激光焊接技術在傳感器生產中的應用

中心議題：

學習激光焊接技術在傳感器生產中的應用

激光焊接的原理

解決方案：

利用高輻射強度的激光束

采用焊接密封

采用電阻焊、氬弧焊、電了束焊、等離子焊等方法

一、傳感器

根據國家標準GB7665-87，傳感器定義為：能感受規(guī)定的被測量并按照一定的規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件裝置。傳感器作為檢測工具，要求檢測研究對象的物理或化學的信息，其工作過程要求穩(wěn)定、可靠、精度高，所以對傳感器有以下幾個要求：

（1）適應惡劣環(huán)境能力強

傳感器一般工作環(huán)境十分廣，從極寒至酷熱地區(qū)，許多在露天環(huán)境下工作，能抗飛沙走石、灰塵，還應耐潮濕，較高的抗鹽類腐蝕、酸性腐蝕的能力，有抗污染氣體干擾的能力，能適應在高溫、極寒、強烈振動、沖擊以及在其他條件下正常工作的能力，還應抗噪聲能力強，信噪比高。

（2）價格適中，適于大批量生產

要求傳感器一致性好，適宜自動化批量生產，對加工設備有較高要求，以便排除人工操作帶來的不一致性和失誤。

（3）穩(wěn)定性和可靠性高

傳感器是一種高精度檢測儀器，在軍事、航空、航天中應用都有嚴格要求，產品都須經過嚴格測試才能應用。所以傳感器生產是一種高新技術的具體運用和體現(xiàn)。一種傳感器是否有較高的技術附加值體現(xiàn)在所包含的技術含量和加工工藝的技術是否高新。

有部分傳感器由于其應用環(huán)境的狀況需金屬封裝，一般采用焊接密封，如壓力傳感器、力傳感器、霍爾傳感器、光電傳感器、溫度傳感器等，這類傳感器內部有敏感元件和集成電路，充惰性氣體或抽真空與外界隔絕，有耐壓、氣密性要求，另有焊接強度要求和漏氣率要求，對焊接質量要求高，而且焊接過程中要求變形小，不能對內部元件和微電路有損壞。目前傳感器密封焊接有電阻焊、鎢極氬弧焊、等離子弧焊、電子束焊和激光焊。

二、激光焊接

1. 激光焊接原理

激光是輻射的受激發(fā)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(yè)加工中的應用十分廣泛，成為未來制造系統(tǒng)共同的加工手段。

用激光焊接加工是利用高輻射強度的激光束，激光束經過光學系統(tǒng)聚焦后，其激光焦點的功率密度為104~107W/cm2，加工工件置于激光焦點附近進行加熱熔化，熔化現(xiàn)象能否產生和產生的強弱程度主要取決于激光作用材料表面的時間、功率密度和峰值功率。控制上述各參數就可利用激光進行各種不同的焊接加工。

2. 激光焊接的一般特點

激光焊接是利用激光束作為熱源的一種熱加工工藝，它與電子束等離子束和一般機械加工相比較，具有許多優(yōu)點：

激光束的激光焦點光斑小，功率密度高，能焊接一些高熔點、高強度的合金材料。

激光焊接是無接觸加工，沒有工具損耗和工具調換等問題。激光束能量可調，移動速度可調，可以多種焊接加工。

激光焊接自動化程度高，可以用計算機進行控制，焊接速度快，功效高，可方便的進行任何復雜形狀的焊接。

激光焊接熱影響區(qū)小，材料變形小，無需后續(xù)工序處理。

激光可通過玻璃焊接處于真空容器內的工件及處于復雜結構內部位置的工件。

激光束易于導向、聚焦，實現(xiàn)各方向變換。

激光焊接與電子束加工相比較，不需要嚴格的真空設備系統(tǒng)，操作方便。

激光焊接生產效率高，加工質量穩(wěn)定可靠，經濟效益和社會效益好。