，使之焊點能生產(chǎn)與該溫度場數(shù)據(jù)模型匹配。

在激光焊接前，由激光器先對每個焊接元器件的焊點進(jìn)行預(yù)加熱，并由溫度傳感器實時采集預(yù)加熱時焊點的溫度。所述控制器根據(jù)采集的每個預(yù)加熱焊點溫度建立的溫度場數(shù)據(jù)模塊控制激光器向每個焊接點焊接照射時間、激光器的頻率等。由于預(yù)先采集了焊點位置的溫度而建立的溫度場分布數(shù)據(jù)，焊接時根據(jù)預(yù)先采集而建立的溫度場數(shù)據(jù)進(jìn)行焊接，避免僅根據(jù)材料導(dǎo)熱性能、熱容比等特性建立的理論焊接溫度場模型存在地誤差，導(dǎo)致實際焊接時出現(xiàn)容易出現(xiàn)PCB板燒焦、擊穿、損壞電子元器或焊接品質(zhì)存在瑕疵等現(xiàn)象，提高激光焊接品質(zhì)的可靠性。

在本實施例中，為了保證對每個焊點進(jìn)行預(yù)加熱和焊接時，溫度傳感器2與預(yù)加熱點和焊接點始終位于同一位置，該激光焊接裝置還包括對溫度傳感器2采集點位置和激光照射位置進(jìn)行同步調(diào)整的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，如圖2所示。所述位置調(diào)整機(jī)構(gòu)包括：固定座42和與該固定座42轉(zhuǎn)動連接的底座41，在固定座41與底座42之間設(shè)有受控制器控制使固定座轉(zhuǎn)動的驅(qū)動部件40，該驅(qū)動部件包括電機(jī)，其可以直接或通過傳動部件或機(jī)構(gòu)與底座42連接，使其在控制器的控制下轉(zhuǎn)動，所述固定座41設(shè)有與激光器連接的激光頭44和設(shè)有溫度采集器的溫度傳感器支架。

為了保證在焊接時錫絲能準(zhǔn)確地送到焊接點，所述位置調(diào)整機(jī)構(gòu)還包括設(shè)于固定座同步移動的送錫機(jī)構(gòu)43，該送錫機(jī)構(gòu)43包括驅(qū)動錫絲每次輸送量的錫絲驅(qū)動部件(附圖未標(biāo)示)和送錫頭45。為了避免出現(xiàn)無錫絲的情況下對焊接點進(jìn)行焊接，所述送錫機(jī)構(gòu)還包括對焊接裝置送來的錫絲位置進(jìn)行檢測的位置傳感器(附圖未標(biāo)示)，當(dāng)位置傳感器未檢測到錫絲時，控制器控制激光器停止工作。

如圖3所示，本發(fā)明還提供一種多種材質(zhì)組成的焊接材料激光焊接方法，該激光焊接方法包括，

S10步驟，即焊接點預(yù)熱，預(yù)先向待焊接器件的每個焊接點發(fā)射激光，對焊接點進(jìn)行預(yù)加熱；

S11步驟，即建立焊接點的溫度場數(shù)據(jù)模型，實時采集每個焊接點的預(yù)熱溫度，建立由每個焊接點預(yù)熱溫度組成的焊接部件溫度場數(shù)據(jù)模型；

S12步驟，即激光焊接，根據(jù)溫度場數(shù)據(jù)模型的特性向每個焊接點發(fā)射激光進(jìn)行焊接，并根據(jù)實時采集的焊接溫度控制激光。

具體地說，采用上述實施例結(jié)構(gòu)，即激光焊接裝置包括：激光器1、控制器3和溫度采集器2，其中所述激光器1用于產(chǎn)生焊接激光和預(yù)熱激光，所述溫度采集器2用于實時采集激光器1焊接激光和預(yù)熱激光照射焊點時產(chǎn)生的實時溫度，所述控制器3用于根據(jù)采集每個焊點的預(yù)熱時的溫度建立焊接器件焊接點溫度場數(shù)據(jù)模型，在焊接時，根據(jù)該溫度場數(shù)據(jù)模型控制激光器輸出與溫度場數(shù)據(jù)模型匹配的激光。

具體地說，所述溫度采集器2包括溫度傳感器，該溫度傳感器溫度采集點與激光預(yù)熱點位于同一個點，可以確定采集的溫度準(zhǔn)確性。該溫度傳感器可以包括紅外溫度傳感器，即通過預(yù)熱的焊點產(chǎn)生的紅外特性確定其溫度，具體的元器件可以選用現(xiàn)有產(chǎn)品或技術(shù)。

所述控制器3根據(jù)建立的溫度場數(shù)據(jù)模型控制激光器1是指對激光器發(fā)出的脈沖頻率、脈沖寬度等進(jìn)行控制，使之焊點能生產(chǎn)與該溫度場數(shù)據(jù)模型匹配。

在焊接前，先由控制器3控制激光器1向焊接點發(fā)出激光進(jìn)行預(yù)加熱，同時由溫度采集器2實時采集該焊接點預(yù)熱溫度；采用同樣的方法對每個需要焊接的焊點進(jìn)行預(yù)熱，并采集預(yù)熱溫度，控制器根據(jù)采集的每個焊點溫度建立焊接時的溫度場數(shù)據(jù)模型，在進(jìn)行焊接時，由控制器根據(jù)建立的溫度場數(shù)據(jù)模型控制激光器的脈沖頻率、脈沖寬度等數(shù)據(jù)，使激光器輸出的參數(shù)與建立溫度場數(shù)據(jù)模型匹配激光進(jìn)行焊接。由于預(yù)先采集了焊點位置的溫度而建立的溫度場分布數(shù)據(jù)，焊接時根據(jù)預(yù)先采集而建立的溫度場數(shù)據(jù)進(jìn)行焊接，避免僅根據(jù)材料導(dǎo)熱性能、熱容比等特性建立的理論焊接溫度場模型存在地誤差，導(dǎo)致實際焊接時出現(xiàn)容易出現(xiàn)PCB板燒焦、擊穿、損壞電子元器或焊接品質(zhì)存在瑕疵等現(xiàn)象，提高激光焊接品質(zhì)的可靠性。

在本實施例中，為了保證對每個焊點進(jìn)行預(yù)加熱和焊接時，溫度傳感器2與預(yù)加熱點和焊接點始終位于同一位置，該激光焊接裝置還包括對溫度傳感器2采集點位置和激光照射位置進(jìn)行同步調(diào)整的位置調(diào)整機(jī)構(gòu)，如圖2所示。所述位置調(diào)整機(jī)構(gòu)包括：固定座42和與該固定座42轉(zhuǎn)動連接的底座41，在固定座41與底座42之間設(shè)有受控制器控制使固定座轉(zhuǎn)動的驅(qū)動部件40，該驅(qū)動部件包括電機(jī)，其可以直接或通過傳動部件或機(jī)構(gòu)與底座42連接，使其在控制器的控制下轉(zhuǎn)動，所述固定座41設(shè)有與激光器連接的激光頭44和設(shè)有溫度采集器的溫度傳感器支架。

為了保證在焊接時錫絲能準(zhǔn)確地送到焊接點，所述位置調(diào)整機(jī)構(gòu)還包括設(shè)于固定座同步移動的送錫機(jī)構(gòu)43，該送錫機(jī)構(gòu)43包括驅(qū)動錫絲每次輸送量的錫絲驅(qū)動部件(附圖未標(biāo)示)和送錫頭45。為了避免出現(xiàn)無錫絲的情況下對焊接點進(jìn)行焊接，所述送錫機(jī)構(gòu)還包括對焊接裝置送來的錫絲位置進(jìn)行檢測的位置傳感器(附圖未標(biāo)示)，當(dāng)位置傳感器未檢測到錫絲時，控制器控制激光器停止工作。

在本實施例中，所述激光焊接方法還包括實時采集焊接點溫度的焊接溫度采集步驟，即在焊接同時采集焊點的溫度，避免焊接溫度過高燒壞PCB。

以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換，而這些修改或替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。